汽車制造
文章來源：中國機床工具工業(yè)協(xié)會
? ?有這樣一個行業(yè)，對國家國防安全和經(jīng)濟安全具有戰(zhàn)略意義，但由于長期受到西方發(fā)達國家的封鎖限制，一直受到國家領(lǐng)導和行業(yè)專家的高度關(guān)注。有這樣一個行業(yè)，“屢敗屢戰(zhàn)”，始終堅持、堅守自主創(chuàng)新之路，不斷突破國外技術(shù)封鎖，卻一直尷尬地無法打破國外已經(jīng)形成的“市場生態(tài)圈”。這就是國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)行業(yè)。
????2009年以來，“04專項”支持華中數(shù)控、廣州數(shù)控、大連光洋、沈陽高精等國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)骨干企業(yè)，立足自主創(chuàng)新，研制*型、標準型數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動和伺服電機。
? ?目前，部分國產(chǎn)中、*數(shù)控系統(tǒng)在功能、性能和可靠性方面已基本達到國外同類系統(tǒng)水平，可替代進口。國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)已在沈飛、成飛、航天8院、東汽等航空航天、汽車、發(fā)電裝備制造等重點領(lǐng)域批量應用。中國數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)迎來了快速發(fā)展的曙光。
一、數(shù)控技術(shù)的戰(zhàn)略意義
????數(shù)控機床是工業(yè)的“工作母機”，其技術(shù)水平代表著一個國家的綜合競爭力。數(shù)控系統(tǒng)是機床裝備的“大腦”，是決定數(shù)控機床功能、性能、可靠性、成本價格的關(guān)鍵因素，也是制約我國數(shù)控機床行業(yè)發(fā)展的瓶頸。
????特別是對于國防工業(yè)急需的高速、高精、多軸聯(lián)動的*數(shù)控機床和*數(shù)控系統(tǒng)，一直是重要的國際戰(zhàn)略物資，受到西方國家嚴格的出口限制。歷史上*的“東芝事件”、“考克斯報告”，近年來的“伊朗離心機事件”、“斯諾登事件”等，都充分說明自主可控的數(shù)控系統(tǒng)對于我國的重要性不亞于國人非常關(guān)注的“大飛機”、計算機CPU芯片和操作系統(tǒng)軟件。
????基礎(chǔ)薄弱、“缺心少腦”一直是“中國制造”的短板。要實現(xiàn)“中國制造2025”的目標，形成“中國智造”的核心競爭力，離不開數(shù)控系統(tǒng)包括伺服驅(qū)動、伺服電機等關(guān)鍵技術(shù)的自主創(chuàng)新和自主可控。
????2009年以來，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)自主研發(fā)*型、標準型數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動和伺服電機，并通過在航空航天、汽車、發(fā)電裝備、船舶和數(shù)控機床制造等重點企業(yè)的應用示范，推動了國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)化。
????二、核心技術(shù)買不來，出路在于自主創(chuàng)新
????我國數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了“六五”到“八五”期間的技術(shù)引進、消化吸收和自主開發(fā)，及“九五”到“十二五”期間的中、低檔數(shù)控技術(shù)產(chǎn)業(yè)化和*數(shù)控系統(tǒng)縮小差距的艱難發(fā)展過程。其間，國內(nèi)企業(yè)曾經(jīng)試圖引進國外數(shù)控企業(yè)的技術(shù)，走引進-消化-再創(chuàng)新的道路。但深入交流后，凡是我們沒有的技術(shù)，凡是我們需要的技術(shù)，對方都不賣，而且在合作過程中，不斷地提高要價。
????“六五”期間，中國數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)“一窮二白”，發(fā)展國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)只能寄希望于引進國外先進技術(shù)。但國外公司只愿意將其落后淘汰的技術(shù)轉(zhuǎn)讓給我國，還將核心硬件芯片控制在自己手中。“七五”期間，中國開始在引進技術(shù)的基礎(chǔ)上，消化吸收，并開始推動產(chǎn)業(yè)化。可是，國外公司馬上將其性能質(zhì)量更好、集成度更高的數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品推向中國市場，阻滯我國數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進程。然后，又以進口全套散件國內(nèi)組裝或合資辦廠的方式，導致我國在引進技術(shù)過程中培養(yǎng)出來的骨干人員幾乎全部流失，乃至我們實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的夢想徹底破滅。
????又如，國內(nèi)某數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)采取日本產(chǎn)品貼牌，國內(nèi)組裝生產(chǎn)的方式，一度在市場上取得較大進展。但隨著日本公司的數(shù)控系統(tǒng)業(yè)務被德國公司收購和國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)逐步提升，該公司發(fā)展受到嚴重影響。國內(nèi)某*機床企業(yè)，曾引進意大利數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)，國外只允許我國引進二軸、三軸聯(lián)動的數(shù)控技術(shù)，而對于五軸聯(lián)動*數(shù)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的引進事宜，國外完全免談。*，該企業(yè)不得不回過頭來，投入巨資，走自主研發(fā)的道路。
????“八五”至“十五”期間，國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)只能靠自力更生、不斷摸索，通過自主創(chuàng)新來縮小與國外的差距。歷史上，我國形成了“中華I型”、“航天I型”、“藍天I型”、“華中I型”四個自主知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)控系統(tǒng)。在激烈的市場競爭中，爭得了一席之地，銷量逐年增加，市場占有率不斷提高。在產(chǎn)業(yè)化方面，數(shù)控系統(tǒng)行業(yè)形成了“東南西北中”（東-華星數(shù)控、南-廣州數(shù)控、西-廣泰數(shù)控、北-凱恩帝數(shù)控、中-華中數(shù)控）的行業(yè)格局。2010年，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的年產(chǎn)銷量達到16萬臺以上，中國市場占有率達到60%左右。其中，廣州數(shù)控公司貼近市場需求，很好地解決了可靠性和服務的瓶頸，曾達到年產(chǎn)銷數(shù)控系統(tǒng)13萬臺套的輝煌業(yè)績，成為世界數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)銷量排名第二的中國數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)。
????但是國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)由于受到自身規(guī)模、技術(shù)水平、人才隊伍和財力投入的局限，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品的90%以上主要還是定位中、低檔市場。*型、標準型數(shù)控系統(tǒng)，無論在技術(shù)上還是產(chǎn)業(yè)化水平上，與國外都存在較大差距。
????歷史教訓證明，對于國家經(jīng)濟、軍事發(fā)展具有戰(zhàn)略意義的數(shù)控系統(tǒng)核心技術(shù)，依靠引進購買是辦不到的。國外企業(yè)從來就沒有轉(zhuǎn)讓過真正的核心技術(shù)給中國。數(shù)控技術(shù)難在自主創(chuàng)新，出路也在自主創(chuàng)新。
????三、奮進中的中國數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)
????2009年，04專項支持了華中數(shù)控、廣州數(shù)控、大連光洋、沈陽高精和航天數(shù)控等5家數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)，自主研發(fā)*數(shù)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)。經(jīng)過兩年多的努力，5家企業(yè)攻克了數(shù)控系統(tǒng)軟硬件平臺、高速高精、多軸聯(lián)動、總線技術(shù)、納米插補等一批*數(shù)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，研制出全數(shù)字總線式*數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品樣機，實現(xiàn)從模擬接口、脈沖接口到全數(shù)字總線控制、高速高精的技術(shù)跨越。聯(lián)合研制的自主知識產(chǎn)權(quán)的NCUC-Bus現(xiàn)場總線技術(shù)，已獲批了5項國家標準，并獲得省部級發(fā)明一等獎。
????2012年，04專項數(shù)控系統(tǒng)的任務部署轉(zhuǎn)向重點對標，*數(shù)控系統(tǒng)瞄準的是國外具有五軸聯(lián)動、多通道、高速高精、車銑復合功能的*進系統(tǒng)；中檔普及型、標準型技術(shù)瞄準的是市場占有率*的國外系統(tǒng)。技術(shù)攻關(guān)單位公開招標的結(jié)果，華中數(shù)控、大連光洋承擔了*型數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)和應用驗證課題；廣州數(shù)控、華中數(shù)控承擔了標準型數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化課題。
????為了科學評測國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的實際水平，04專項專門立項支持北京航空航天大學、國家機床質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心和中科院沈陽計算所*數(shù)控國家工程研究中心作為第三方，對新研制的*型和標準型數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品的功能、性能、可靠性進行對比測試。第三方評測課題組為*型數(shù)控系統(tǒng)設立了1989個對標評測項，為標準型數(shù)控系統(tǒng)設立了633個對標評測項。
????2015年6月到2016年2月間，在國家機床質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心組織專家組對華中8型數(shù)控系統(tǒng)進行了評測。華中8型數(shù)控系統(tǒng)、廣州數(shù)控系統(tǒng)通過了全部633項標準型對標評測項，通過率*；華中8型數(shù)控系統(tǒng)通過了1952項*型對標評測項，通過率達98%，大大超出課題考核指標所要求達到國外同類數(shù)控系統(tǒng)的90%以上的要求。
????2011年北京航空航天大學專門建立了數(shù)控系統(tǒng)可靠性測試實驗室，選取了國內(nèi)、國外數(shù)控系統(tǒng)30多臺套作為對比樣本。從2012年5月開始，北京航空航天大學對每套數(shù)控系統(tǒng)累積測試時間超過1萬小時。根據(jù)試驗記錄統(tǒng)計數(shù)據(jù)，得出測試結(jié)論為：國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)整體可靠性水平良好，與同時參與測試的國外典型同類產(chǎn)品的可靠性指標——平均無故障時間（MTBF）結(jié)果相當。
????2015年2月，中國機械工業(yè)聯(lián)合會組織對大連光洋“光纖總線開放式*數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動、測量系統(tǒng)及電機成套系統(tǒng)”課題成果進行了鑒定。鑒定委員會認為：大連光洋GNC61光纖總線開放式*數(shù)控系統(tǒng)在控制功能、控制精度、加工效率等方面達到國際先進水平。
????2016年4月，中國機械工業(yè)聯(lián)合會組織了行業(yè)內(nèi)知名專家，對華中數(shù)控的“高性能數(shù)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及應用”成果進行了鑒定。鑒定委員會認為：華中數(shù)控在我國數(shù)控系統(tǒng)后發(fā)追趕、面臨更嚴苛要求的應戰(zhàn)壓力下，奮力拼博，歷經(jīng)幾代技術(shù)攻關(guān)，開發(fā)出了以華中8型為代表的自主可控的數(shù)控系統(tǒng)，全面達到國際先進水平，可替代進口。為*數(shù)控機床重大專項做出了突出貢獻。構(gòu)建了系統(tǒng)平臺化、網(wǎng)絡化，有創(chuàng)新的智能數(shù)控系統(tǒng)，為中國智能制造提供了智能平臺。
????2016年5月，在中國機床工具工業(yè)協(xié)會的領(lǐng)導下，華中數(shù)控、廣州數(shù)控、沈陽高精等國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)聯(lián)合大連機床、普什寧江等機床企業(yè)，成立數(shù)控機床互聯(lián)通訊協(xié)議標準聯(lián)盟。今年7月初，聯(lián)盟所申報的智能制造綜合標準化項目獲得了工信部的立項支持。
????為了推動國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的應用示范和產(chǎn)業(yè)化，04專項立項支持了一批航空航天、汽車、發(fā)電裝備和船舶制造企業(yè)應用國產(chǎn)數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)。華中數(shù)控、廣州數(shù)控、大連光洋、沈陽高精所研制的*型數(shù)控系統(tǒng)與10多類600多臺高速、精密、5軸聯(lián)動的*數(shù)控機床實現(xiàn)配套。這些設備包括高速精密車削中心、高速立式加工中心、精密立式加工中心、車銑復合加工中心、高速臥式加工中心、精密臥式加工中心、九軸六聯(lián)動砂帶磨、數(shù)控工具磨床等*數(shù)控機床。
????航空企業(yè)是高端數(shù)控裝備的聚集地，目前使用的數(shù)控系統(tǒng)基本上被國外品牌壟斷，在功能和性能上受到國外封鎖限制，且存在國家安全隱患，設備使用和維護都非常被動。2012年，華中數(shù)控和沈陽高精分別為沈陽飛機工業(yè)（集團）有限公司改造了辛辛那提LANCE2000加工中心。經(jīng)過近一年的生產(chǎn)驗證，數(shù)控系統(tǒng)完全能滿足使用要求。在此基礎(chǔ)上，沈飛打消了對國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的疑慮，又拿出30多臺設備交給華中數(shù)控和沈陽高精進行數(shù)控改造，包括：國外五軸高速龍門加工中心、AB擺五軸加工中心，立式加工中心、車削中心等。目前，這批數(shù)控系統(tǒng)已累計運行30多萬小時，其功能、性能、可靠性經(jīng)受了考驗，為沈飛的軍工生產(chǎn)發(fā)揮了重要作用。近期，又有30多臺國產(chǎn)新數(shù)控機床，其中包括8臺五軸數(shù)控機床，配套華中數(shù)控、沈陽高精的數(shù)控系統(tǒng)即將交付沈飛使用。國產(chǎn)*數(shù)控系統(tǒng)在航空企業(yè)應用終于在沈飛“起航”。在沈飛的示范效應帶動下，華中8型數(shù)控系統(tǒng)開始在成飛、西飛、洪都航空等骨干航空企業(yè)得到應用。
????廣州數(shù)控開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)成果27i、25i已經(jīng)實現(xiàn)配套數(shù)千臺，如沈陽巨浪特種機床、廣州宏力立加、江陽貝爾滾齒機、寧國飛鷹專機改造、哈斯機床舊機改造等。與上海航天八院聯(lián)合研制的攪拌摩擦焊已經(jīng)成功應用，其配套的廣數(shù)*數(shù)控系統(tǒng)受到好評。
????大連光洋自主研發(fā)了數(shù)控系統(tǒng)、伺服電機、主軸、傳感器，于2013年5月與航天科工集團3院31所合作，交付了2臺高速、高精度五軸立式加工中心，已經(jīng)完成了多個批次，多個品種的航發(fā)關(guān)鍵零部件的加工。航天科工集團3院31所又訂購了大連光洋22臺五種類型的五軸*數(shù)控機床，用于建設飛航*發(fā)動機生產(chǎn)線，上述機床的數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動，精密傳感，電機、轉(zhuǎn)臺、電主軸等關(guān)鍵功能部件全部為大連光洋自主研發(fā)，機床自主化率高達95%。此后，大連光洋先后與哈爾濱東安發(fā)動機、貴州黎陽航空發(fā)動機、湖南株洲南方動力等軍工企業(yè)簽訂合同。
????沈陽高精數(shù)控在實現(xiàn)中*數(shù)控系統(tǒng)配套應用的同時，針對行業(yè)轉(zhuǎn)型升級對客戶化定制的需求，基于“藍天數(shù)控”在開放式數(shù)控的技術(shù)積累，開展了基于二次開發(fā)平臺的專用型數(shù)控系統(tǒng)的研制及產(chǎn)業(yè)化推廣，將數(shù)控技術(shù)拓展到電加工、柔性組合單元、激光加工等專用領(lǐng)域，拓展了國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的應用范圍。
????為了擺脫國外數(shù)控系統(tǒng)的封鎖限制，我國數(shù)控機床企業(yè)也紛紛加入數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)的研發(fā)行列。沈陽機床集團組建自己的研究院，從底層技術(shù)源代碼算法做起，歷時5年，投入巨資，研制成功i5數(shù)控系統(tǒng)。通過充分利用沈機的市場優(yōu)勢和i5數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)創(chuàng)新，支撐了沈機融資租賃商業(yè)模式的創(chuàng)新，帶動了i5數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化。
????大連機床集團則側(cè)重于應用型研發(fā)，走與國內(nèi)多家高校和科研機構(gòu)合作的產(chǎn)學研之路。特別是與華中數(shù)控合作，在華中數(shù)控系統(tǒng)的軟硬件平臺基礎(chǔ)上，發(fā)揮大連機床掌握機床、工藝和應用的技術(shù)優(yōu)勢，自主開發(fā)了大連機床自己的DMTG數(shù)控系統(tǒng)，近年來，累計銷售了近萬臺套，同時也開創(chuàng)了國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)和國產(chǎn)數(shù)控機床協(xié)同創(chuàng)新的全新發(fā)展模式。
????特別是2015年以來，華中數(shù)控針對3C（計算機、通訊和消費電子）制造行業(yè)的巨大需求，研制并批量銷售了具有高速高精（進給快移速度達60m/min，進給加速度達1g）、高速主軸控制（24000r/min）等關(guān)鍵技術(shù)的高速鉆攻中心數(shù)控系統(tǒng)，其加工效率優(yōu)于國外同類產(chǎn)品，并且建立了3C加工智能工廠。目前，華中8型鉆攻中心數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)銷售7千多臺套。
????四、自主創(chuàng)新需要打破國外的“市場生態(tài)圈”
????“十二五”以來，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)取得較大的進步，與國外的差距逐步縮小。但技術(shù)差距的縮小，不等于市場的突破。國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的市場美譽度與國外仍存在巨大差距，產(chǎn)業(yè)化之路任重道遠。
????以日本發(fā)那科、德國西門子等為代表的國外企業(yè)在數(shù)控系統(tǒng)領(lǐng)域發(fā)展了近60年，開創(chuàng)了大量先進技術(shù)，已在全球范圍內(nèi)建立起了技術(shù)壁壘和市場優(yōu)勢。國外企業(yè)在中國市場上也已經(jīng)耕耘了40多年，由于其產(chǎn)品在技術(shù)上、性能上的優(yōu)勢，形成了很好的市場品牌與客戶美譽度，大量的客戶已經(jīng)習慣使用他們的產(chǎn)品，形成了一個“市場生態(tài)圈”。某些單位的政府采購招標通常指定國外數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品，導致國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品根本就沒有同臺公平競爭的機會。這些實際情況讓國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)難以打破國外產(chǎn)品的市場生態(tài)圈。
????此外，中國數(shù)控產(chǎn)業(yè)還面臨國外企業(yè)降價搶占市場的巨大競爭壓力。當我國的數(shù)控企業(yè)研制不出水平相當?shù)臄?shù)控產(chǎn)品時，他們的高端產(chǎn)品要么封鎖，要么天價；當我們生產(chǎn)出性能接近的數(shù)控產(chǎn)品時，他們就將其成熟產(chǎn)品做適當裁剪后，以低價向我們傾銷，壓榨國內(nèi)數(shù)控產(chǎn)品的利潤空間和市場空間。因此，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)存在的價值，還在于為中國機床行業(yè)和中國制造業(yè)“堵槍眼”。
????當前，我國中、*數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)發(fā)展的*瓶頸，還是在市場的認同度不夠。政府支持自主創(chuàng)新核心產(chǎn)業(yè)發(fā)展，給錢不如給市場。我們的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)行業(yè)當然需要奮發(fā)拼搏，縮小與國外的差距，做好自己的產(chǎn)品和市場。政府也應該理直氣壯地營造以選用國產(chǎn)產(chǎn)品、支持國產(chǎn)品牌為榮的體制和市場環(huán)境。要給國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)參與競爭的平等機會，在同等的性價比下，應該優(yōu)先選用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)。
????政府、專家和媒體對國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的支持還應體現(xiàn)在從輿論導向和政策上引導用戶選用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)。部分媒體拿著國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)10多年前的差距和不足進行片面點評，導致*終用戶選用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)時更加心有余悸。在國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)成長和發(fā)展歷程中，我們既需要專家、用戶和媒體對我們的批評和鞭策，促使我們加快進步；更需要各方對我們所取得的*新成績和進步，給予充分的肯定和正面宣傳，這是對國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的*支持。
????在5月30日全國科技創(chuàng)新大會期間，多位院士聯(lián)名向中央高層遞交了關(guān)于支持中國*數(shù)控機床和系統(tǒng)的建議。希望國家從多個層面，全力支持產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵期的中國中*數(shù)控機床。院士們在報告中希望國家出臺系列扶持政策，包括在航空航天軍工領(lǐng)域啟動“換腦升級工程”；推動政府采購優(yōu)先選用國產(chǎn)產(chǎn)品；取消部分國產(chǎn)化已經(jīng)突破的進口產(chǎn)品的免稅政策等。
????**指出：“只有把核心技術(shù)掌握在自己手中，才能真正掌握競爭和發(fā)展的主動權(quán)，才能從根本上保障國家經(jīng)濟安全、國防安全和其他安全。”中國數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程證明，*數(shù)控系統(tǒng)的關(guān)鍵核心是買不回來的，必須立足自主創(chuàng)新。國產(chǎn)*數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)“曙光在前頭”。我們堅信：再經(jīng)過5-10年的努力，中國家電、手機、高鐵等行業(yè)的今天，就是中國數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的美好明天。
