《中國制造2025》解讀之：推動高檔數控機床發展
發布時間：
2022-11-05 16:28
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《中國制造“2025”》將數控機床和基礎制造裝備列為“加快突破的戰略必爭領域”，其中提出要加強前瞻部署和關鍵技術突破，積極謀劃搶占未來科技和產業競爭制造點，提高國際分工層次和話語權。這一戰略目標的提出，是由數控機床和基礎制造裝備產業的戰略特征以及發展階段特征所決定的，我們應認真學習領會，深入貫徹落實。
一、數控機床和基礎制造裝備具有戰略必爭的產業特質
1.錨定我國裝備制造業全球競爭地位
數控機床和基礎制造裝備是裝備制造業的“工作母機”，一個國家的機床行業技術水平和產品質量，是衡量其裝備制造業發展水平的重要標志，“中國制造”2025將數控機床和基礎制造裝備行業列為中國制造業的戰略必爭領域之一，主要原因是其對于一國制造業尤其是裝備制造業的國際分工中的位置具有“錨定”作用：數控機床和基礎制造裝備是制造業價值生成的基礎和產業躍升的支點，是基礎制造能力構成的核心，唯有擁有堅實的基礎制造能力，才有可能生產出先進的裝備產品，從而實現高價值產品的生產。
2.支撐國防和產業安全的戰略需求
在國防安全方面，數控機床和基礎制造裝備對制造先進的國防裝備具有超越經濟價值的戰略地。現代國防裝備中許多關鍵零部件的材料、結構、加工工藝都有一定的特殊性和加工難度，用普通加工設備和傳統加工工藝無法達到要求，必須采用多軸聯動、高速、高精度的數控機床才能滿足加工要求。即使在全球一體化的今天，發達國家仍對我國采取技術封鎖與限制。在產業安全方面，隨著國內制造業升級速度加快，以裝備制造業為代表的高技術含量高附加值產業與發達國家競爭加劇，工程機械、電氣機械、交通運輸裝備正處于打入國際高端市場的攻堅期，而國內機床產品在加工精度、可靠性、效率、自動化、智能化和環保等方面還存在一定差距，進而導致產業整體競爭力不強。
3.滿足用戶領域轉型升級的重要支撐
當前機床行業下游用戶需求結構出現高端化發展態勢，多個行業都將進行大范圍、深層次的結構調整和升級改造，對于高質量、高技術水平機床產品需求迫切，總體上來說，中高檔數控機床市場需求上升較快，用戶需要更多高速、高精度、復合、柔性、多軸聯動、智能、高剛度、大功率的數控機床。例如，汽車行業表現出生產大批量、多品種、車型更新快的發展趨勢，新能源汽車發展加速，從而要求加工設備朝著精密、高效、智能化方向不斷發展。在航空航天產業領域，隨著民用飛機需求量的劇增以及軍用飛機的跨代發展，新一代飛機朝著輕質化、高可靠性、長壽命、高隱身性、多構型、快速響應及低成本制造等方向發展，新一代技術急切需要更先進的加工裝備來承載，航空制造裝備朝著自動化、柔性化、數字化和智能化等方向發展。例如，在“兩機專項”致力于突破的飛機發動機制造中，發動機葉片、整機機匣和葉盤等典型零件逐漸向尺寸大型化、型面復雜化、結構輕量化和制造精密化發展，尤其是高強度的高溫耐熱合金等新型輕質材料的大量應用，這些整體結構件的幾何構型復雜且難加工，對大扭矩、高精度數控機床提出新的更高要求。燃氣輪機的大型結構件和大型設備異地維修所需的便攜性或可移動式多軸聯動數控裝備，這種用無固定基座、可重構拼組的小機床加工大型工件的加工方式對新型數控裝備的結構設計、工藝規格和高能效加工技術提出更大挑戰。
4.是新技術革命的戰略高地
新一輪科技革命所包含的智能制造、能源互聯網以及新一代信息技術創新等要素為中國裝備制造業技術突破提供牽引動力，也為裝備制造業，特別高端裝備制造業提供巨量市場，機床行業是信息技術和工業技術重要的交匯點，行業本身對于新技術具有較強的敏感度，也是新興技術擴散的主要源泉。在新技術革命浪潮的推動下，機床行業集成創新趨勢明顯，世界領先企業加快推進新技術向機床產業融合，網絡化技術和智能化技術加快向機床產品集成應用，越來越多的國際著名機床零部件企業和整機企業正加快推進新技術在數控機床的集成應用。
5.全球制造業格局調整的戰略支點
進入后危機時代，發達經濟體紛紛重視本國實體經濟的發展:或不斷推動新興技術融合發展，促進工業技術的高端化;或通過重構產業鏈條，讓更多的高附加值生產制造環節和匹配的崗位回歸到本土。美國先后提出實施《先進制造伙伴關系計劃》、《先進制造業國家戰略計劃》等發展先進制造業及技術;德國提出了工業4.0的發展藍圖，致力于以CPS為核心、智慧工廠為載體，發展德國工業4.0，并將其定位為新一輪工業革命的技術平臺;日本公布了產業結構藍圖，確定10個尖端技術領域，并以此為依托強化國內制造業;英國、韓國、印度、中國臺灣等地區亦提出積極的戰略和政策，推動新興技術在數控機床等裝備產業領域加快融合。機床工業一直以來都是主要國家和領先企業重要的戰略布局點，未來制造業格局變化調整，尤其對于全球汽車、航空航天、高端裝備制造業等高戰略度行業，機床行業是重要的戰略支點，對于未來競爭力杠桿起到重要的影響作用，我國應加強對機床行業的重視程度，提前布局關鍵戰略領域，為制造業全球競爭爭取有利地位。
二、產業升級趨勢明顯
1.突破關鍵核心技術，形成一批標志性產品
在航空領域，自主研制了800MN大型模鍛壓機、120MN鋁合金板張力拉伸機等重型鍛壓設備，填補了國內航空領域大型關重件整體成形技術空白，為軍機跨代發展和大飛機研制提供了強有力的保障。其中，800MN大型模鍛壓機已實現30余種航空領域鈦合金關鍵件整體成形，120MN級鋁合金寬厚板張力拉伸機生產出的高品質鋁合金厚板已應用于飛機機翼等主承力結構零部件，擺脫了我國大飛機鋁合金厚板完全依賴進口的困境。
在汽車制造領域，大型快速高效數控全自動沖壓生產線在與世界一流企業的國際競標中，贏得美國汽車本土工廠生產線的批量訂單，得到了國際同行的認可和尊重。目前，汽車覆蓋件沖壓線國內市場占有率超過70%，全球市場占有率已超過30%，有力地推動了國產汽車裝備自主化。
在發電設備領域，3.6萬噸黑色垂直金屬擠壓機實現了1000MW超超臨界火電機組所用的國產高端耐熱鋼大口徑厚壁無縫鋼管自主化生產;大型開合式熱處理設備生產出亞洲最大的核電整鍛轉子鍛件，形成了大型轉子的批量化生產能力;為三代核電核島和常規島設備研制的超重型數控立式車銑復合加工機床、數控重型橋式龍門五軸聯動車銑復合機床、超重型數控落地銑鏜床、超重型數控臥式鏜車床、專用數控軸向輪槽銑床等，解決了核電壓力容器和吊籃、熱交換器、汽輪機缸體、發電機轉子等加工難題，已在多臺核電裝備上裝機應用。
2.產品結構優化調整，技術水平穩步提高
首先，中高檔裝備水平迅速提升。目前，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，完全可實現進口替代。高速龍門五軸加工中心等20多類產品基本達到國際先進水平，具備替代進口產品的水平。精密臥式加工中心形成具有自主知識產權的和柔性制造系統核心技術。高速、復合等高檔數控加工中心已完成階段性研發，但在功能性能、可靠性方面與國際先進水平還存在一定差距。其次，數控系統梯次前移。我國在中高檔數控系統研究開發方面取得了長足的進步，2010年以來，已累計在航空航天、能源、船舶、汽車等重點領域實現了3.5萬余臺國產中高檔數控系統配套應用，實現了進口替代。多通道、多軸聯動等高性能數控系統系列產品打破國外技術壟斷，主要技術指標已基本達到國際主流高檔數控系統的水平，實現了為多種高速、精密數控機床配套。高檔數控系統在重點軍工企業實現小批量應用。開發的標準型數控系統實現了批量生產，國內市場占有率從10%提高到25%。形成了數家產業化生產基地，其中廣州數控設備有限公司已形成年產各類數控系統10萬臺的生產能力，產量位居世界第二。我國數控系統已初步具備與國外同類產品的競爭能力，并實現了數控系統批量出口，2010-2014年累計出口各類數控系統9600余套，其中五軸聯動數控系統近700套。最后，功能部件產品質量水平穩步提高，品種系列不斷完善。國產功能部件已實現與機床主機的批量配套;工具產品已經基本具備為汽車行業提供現代切削工具的能力。數控系統、功能部件和工具與數控機床主機的應用示范和批量配套，有助于形成完整的產業鏈，推動機床產業的結構調整。
3.自主創新顯著提高，可持續發展獲得保障
近年來，機床制造基礎和共性技術研究不斷加強，產品開發與技術研究同步推進。機床產品的可靠性設計與性能試驗技術、多軸聯動加工技術等多項關鍵技術的成熟度有了很大提升。數字化設計技術研究成果在高精度數控坐標鏜床、立式加工中心等產品設計上進行實際應用;多誤差實時動態綜合補償和嵌入式數控系統誤差補償等軟硬件系統在多個企業、多個產品上進行了示范應用，使數控機床精度得到了明顯提升。
三、產業高端發展任重道遠
我國機床行業在世界機床工業體系和全球機床市場中占有重要地位，但目前仍然不能算作機床強國。與世界機床強國相比，我國機床行業仍具有一定差距，尤其表現在中高檔機床競爭力不強。此外，受到國內外復雜經濟形勢的影響，我國機床行業發展回歸新常態，產業向中高端轉型升級的要求迫切。
1.國際競爭力有待提升
據咨詢機構Gardener統計，在世界機床消費市場上，2014年我國機床出口額33億美元，僅占世界機床消費總額不足5%;而日本和德國均占比10%以上。與此同時，國內急需的高中檔數控機床有相當部分依賴進口，如汽車領域進口裝備占比超過40%。
2.機床工業關鍵零部件發展亟待加強
國產功能部件無論從品種、數量、檔次上都不能滿足主機配套要求，國產中檔配套功能部件市場占有率仍有待提升;高檔產品較大程度上依靠進口。配套功能部件產業競爭力有待快速提升。
3.工藝驗證和示范應用有待加強
數控機床從樣機研制到實際生產應用，需要在制造工藝、可靠性和精度保持性、工程化等方面經過大量的試驗驗證，不斷改進，同時還需用戶提供工藝驗證。而在工藝驗證和應用示范也是我國數控機床產業發展的一個短板。
4.產業發展壓力居高不下
全球機床生產和消費持續呈現萎縮態勢。根據美國Gardner公司公布的數據，2014年全球機床消費金額為753億美元，較2013年僅增長0.3%，全球機床生產連續三年下滑，2014年全球機床產值為812億美元，較2014年下滑3.1%，中國數控機床行業也持續承壓運行，整體處于下行區間。2014年，國內金屬加工機床產量同比下降2%，其中，金切機床產量同比下降1.7%，金屬成形機床產量同比下降3.3%。與此同時，國內市場對于進口機床的需求不降反升，2014年，機床工具進口總額177.8億美元，同比增加10.8%，其中，金屬加工機床進口額108.3億美元，同比增加7.6%，這說明國內機床行業難以滿足企業高端需求，國內機床行業承受著周期性壓力和結構性壓力的雙重疊加，亟待尋找新的發展突破口。
四、加快推進行業有大變強的戰略思路
1.推動優勢資源聚焦發展
以提升國產數控機床和基礎制造裝備自主創新能力和市場競爭能力為基礎，推動優勢資源聚焦于航空航天和汽車兩大領域，集中于核心裝備、關鍵技術，重點解決研制裝備的性能可靠性、穩定性、成套性等關鍵技術的瓶頸問題。
2.推動先進產品示范應用
加大投入用戶需求有代表性、能集中驗證機床和基礎制造裝備關鍵技術和核心裝備的應用驗證和應用示范基地建設，有選擇性地支持市場導向性強的產品成套性、高柔性和智能化項目，重點解決裝備的高效性和智能化
3.滿足國家戰略新需求
加快發展國家戰略發展需求數控機床和基礎制造裝備，進一步集中于國家重點工程的核心裝備，研制重大產品、突破關鍵技術。努力提升數控裝備的技術水平，打破國家戰略裝備依賴進口的制約。
4.打造完整機床配套產業鏈
鼓勵和支持數控機床和基礎制造裝備主機、數控系統和功能部件等產業鏈關聯單位組建長期穩定的戰略合作伙伴關系，建立數控系統、功能部件與機床企業長期的配套關系，打造完整數控機床和基礎制造裝備配套產業鏈。
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