一、數控機床和基礎製造裝備具有戰略必爭(zheng) 的產(chan) 業(ye) 特質
1.錨定我國裝備製造業(ye) 全球競爭(zheng) 地位
數控機床和基礎製造裝備是裝備製造業(ye) 的“工作母機”,一個(ge) 國家的機床行業(ye) 技術水平和產(chan) 品質量,是衡量其裝備製造業(ye) 發展水平的重要標誌,“中國製造”2025將數控機床和基礎製造裝備行業(ye) 列為(wei) 中國製造業(ye) 的戰略必爭(zheng) 領域之一,主要原因是其對於(yu) 一國製造業(ye) 尤其是裝備製造業(ye) 的國際分工中的位置具有“錨定”作用:數控機床和基礎製造裝備是製造業(ye) 價(jia) 值生成的基礎和產(chan) 業(ye) 躍升的支點,是基礎製造能力構成的核心,唯有擁有堅實的基礎製造能力,才有可能生產(chan) 出先進的裝備產(chan) 品,從(cong) 而實現高價(jia) 值產(chan) 品的生產(chan) 。
2.支撐國防和產(chan) 業(ye) 安全的戰略需求
在國防安全方麵,數控機床和基礎製造裝備對製造先進的國防裝備具有超越經濟價(jia) 值的戰略地。現代國防裝備中許多關(guan) 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(chuan) 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(ti) 化的今天,發達國家仍對我國采取技術封鎖與(yu) 限製。在產(chan) 業(ye) 安全方麵,隨著國內(nei) 製造業(ye) 升級速度加快,以裝備製造業(ye) 為(wei) 代表的高技術含量高附加值產(chan) 業(ye) 與(yu) 發達國家競爭(zheng) 加劇,工程機械、電氣機械、交通運輸裝備正處於(yu) 打入國際高端市場的攻堅期,而國內(nei) 機床產(chan) 品在加工精度、可靠性、效率、自動化、智能化和環保等方麵還存在一定差距,進而導致產(chan) 業(ye) 整體(ti) 競爭(zheng) 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(ye) 下遊用戶需求結構出現高端化發展態勢,多個(ge) 行業(ye) 都將進行大範圍、深層次的結構調整和升級改造,對於(yu) 高質量、高技術水平機床產(chan) 品需求迫切,總體(ti) 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、複合、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(ye) 表現出生產(chan) 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(cong) 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(chan) 業(ye) 領域,隨著民用飛機需求量的劇增以及軍(jun) 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、快速響應及低成本製造等方向發展,新一代技術急切需要更先進的加工裝備來承載,航空製造裝備朝著自動化、柔性化、數字化和智能化等方向發展。例如,在“兩(liang) 機專(zhuan) 項”致力於(yu) 突破的飛機發動機製造中,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、型麵複雜化、結構輕量化和製造精密化發展,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(ti) 結構件的幾何構型複雜且難加工,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、可重構拚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製造、能源互聯網以及新一代信息技術創新等要素為(wei) 中國裝備製造業(ye) 技術突破提供牽引動力,也為(wei) 裝備製造業(ye) ,特別高端裝備製造業(ye) 提供巨量市場,機床行業(ye) 是信息技術和工業(ye) 技術重要的交匯點,行業(ye) 本身對於(yu) 新技術具有較強的敏感度,也是新興(xing) 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(ye) 集成創新趨勢明顯,世界領先企業(ye) 加快推進新技術向機床產(chan) 業(ye) 融合,網絡化技術和智能化技術加快向機床產(chan) 品集成應用,越來越多的國際著名機床零部件企業(ye) 和整機企業(ye) 正加快推進新技術在數控機床的集成應用。
5.全球製造業(ye) 格局調整的戰略支點
進入後危機時代,發達經濟體(ti) 紛紛重視本國實體(ti) 經濟的發展:或不斷推動新興(xing) 技術融合發展,促進工業(ye) 技術的高端化;或通過重構產(chan) 業(ye) 鏈條,讓更多的高附加值生產(chan) 製造環節和匹配的崗位回歸到本土。美國先後提出實施《先進製造夥(huo) 伴關(guan) 係計劃》、《先進製造業(ye) 國家戰略計劃》等發展先進製造業(ye) 及技術;德國提出了工業(ye) 4.0的發展藍圖,致力於(yu) 以CPS為(wei) 核心、智慧工廠為(wei) 載體(ti) ,發展德國工業(ye) 4.0,並將其定位為(wei) 新一輪工業(ye) 革命的技術平台;日本公布了產(chan) 業(ye) 結構藍圖,確定10個(ge) 尖端技術領域,並以此為(wei) 依托強化國內(nei) 製造業(ye) ;英國、韓國、印度、中國台灣等地區亦提出積極的戰略和政策,推動新興(xing) 技術在數控機床等裝備產(chan) 業(ye) 領域加快融合。機床工業(ye) 一直以來都是主要國家和領先企業(ye) 重要的戰略布局點,未來製造業(ye) 格局變化調整,尤其對於(yu) 全球汽車、航空航天、高端裝備製造業(ye) 等高戰略度行業(ye) ,機床行業(ye) 是重要的戰略支點,對於(yu) 未來競爭(zheng) 力杠杆起到重要的影響作用,我國應加強對機床行業(ye) 的重視程度,提前布局關(guan) 鍵戰略領域,為(wei) 製造業(ye) 全球競爭(zheng) 爭(zheng) 取有利地位。
二、產(chan) 業(ye) 升級趨勢明顯
1.突破關(guan) 鍵核心技術,形成一批標誌性產(chan) 品
在航空領域,自主研製了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(nei) 航空領域大型關(guan) 重件整體(ti) 成形技術空白,為(wei) 軍(jun) 機跨代發展和大飛機研製提供了強有力的保障。其中,800MN大型模鍛壓機已實現30餘(yu) 種航空領域鈦合金關(guan) 鍵件整體(ti) 成形,120MN級鋁合金寬厚板張力拉伸機生產(chan) 出的高品質鋁合金厚板已應用於(yu) 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。
在汽車製造領域,大型快速高效數控全自動衝(chong) 壓生產(chan) 線在與(yu) 世界一流企業(ye) 的國際競標中,贏得美國汽車本土工廠生產(chan) 線的批量訂單,得到了國際同行的認可和尊重。目前,汽車覆蓋件衝(chong) 壓線國內(nei) 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(chan) 汽車裝備自主化。
在發電設備領域,3.6萬(wan) 噸黑色垂直金屬擠壓機實現了1000MW超超臨(lin) 界火電機組所用的國產(chan) 高端耐熱鋼大口徑厚壁無縫鋼管自主化生產(chan) ;大型開合式熱處理設備生產(chan) 出亞(ya) 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(chan) 能力;為(wei) 三代核電核島和常規島設備研製的超重型數控立式車銑複合加工機床、數控重型橋式龍門五軸聯動車銑複合機床、超重型數控落地銑鏜床、超重型數控臥式鏜車床、專(zhuan) 用數控軸向輪槽銑床等,解決(jue) 了核電壓力容器和吊籃、熱交換器、汽輪機缸體(ti) 、發電機轉子等加工難題,已在多台核電裝備上裝機應用。
2.產(chan) 品結構優(you) 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衝(chong) 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(chan) 品基本達到國際先進水平,具備替代進口產(chan) 品的水平。精密臥式加工中心形成具有自主知識產(chan) 權的和柔性製造係統核心技術。高速、複合等高檔數控加工中心已完成階段性研發,但在功能性能、可靠性方麵與(yu) 國際先進水平還存在一定差距。其次,數控係統梯次前移。我國在中高檔數控係統研究開發方麵取得了長足的進步,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(wan) 餘(yu) 台國產(chan) 中高檔數控係統配套應用,實現了進口替代。多通道、多軸聯動等高性能數控係統係列產(chan) 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係統的水平,實現了為(wei) 多種高速、精密數控機床配套。高檔數控係統在重點軍(jun) 工企業(ye) 實現小批量應用。開發的標準型數控係統實現了批量生產(chan) ,國內(nei) 市場占有率從(cong) 10%提高到25%。形成了數家產(chan) 業(ye) 化生產(chan) 基地,其中廣州數控設備有限公司已形成年產(chan) 各類數控係統10萬(wan) 台的生產(chan) 能力,產(chan) 量位居世界第二。我國數控係統已初步具備與(yu) 國外同類產(chan) 品的競爭(zheng) 能力,並實現了數控係統批量出口,2010-2014年累計出口各類數控係統9600餘(yu) 套,其中五軸聯動數控係統近700套。最後,功能部件產(chan) 品質量水平穩步提高,品種係列不斷完善。國產(chan) 功能部件已實現與(yu) 機床主機的批量配套;工具產(chan) 品已經基本具備為(wei) 汽車行業(ye) 提供現代切削工具的能力。數控係統、功能部件和工具與(yu) 數控機床主機的應用示範和批量配套,有助於(yu) 形成完整的產(chan) 業(ye) 鏈,推動機床產(chan) 業(ye) 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,機床製造基礎和共性技術研究不斷加強,產(chan) 品開發與(yu) 技術研究同步推進。機床產(chan) 品的可靠性設計與(yu) 性能試驗技術、多軸聯動加工技術等多項關(guan) 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(chan) 品設計上進行實際應用;多誤差實時動態綜合補償(chang) 和嵌入式數控係統誤差補償(chang) 等軟硬件係統在多個(ge) 企業(ye) 、多個(ge) 產(chan) 品上進行了示範應用,使數控機床精度得到了明顯提升。
三、產(chan) 業(ye) 高端發展任重道遠
我國機床行業(ye) 在世界機床工業(ye) 體(ti) 係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(yu) 世界機床強國相比,我國機床行業(ye) 仍具有一定差距,尤其表現在中高檔機床競爭(zheng) 力不強。此外,受到國內(nei) 外複雜經濟形勢的影響,我國機床行業(ye) 發展回歸新常態,產(chan) 業(ye) 向中高端轉型升級的要求迫切。
1.國際競爭(zheng) 力有待提升
據谘詢機構Gardener統計,在世界機床消費市場上,2014年我國機床出口額33億(yi) 美元,僅(jin) 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(yu) 此同時,國內(nei) 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(ye) 關(guan) 鍵零部件發展亟待加強
國產(chan) 功能部件無論從(cong) 品種、數量、檔次上都不能滿足主機配套要求,國產(chan) 中檔配套功能部件市場占有率仍有待提升;高檔產(chan) 品較大程度上依靠進口。配套功能部件產(chan) 業(ye) 競爭(zheng) 力有待快速提升。
3.工藝驗證和示範應用有待加強
數控機床從(cong) 樣機研製到實際生產(chan) 應用,需要在製造工藝、可靠性和精度保持性、工程化等方麵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範也是我國數控機床產(chan) 業(ye) 發展的一個(ge) 短板。
4.產(chan) 業(ye) 發展壓力居高不下
全球機床生產(chan) 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(wei) 753億(yi) 美元,較2013年僅(jin) 增長0.3%,全球機床生產(chan) 連續三年下滑,2014年全球機床產(chan) 值為(wei) 812億(yi) 美元,較2014年下滑3.1%,中國數控機床行業(ye) 也持續承壓運行,整體(ti) 處於(yu) 下行區間。2014年,國內(nei) 金屬加工機床產(chan) 量同比下降2%,其中,金切機床產(chan) 量同比下降1.7%,金屬成形機床產(chan) 量同比下降3.3%。與(yu) 此同時,國內(nei) 市場對於(yu) 進口機床的需求不降反升,2014年,機床工具進口總額177.8億(yi) 美元,同比增加10.8%,其中,金屬加工機床進口額108.3億(yi) 美元,同比增加7.6%,這說明國內(nei) 機床行業(ye) 難以滿足企業(ye) 高端需求,國內(nei) 機床行業(ye) 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(ye) 有大變強的戰略思路
1.推動優(you) 勢資源聚焦發展
以提升國產(chan) 數控機床和基礎製造裝備自主創新能力和市場競爭(zheng) 能力為(wei) 基礎,推動優(you) 勢資源聚焦於(yu) 航空航天和汽車兩(liang) 大領域,集中於(yu) 核心裝備、關(guan) 鍵技術,重點解決(jue) 研製裝備的性能可靠性、穩定性、成套性等關(guan) 鍵技術的瓶頸問題。
2.推動先進產(chan) 品示範應用
加大投入用戶需求有代表性、能集中驗證機床和基礎製造裝備關(guan) 鍵技術和核心裝備的應用驗證和應用示範基地建設,有選擇性地支持市場導向性強的產(chan) 品成套性、高柔性和智能化項目,重點解決(jue) 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製造裝備,進一步集中於(yu) 國家重點工程的核心裝備,研製重大產(chan) 品、突破關(guan) 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製約。
4.打造完整機床配套產(chan) 業(ye) 鏈
鼓勵和支持數控機床和基礎製造裝備主機、數控係統和功能部件等產(chan) 業(ye) 鏈關(guan) 聯單位組建長期穩定的戰略合作夥(huo) 伴關(guan) 係,建立數控係統、功能部件與(yu) 機床企業(ye) 長期的配套關(guan) 係,打造完整數控機床和基礎製造裝備配套產(chan) 業(ye) 鏈。
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