數(shù)控機床與工業(yè)聯(lián)系最為密切。大力發(fā)展高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備，具有全局性戰(zhàn)略性的深遠意義。經(jīng)過“高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備”國家科技重大專項的支持，我國數(shù)控機床行業(yè)在國際市場格局中，已經(jīng)從第三方陣進入第二方陣，并且培養(yǎng)出一批有能力沖刺國際先進水平的力量。

如果把現(xiàn)代工業(yè)看作摩天大廈的話，那么高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備則是這座大廈的基石。諸如汽車、飛機、艦船、百萬千瓦級核電設備等工業(yè)現(xiàn)代化所需的各類裝備設施制造，均離不開它的保障。

基于此，“高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備”國家科技重大專項(簡稱專項)作為16個科技重大專項之一，并已被納入《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020)》。

專項技術(shù)總師、中國工程院院士盧秉恒

專項實施以來，成就斐然，已取得預期成效。專項技術(shù)總師、中國工程院院士盧秉恒近日接受了記者專訪，就該專項實施取得的重大突破、支撐國家需求、服務經(jīng)濟社會發(fā)展等方面進行權(quán)威解讀。

全面支撐國家重大需求

盧秉恒指出，專項涵蓋了高速、精密、智能、復合等功能的高檔數(shù)控機床和用熱加工、表面處理工藝對材料和零件進行成形、改性處理的基礎制造裝備，重點圍繞汽車、航空航天、船舶、發(fā)電設備等四大領域所需的高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備及其配套的數(shù)控系統(tǒng)、功能部件、關(guān)鍵技術(shù)進行研發(fā)。

其中，多軸聯(lián)動是數(shù)控機床中一項關(guān)鍵技術(shù)。多軸聯(lián)動是在一臺機床的多個坐標軸上同時運動，進行復雜形狀零件的加工，刀具或工件可在數(shù)控系統(tǒng)控制下同時協(xié)調(diào)運動，實現(xiàn)復雜形狀的加工，在現(xiàn)代國防裝備具有重要意義。艦艇、飛機、火箭、衛(wèi)星、飛船中許多關(guān)鍵零件的材料、結(jié)構(gòu)、加工工藝都有一定的特殊性和加工難度，用傳統(tǒng)加工方法無法達到要求，必須采用多軸聯(lián)動、高速、高精度的數(shù)控機床才能滿足加工要求。

“專項解決了很多重要的制造問題?！北R秉恒說，以前我國做不了五軸聯(lián)動機床，所使用的數(shù)控系統(tǒng)也是國外制造的。這就會帶來一些問題?！皣飧邫n數(shù)控機床對我們的航空航天企業(yè)不僅限制進口，即使進口了，其數(shù)控系統(tǒng)也留有信息后門，能對我們進行監(jiān)控，對于國防安全是一個很大的隱患。如今解決了五軸聯(lián)動，對于軍工和航空航天等領域需求是很大的保障。”

針對中高檔數(shù)控機床進口依賴度高的現(xiàn)狀，“十一五”期間，專項重點對進口量大、市場需求面廣的加工中心和數(shù)控車床的研發(fā)進行了部署。機床企業(yè)開發(fā)出了一大批適應市場需求，符合企業(yè)轉(zhuǎn)型升級方向的新產(chǎn)品，龍門式加工中心、五軸聯(lián)動加工中心等高檔產(chǎn)品制造技術(shù)趨于成熟；高精度加工裝備在制造精度上取得重要進展，部分解決了機床箱體、導軌等關(guān)鍵零件的加工需求。同時，專項大力推動了機床企業(yè)對高檔機床的研發(fā)和機床可靠性研究，在重要應用領域建立了綜合檢驗驗證平臺，加強了創(chuàng)新實驗室建設，為企業(yè)的科研和質(zhì)量保障提供了支撐。

“加減法”互補生輝

數(shù)控機床與3D打印同屬于數(shù)控制造裝備領域?！叭绻f3D打印是加法的話，那么數(shù)控機床加工則是減法。二者對制造業(yè)同等重要，需要同樣的關(guān)注與支持?！北R秉恒認為，3D打印是通過材料的累加做增加，而數(shù)控機床是按照圖紙把大的材料切割成小的，做的是減法，3D打印與數(shù)控機床有很好的交叉點。

“增材制造可以大幅度減少航空航天等結(jié)構(gòu)件的加工余量，可以簡便地加工復雜形狀的零件，從而減少對五軸聯(lián)動等高檔數(shù)控機床的需求量。通過增減一體化，兩者互補，實現(xiàn)完美統(tǒng)一?！北R秉恒說。

不過，相比之下，發(fā)展國產(chǎn)數(shù)控機床顯然是當務之急。目前，我國已連續(xù)多年成為世界第一大機床消費國。高檔數(shù)控機床的市場競爭、技術(shù)競爭十分激烈。美國、日本、德國等制造業(yè)強國在本國機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展的不同階段，都出臺過許多扶植政策。

盧秉恒表示，專項并非一般意義上的科研項目，而是國家層面的一項系統(tǒng)工程，體現(xiàn)了國家的意志。2008年，國務院常務會議審議并通過專項實施方案。專項的總體目標是：到2020年總體技術(shù)水平進入國際先進行列，部分產(chǎn)品國際領先；形成高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備主要產(chǎn)品的自主開發(fā)能力，數(shù)控系統(tǒng)與功能部件研發(fā)和配套能力；形成以企業(yè)為主體、產(chǎn)學研相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系；培養(yǎng)和建立一支高素質(zhì)的研究開發(fā)隊伍；航空航天、船舶、汽車、發(fā)電設備制造所需要的高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備80%立足國內(nèi)；研究開發(fā)出若干具有原創(chuàng)性的技術(shù)和產(chǎn)品，形成這一領域內(nèi)自主創(chuàng)新在一些點上的突破。

專項重點任務主要包括主機、數(shù)控系統(tǒng)、功能部件和關(guān)鍵部件、共性技術(shù)、創(chuàng)新平臺建設、技術(shù)服務基地建設及應用示范工程七個方面。大力發(fā)展高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備，具有全局性戰(zhàn)略性的深遠意義。

助力“中國智造2025”

“2018年專項將進入收官之年?！北R秉恒告訴記者。

盧秉恒指出，預計到2020年，通過突破關(guān)鍵核心技術(shù)，形成高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備的自主開發(fā)能力，總體技術(shù)水平進入國際先進行列，部分技術(shù)國際領先，研究開發(fā)出若干具有原創(chuàng)性的重大產(chǎn)品和技術(shù)；滿足國內(nèi)主要行業(yè)對制造裝備的基本需求。

就目前而言，在專項已安排的產(chǎn)品類研發(fā)任務中，大型汽車覆蓋件自動沖壓線等10多類設備已達到國際領先水平，完全可實現(xiàn)進口替代；高速龍門五軸加工中心等20多類產(chǎn)品基本達到國際先進水平，具備替代進口產(chǎn)品的水平；高檔數(shù)控系統(tǒng)、精密臥式加工中心等產(chǎn)品已完成階段性研發(fā)。但是，在功能性能、可靠性方面與國際先進水平還存在一定差距，五軸工具磨床、光柵尺及編碼器等產(chǎn)品尚需要進一步的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化驗證。

盧秉恒認為，就世界數(shù)控機床整體發(fā)展水平來看，我國的數(shù)控機床行業(yè)剛從第三方陣進入第二方陣，與第一方陣還是有很大差距，但是經(jīng)過專項的支持，我們已經(jīng)培養(yǎng)了一批力量，有能力沖刺國際先進水平。

典型案例

科德數(shù)控生產(chǎn)車間

科德數(shù)控：突破五軸數(shù)控技術(shù)創(chuàng)新

在數(shù)控機床專項的支持下，科德數(shù)控股份有限公司(簡稱科德數(shù)控)在母公司大連光洋科技集團(簡稱光洋集團)的領導下，研制出多種類型的系列化五軸聯(lián)動高檔數(shù)控機床，有力地保障了國產(chǎn)導彈發(fā)動機渦輪、航空發(fā)動機機匣、核電汽輪機葉片等關(guān)鍵零部件的生產(chǎn)。

科德五軸團隊2009年即承擔了專項首批課題，擔當五軸聯(lián)動臥式車銑復合加工中心研制任務，實現(xiàn)了S910燃氣輪機葉片首次在全國產(chǎn)五軸臥式車銑復合加工中心上完成銑削精加工。

2010年，科德五軸團隊與牽頭承擔透平葉片五軸加工方向的無錫透平葉片有限公司，共同致力于核電大型葉片的五軸機床研制。在2015年研制出國內(nèi)首臺可加工67英寸核電葉片的五軸葉片銑削加工中心。目前，兩臺已交付用戶的KTurboM3000五軸葉片銑削加工中心已24小時連續(xù)生產(chǎn)，實現(xiàn)國產(chǎn)五軸機床與瑞士同類機床在相同工時定額下同等的加工質(zhì)量和加工精度。

2015年，工信部裝備司及專項辦批復由屬于航天科工集團三院的北京動力機械研究所(簡稱31所)，牽頭承擔應用于飛航導彈發(fā)動機生產(chǎn)線的五軸數(shù)控機床應用示范工程課題。

該飛航導彈發(fā)動機生產(chǎn)線由24臺全國產(chǎn)五軸數(shù)控機床組成，其中22臺五軸數(shù)控機床由科德公司提供。通過8類45種飛航導彈發(fā)動機關(guān)鍵零部件的生產(chǎn)試制，國產(chǎn)五軸數(shù)控機床在軍工典型生產(chǎn)中得到了充分的應用驗證。31所認為科德設備整體水平與同類型、同規(guī)格德國進口設備相當，達到國際先進水平，可替代進口。

無錫蠡湖增壓技術(shù)股份有限公司主動提出應用科德KMC系列五軸數(shù)控機床進行單機成線加工驗證。在不到半年的時間里，實現(xiàn)全部機床的24小時連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。例如科德3臺KMC400UMT五軸機床構(gòu)成的柔性制造生產(chǎn)線，替代了6臺由德國、韓國、臺灣進口設備組成的生產(chǎn)線，將某型號增壓器殼體的加工時間從5分30秒縮短至5分鐘。

創(chuàng)新團隊

濟南二機床：以創(chuàng)新賦予中國制造新內(nèi)涵

濟南二機床始建于1937年，國有獨資企業(yè)，是國內(nèi)機床行業(yè)重點骨干企業(yè)、國家高新技術(shù)企業(yè)。1953年和1955年分別研制出中國第一臺龍門刨床、第一臺機械壓力機。在國民經(jīng)濟建設的不同時期，企業(yè)先后研制了450余種國家首臺(套)產(chǎn)品，為國家重點行業(yè)領域和國防建設提供了重要裝備支持。

當前，面對行業(yè)形勢下滑、市場環(huán)境變化的影響，濟南二機床集團有限公司堅持創(chuàng)新發(fā)展的思路，緊緊圍繞市場需求。瞄準國際，挑戰(zhàn)高端，通過一系列高端項目的實施，促進了研發(fā)水平的提升，技術(shù)研發(fā)與國際先進水平同步。

濟南二機床沖壓生產(chǎn)線

作為行業(yè)內(nèi)承擔國家科技項目最多的企業(yè)之一，濟南二機床承擔實施國家科技重大專項、國家“863”與科技支撐計劃16項，獲得國家專利154項，制定國家與行業(yè)標準22項；榮獲國家科技進步二等獎2項，省市科技進步獎52項。高端產(chǎn)品比重達到銷售收入的60%以上。通過項目實施，高端智能制造技術(shù)實現(xiàn)連續(xù)突破，在高端市場競爭中占據(jù)主動，打破國外技術(shù)壟斷，不僅滿足國內(nèi)重點行業(yè)裝備需求，并成線出口歐美、東南亞等海外市場。

目前，濟南二機床自主研制的機器人全自動沖壓生產(chǎn)線、大型全自動快速送料沖壓生產(chǎn)線、重型多工位機械壓力機、伺服沖壓生產(chǎn)線等產(chǎn)品與國際最先進技術(shù)同步，已經(jīng)裝備國內(nèi)各汽車制造集團，包括通用、福特、日產(chǎn)、大眾、路虎、沃爾沃等合資品牌及所有自主品牌在內(nèi)。國內(nèi)汽車制造“沖壓、焊裝、涂裝、總裝”四大工藝中，唯有沖壓工藝是以國產(chǎn)為主，大型沖壓裝備國內(nèi)市場占有率達80%。

同時，濟南二機床產(chǎn)品還成線出口到美國、巴西、印度等海外汽車主機廠，為通用、福特等國際知名汽車企業(yè)提供海外總承包交鑰匙工程，被譽為“世界三大數(shù)控沖壓裝備制造商”之一。依托重大專項成果轉(zhuǎn)化，福特汽車美國4個工廠，先后4次訂購濟二9條大型全自動快速沖壓生產(chǎn)線。其中，8條已經(jīng)完成安裝調(diào)試交付用戶使用，1條即將運抵美國。福特汽車美國工廠將濟二生產(chǎn)線與德國生產(chǎn)線用同樣的模具、零件進行全面的精密對比檢測，結(jié)果顯示，濟二的沖壓件質(zhì)量，所有指標達到用戶要求，部分指標優(yōu)于德國沖壓件。濟二沖壓線在福特最暢銷的F-150新興鋁板皮卡及其他車型的沖壓生產(chǎn)中起到關(guān)鍵作用。

在以數(shù)控龍門鏜銑床、五軸聯(lián)動龍門鏜銑床、數(shù)控落地鏜銑床等高新技術(shù)產(chǎn)品為代表的數(shù)控金切機床領域，濟南二機床處于國內(nèi)領先水平，為航空航天、軍工、軌道交通、能源等國家經(jīng)濟與國防建設領域提供了大批替代進口的先進裝備。

技術(shù)創(chuàng)新之外，濟南二機床還對標國際一流，系統(tǒng)推進管理創(chuàng)新，在質(zhì)量、效益、效率等方面不斷突破。推進“質(zhì)量效益型”技術(shù)改造，在市場低迷的時候，抓投入，抓管理，積蓄發(fā)展力量；在市場機遇來臨時，抓住機遇，贏得發(fā)展先機。

通過創(chuàng)新驅(qū)動，濟南二機床加快了自身轉(zhuǎn)型升級，國際競爭力顯著提升。在行業(yè)經(jīng)濟連續(xù)6年持續(xù)下滑的形勢下，企業(yè)主要經(jīng)濟指標保持了穩(wěn)定增長，效益為機床工具行業(yè)最好水平。

數(shù)說成果

數(shù)控機床重大專項總體成效

◆專項規(guī)劃布置的57種數(shù)控機床與基礎制造裝備主機中已有38種達到或接近國際先進水平。

◆國產(chǎn)數(shù)控機床市場占有率由“十五”末的26.4%提高到“十二五”末的68.9%。

◆國產(chǎn)機床數(shù)控化率由“十五”末的35.5%提高到“十二五”末的78.8%。

◆參與研發(fā)人員達23594人，其中博士碩士約占50%，引進人才208人，43位“千人計劃”人才參與專項研發(fā)工作，共培養(yǎng)人才5512人，其中博士2256人。

◆研發(fā)各類新產(chǎn)品、新技術(shù)2951項，新增產(chǎn)值706億元，建立48個示范基地。

技術(shù)創(chuàng)新能力顯著增強

◆8萬噸大型模鍛壓力機等10多類產(chǎn)品達到國際領先水平，龍門五軸車銑復合機床等20多類產(chǎn)品達到國際先進水平；

◆機床主機平均無故障時間(MTBF)從專項實施前的400—500小時提升至1200小時左右，部分產(chǎn)品達到世界先進水平(2000小時)；

◆申請發(fā)明專利3956項，立項國家及行業(yè)標準407項，其中，“五軸聯(lián)動機床用S形試件”標準通過審定，實現(xiàn)高檔數(shù)控機床國際標準領域“零”的突破。

重點領域應用快速推進

◆汽車大型覆蓋件自動沖壓線國內(nèi)市場占有率超過70%，全球市場占有率超過30%。

系統(tǒng)部署全產(chǎn)業(yè)鏈布局

◆搭建了18個“產(chǎn)學研用”聯(lián)合創(chuàng)新平臺，30余種機床主機裝備達到國際先進水平，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)功能、性能大幅提升，滾珠絲杠、導軌、動力刀架等功能部件精度與可靠性接近國際先進水平