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深度剖析:中國制造升級關(guān)鍵在數(shù)控機床,數(shù)控機床才是中國的命門
編者:機床被稱為“工業(yè)之母”“國之重器”,是一個國家制造業(yè)水平高低的象征。機床對于制造業(yè)水平提升具備極強的戰(zhàn)略意義,是智能制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié),在實現(xiàn)國民經(jīng)濟現(xiàn)代化的建設中起著重大作用。數(shù)控機床即數(shù)字控制機床,是一種高效能的,裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床,能較好地解決復雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題,代表著現(xiàn)代機床控制技術(shù)的發(fā)展方向。中國在數(shù)控加工技術(shù)領域長時間與世界存在較大差距。國內(nèi)高科技產(chǎn)業(yè)的一些關(guān)鍵設備,如大型機組轉(zhuǎn)子,芯片生產(chǎn)線,航空航天設備制造,軍工產(chǎn)品生產(chǎn)線等都依賴于國外進口的設備。而且,受到制裁和禁運的影響,很多設備甚至都買不來。數(shù)控加工技術(shù)的落后,嚴重制約了我國科技和工業(yè)的發(fā)展。今天我們從機床的前世今生說起,看看車床在數(shù)控加工技術(shù)領域不可替代的地位……
下文來源/華夏基石e洞察(ID:chnstonewx) 作者/江世琳
我在數(shù)控產(chǎn)業(yè)從業(yè)11年,經(jīng)歷了我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)爆發(fā)式發(fā)展的階段,親自見證了該領域的可喜成績,也能夠感受到當前存在的種種問題。
1/數(shù)控產(chǎn)業(yè)對基礎工業(yè)與制造業(yè)的影響
一、數(shù)控產(chǎn)業(yè)基本內(nèi)容
什么是數(shù)控?
通常意義上認為是計算機數(shù)字控制的簡稱,即CNC(Computer Numerical Control);
什么是數(shù)控機床?
數(shù)字控制機床,一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床;被尊稱為“工業(yè)母機”;
什么是數(shù)控系統(tǒng)?
利用數(shù)字指令控制機器動作的系統(tǒng),常用受控對象包括位移、角度、速度、力等模擬量和電流、功率、扭矩等數(shù)字量;也就是說,用數(shù)控系統(tǒng)控制加工的機床,就是數(shù)控機床。數(shù)控機床應該算是工業(yè)自動化最基本的制造單元了。
什么是數(shù)控產(chǎn)業(yè)?
一般泛指數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)。但本人認為,除數(shù)控機床外,數(shù)控產(chǎn)業(yè)還應包括數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動器、電機、傳感器、執(zhí)行部件、機床本體和機床制造工藝、機床加工工藝等內(nèi)容,涵蓋了機械、電子、控制、自動化、軟件、材料、工藝等學科。數(shù)控產(chǎn)業(yè)是一個集資金密集型、勞動力密集型、知識密集型等于一體的產(chǎn)業(yè),如果把數(shù)控機床比作一個人的話,數(shù)控系統(tǒng)是人的大腦,伺服驅(qū)動器是人的肌肉,電機是人的關(guān)節(jié),傳感器是人的眼睛,執(zhí)行部件(回轉(zhuǎn)工作臺或擺角銑頭)是人的手腳,機床本體(床身/裸機)是人的骨架。通俗地講,數(shù)控機床的出現(xiàn)就是替代了人的手工操作,使得生產(chǎn)制造更規(guī)范、更專業(yè)、一致性好,不依賴于人力。但其為工藝服務的本質(zhì)是不變的。
什么是機床制造工藝?
機床制造工藝是指機床的生產(chǎn)制造過程,機床加工工藝是指機床加工零部件的使用過程,其中有一些關(guān)鍵概念,常見包括:
1)五軸聯(lián)動:準確地說是五坐標聯(lián)動。核心是刀尖點旋轉(zhuǎn)編程(RTCP),意思是刀尖點可以到達空間中任意位置,作用是可實現(xiàn)空間任意曲面的加工,例如船用推進器的螺旋槳,汽車增壓器葉輪、飛機發(fā)動機整體葉盤、汽輪機和燃機用葉片等關(guān)鍵工業(yè)零件。換句話說,就是復雜的自由曲面,沒有這個功能就不能由圖紙變成實物。
2)復合加工:多種工藝手段在工件一次裝卡下完成,例如車銑復合、車削復合、銑削復合、磨削復合、增材制造(3D打印)與金切制造復合(加減一體化制造)等,是最大限度地提升工藝能力、保證加工精度的制造方式;尤其是加減一體化制造,對未來的影響極其重要,例如飛機異形結(jié)構(gòu)件、魚雷推進器等。
很多軍事工業(yè)技術(shù)的源頭都有數(shù)控產(chǎn)業(yè)技術(shù)的身影,例如:航母用的電磁彈射技術(shù),其技術(shù)原型就是數(shù)控產(chǎn)業(yè)的直線電機技術(shù);中國的直線電機技術(shù),現(xiàn)在已經(jīng)基本成熟了。
所以我們新建的航母采用電磁彈射,完全沒有技術(shù)障礙,只存在工程解決方案的問題。美國IPG(阿帕奇)公司生產(chǎn)的1KW小型激光器禁止對華出口,因為它的另一個用途是具備殺傷性的激光槍。這種1KW小型激光器的大小,比我們常用的激光筆大不了多少。
抗日戰(zhàn)爭時期,日本對東北三省進行的高精度測繪。其精確度非常之高,因為它采用了一個叫光柵的測量元件。目前,全球光柵產(chǎn)業(yè)商業(yè)化最成熟的兩家公司,一家是德國的海德漢公司,一家是英國的雷尼紹公司。這兩家公司幾乎壟斷了光柵技術(shù)的全球市場。而當下中國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)只能采購到基本測量水平的光柵,高精度的光柵是對華禁售的。
二、數(shù)控產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和趨勢
數(shù)控產(chǎn)業(yè)目前以美國、德國、日本、瑞士等國家為技術(shù)領先者。
美國在電子信息方面占據(jù)壟斷地位,全球的芯片和實時控制軟件幾乎都來自于美國。同時,美國制造業(yè)的發(fā)展得益于軍事工業(yè),尤其是航空航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展的拉動。德國的制造業(yè)由大量掌握技術(shù)訣竅的中小企業(yè)支撐,由西門子等大型企業(yè)牽引,機械、電子、材料、工藝等各方面技術(shù)都發(fā)展非常均衡。也得益于戰(zhàn)爭經(jīng)濟的驅(qū)動。日本的制造業(yè)是在模仿創(chuàng)新(學習英國、德國、美國等)的基礎上,由戰(zhàn)爭驅(qū)動的典型,尤其是其二戰(zhàn)后,在美國的幫助下,技術(shù)經(jīng)濟得以快速發(fā)展。
如果說德國是精密和品質(zhì)的代名詞,那么瑞士的代名詞就是極致。在數(shù)控產(chǎn)業(yè),同種類、同規(guī)格的系列產(chǎn)品中,瑞士產(chǎn)品的價格基本是德國產(chǎn)品價格的2~3倍左右。其它接近第一陣營的還有英國、法國、意大利、奧地利、瑞典和部分前獨聯(lián)體國家等。
從市場上看,中國是全球機床產(chǎn)量最大的、采購額最高的國家,但銷售額卻不是前列。因為在高檔機床領域,中國尚不能實現(xiàn)自給自足。所以中國主要是從上述國家進口機床,尤其是美日德。
我于2015年曾去參觀沈陽某飛機制造企業(yè),看到195X年的設備還在使用,這令我驚詫不已。從表面上看,這是我們軍工廠對設備保養(yǎng)能力的體現(xiàn),而從工藝上看,這么落后的設備還在使用,足見我們技術(shù)能力的落后。
通常大家都會認為,用幾百萬件襯衫換一架波音飛機是很丟臉的事情,但是更為可悲是剛才提到的對華禁售。在數(shù)控產(chǎn)業(yè),即便我們愿意出更多的錢,但一些高精密的數(shù)控機床仍然不會賣給中國。
盡管如此,但中國仍有95%以上的高檔機床來自于進口。其余5%為自主生產(chǎn),但其數(shù)控系統(tǒng)等關(guān)鍵部件仍然有95%來自于進口。再其余的部分關(guān)鍵核心部件是100%國產(chǎn)的,并且主要由大連光洋科技集團的子公司——科德數(shù)控股份有限公司生產(chǎn)。從技術(shù)水平的角度來看,這個企業(yè)擁有國內(nèi)行業(yè)唯一的高檔數(shù)控機床控制集成技術(shù)國家工程實驗室,是國內(nèi)數(shù)控技術(shù)的領軍企業(yè)。
未來,數(shù)控產(chǎn)業(yè)的趨勢,是要向“更好地服務于用戶工藝”發(fā)展。它包括但不限于更高精度、更快速度、更高效率,要向柔性制造、綠色制造、增材制造和網(wǎng)絡化、信息化、生產(chǎn)化等方面發(fā)展。但萬變不離其宗,用戶工藝才是數(shù)控產(chǎn)業(yè)的靈魂所在。
三、數(shù)控產(chǎn)業(yè)與基礎工業(yè)的關(guān)系
這里,我們重點談一點它的基礎性作用。
首先是數(shù)控機床的技術(shù)悖論:雞生蛋?蛋生雞?它受到工藝精度的制約。具體地說,機械或者電子設備零部件的生產(chǎn)需要機床加工。那么,提高了機床的制造精度,也就提高了零部件的精度,進而也就提高了機械或者電子設備的水平和精度。但是,高精度的機床也只能加工出不超過自身精度水平的零件。那么,機床產(chǎn)品本身的部件精力如何提高呢?如此,問題就來了:如何能夠得到更高精度等級的機床呢?這就形成了所謂的雞和蛋,誰產(chǎn)生誰的問題了。
第二,數(shù)控機床不是普通商品,高檔數(shù)控機床在“巴統(tǒng)”清單(現(xiàn)稱瓦森納協(xié)定)被列為戰(zhàn)略物資。典型如“東芝事件”、“考克斯報告”等等。光洋集團曾從日本大隈株式會社(OKUMA)采購了一臺五軸聯(lián)動臥式車銑復合加工中心,機床已經(jīng)入集裝箱裝船了,依然被日本通產(chǎn)省以涉及日本國家戰(zhàn)略安全為由扣留。自此,光洋集團的核心技術(shù)人員禁止以任何公務理由進入日本國境。
第三,基礎工業(yè)有三基:裝備、材料、工藝。基礎裝備的核心組成部分就是被稱為“工業(yè)母機”的數(shù)控機床,其次還有工業(yè)機器人等。其它基礎材料還有很多,例如稀土材料、特種材料、有機材料、生物材料等。而基礎工藝則是利用基礎裝備加工基礎材料,得到基礎零部件和基礎裝備的過程。可以看出,數(shù)控產(chǎn)業(yè)幾乎涵蓋了基礎工業(yè)的大部分內(nèi)容。因此可以說,數(shù)控產(chǎn)業(yè)的水平代表了一個國家的工業(yè)水平。從這個角度來看,我們很容易理解這樣一些現(xiàn)象:
是誰支撐了美國的陸軍、空軍、海軍等軍事力量?又是誰支撐了英特爾、微軟、高通、洛馬、波音、GE等等世界級知名公司?是技術(shù)強勁的數(shù)控制造業(yè);
德國發(fā)起了兩次世界大戰(zhàn),并且均以失敗告終。但至今德國的經(jīng)濟、技術(shù)力量依然堅挺的原因,是德國堅持以工業(yè)經(jīng)濟為發(fā)展主線,所以它抗風險、抗打擊、抗“泡沫”的能力均不同凡響。例如德國蔡司,是國際光學領域的絕對領導者;
日本是這個世界上唯一一個把美國打疼了的國家,也是唯一一個跟美國進行過大規(guī)模海戰(zhàn)的國家。日本源何有這種能力?因為日本右翼的核心財團之一——三菱株式會社擁有5個世界500強公司,三菱重工的造船能力是世界領先的;
二戰(zhàn)期間,在亞平寧半島,有一個中立國與法國、德國、意大利都接壤,但卻未經(jīng)戰(zhàn)事,這個國家叫瑞士。瑞士不僅有美麗的風光,還有精準的手表。但如果瑞士沒有強大的制造業(yè),全民皆兵又如何?
作為老牌資本主義國家,目前值得英國和法國驕傲的資本是什么呢?英國有一個羅羅(羅爾斯羅伊斯Rolls-Royce)公司,它的兄弟公司產(chǎn)品是為人們所熟知的勞斯萊斯(Rolls-Royce)汽車;法國也有兩個公司,一個是空中客車(Airbus),一個是阿爾斯通(ALSTOM)。它們是大規(guī)模工業(yè)化的代表,并帶給老牌資本主義國家以持續(xù)的工業(yè)發(fā)展后勁。
還有一例,就是在斯大林格勒保衛(wèi)戰(zhàn)中,斯大林格勒“紅十月”拖拉機廠生產(chǎn)的坦克可以直接上前線投入戰(zhàn)斗,在那場消耗戰(zhàn)中有效地為蘇軍戰(zhàn)備提供補給。在蘇聯(lián)解體以后,世界上仍然存在唯一一個可以以軍事力量震懾美國的國家,它叫俄羅斯。
凡此種種,不勝枚舉。我想說明的是,雖然我們中國有衛(wèi)星、火箭、導彈、飛機、大炮、汽車、艦船······但我們卻沒有加工這些戰(zhàn)略裝備的關(guān)鍵零部件所需的高檔數(shù)控機床!這不得不說,是極端令人遺憾的。我們的數(shù)控產(chǎn)業(yè),不論是技術(shù)水平還是產(chǎn)業(yè)成熟度,與發(fā)達資本主義國家、工業(yè)化國家相比,只能算是初學者。從產(chǎn)業(yè)成熟度來看,我們并不比上世紀20年代的日本、一戰(zhàn)后的德國、十九世紀末的英美等國強多少(還好我們有核武器),這與我們國家一直處于制造業(yè)的底端是相匹配的,我們的工業(yè)化水平亟待提高。
四、數(shù)控產(chǎn)業(yè)與制造業(yè)企業(yè)的系統(tǒng)性影響
制造業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)制造飽和能力是由數(shù)控產(chǎn)業(yè)決定的。不論何種制造業(yè)企業(yè),其生產(chǎn)工具或生產(chǎn)資料,都直接或間接的需要數(shù)控機床作為母機,參與生產(chǎn)過程。因此,制造業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)極限,主要由數(shù)控產(chǎn)業(yè)決定。例如,汽車工業(yè),汽車的產(chǎn)能受制于零部件的產(chǎn)能和裝配效率,而零部件則幾乎全部是由數(shù)控機床加工生產(chǎn)的,國內(nèi)汽車整車廠和零部件廠,凡是精密加工環(huán)節(jié),幾乎都來自于進口機床,所以數(shù)控機床的產(chǎn)出效率和質(zhì)量,決定了汽車的產(chǎn)能和質(zhì)量。
制造業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)制造工藝體系是由數(shù)控產(chǎn)業(yè)決定的。由于我國不具備成熟的高檔數(shù)控機床研制能力,因此,制造業(yè)企業(yè)在制定生產(chǎn)制造工藝的時候,只能選擇進口機床或者裝配了進口數(shù)控系統(tǒng)的國產(chǎn)機床來加工工件。因此,用戶制定的制造工藝直接受制于數(shù)控系統(tǒng)的功能開放程度。簡言之,我們的想法再好,還需要進口產(chǎn)品的支持,想法才能變成現(xiàn)實。
制造業(yè)企業(yè)的技術(shù)改造升級或者技術(shù)產(chǎn)品迭代受制于數(shù)控產(chǎn)業(yè)。在利用原有數(shù)控機床實現(xiàn)技術(shù)改造升級或者技術(shù)產(chǎn)品迭代的過程中,數(shù)控系統(tǒng)軟件功能和開放程度直接影響其實現(xiàn);而在數(shù)控機床或數(shù)控機床核心部件改進升級的時候,制造業(yè)企業(yè)為了保障自身的制造能力和制造優(yōu)勢,往往不得不對現(xiàn)有的生產(chǎn)裝備進行改造升級或者新購置。
制造業(yè)企業(yè)的基礎技術(shù)工人隊伍的知識和技能體系受制于數(shù)控產(chǎn)業(yè)。數(shù)控系統(tǒng)的品牌體系和功能體系直接決定了基礎技術(shù)工人隊伍的知識體系和操作技能,例如使用日本發(fā)那科(FANUC)習慣的技工,同樣方法就操作不了德國西門子(Siemens)產(chǎn)品。為了降低管理成本,積累技工經(jīng)驗和進行知識系統(tǒng)集成管理,企業(yè)所有數(shù)控產(chǎn)品可能全部采用同一個品牌的數(shù)控系統(tǒng),技術(shù)工人只能掌握和使用同一品牌系統(tǒng)的功能。這一條是很致命的。我們很多的現(xiàn)場技術(shù)工人,如果給他換一個品牌的數(shù)控系統(tǒng),他就真的不會干活了,所以,我們的產(chǎn)業(yè)工人都成為了國外技術(shù)的“奴隸”。
制造業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)制造安全受制于數(shù)控產(chǎn)業(yè)。制造業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)制造安全,尤其是信息和數(shù)據(jù)安全,一切都是由數(shù)控機床決定的,所有的加工過程、加工數(shù)據(jù)、產(chǎn)量信息等等,一切都沒有秘密可言,完全被數(shù)控系統(tǒng)所掌握。
古語云:“工欲善其事,必先利其器。”此“器”即為數(shù)控機床,尤其是高檔數(shù)控機床。沒有制造高檔機床的能力,在所有后發(fā)制造的環(huán)節(jié)上,我們都會受制于人。
2/數(shù)控產(chǎn)業(yè)關(guān)系國家戰(zhàn)略、經(jīng)濟、工業(yè)安全
工業(yè)制造最重要的就是工藝和工差,而提升工藝、減少工差的關(guān)鍵在于機床。工業(yè)2.0時期是靠人,人操作機床,看圖紙操作,用卡尺來檢測加工部件。如果出了問題,人再重新上去修改。工業(yè)3.0使用數(shù)控機床,制造過程中人不用去做,由數(shù)控程序控制。不過,檢測時還需要人操作三維監(jiān)測儀,并在發(fā)現(xiàn)誤差后,人工調(diào)整加工數(shù)據(jù)。因此工業(yè)3.0還得要用人?! ?/span>
工業(yè)4.0的突破在于用數(shù)控機床,加上全自動化的生產(chǎn)線,檢測用機器人,通過激光掃描系統(tǒng)掃描工件,實時通信實時調(diào)整。調(diào)整后的信息會被傳送給機床,機床將不斷再循環(huán),再檢測。按照這種方式實時調(diào)整加工數(shù)據(jù),在理論上工差可以做到很小。我們都知道奔馳寶馬好,正是因為它們工差控制得非常好,一般在一毫米之內(nèi)。國產(chǎn)車的工差控制沒那么精準,可能有時候兩三毫米,甚至六七毫米。
中國的機床工業(yè)從2.0時代一直落后到現(xiàn)在。2001年加入WTO后,中國用服裝、襪子、紡織品等在全世界掙到幾萬億美元,按理說有足夠的錢做全面數(shù)字化升級。但在2001年至2009年間中國機床業(yè)并沒有注重研發(fā),還是在買各種西方控制系統(tǒng)。當時一些地方政府和國企也不重視,認為低人工成本是我們的優(yōu)勢,所以只抓招商引資,不抓技術(shù)升級。直到2009年,在國家的推動下,機床業(yè)才開始重視這個事情,此時中國工業(yè)水平大大落后了?! ?/span>
盡管存在如此大的差距,數(shù)控機床仍然是我國制造業(yè)水平提升必須啃下的硬骨頭。當前,我們研發(fā)的重心應該放在數(shù)控機床的核心控制系統(tǒng)PLC上。這個系統(tǒng)歐洲人研究了60年:從數(shù)控機床開始一段一段地發(fā)展,從機床控制系統(tǒng)到數(shù)控生產(chǎn),再到數(shù)控工廠和數(shù)控產(chǎn)業(yè)鏈。我國才研究了五六年數(shù)控機床,急不得但也等不得,因為市場認可和完善還需要時間。當前最關(guān)鍵的是迅速吃透西方已有的技術(shù)成果,完成具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的五軸聯(lián)動數(shù)控機床研制?!?/span>
更重要的是,我們亟需認識到工業(yè)4.0是數(shù)字制造技術(shù)的延伸,即工業(yè)3.0的延伸。4.0時代是數(shù)字經(jīng)濟時代,數(shù)字工廠、數(shù)字工業(yè)、數(shù)字技術(shù)覆蓋了整個產(chǎn)業(yè)鏈,過去的數(shù)字技術(shù)只控制機床,現(xiàn)在控制到整個產(chǎn)業(yè)鏈,包括訂單乃至整個市場,幾乎覆蓋整個社會活動。
一、國家戰(zhàn)略安全:主要反映在軍事安全上。高檔數(shù)控機床以及其關(guān)鍵部件(高檔數(shù)控系統(tǒng)等)都屬于國家戰(zhàn)略物資,禁止公開國際采購。我們國家軍工企業(yè)進口的高檔數(shù)控機床,少則倒手兩三次,多則倒手五六次,方才能夠買回,而且沒有任何售后服務。一旦爆發(fā)戰(zhàn)事,我們的軍工廠應該如何應對?
二、國家經(jīng)濟安全:我們國家的制造業(yè)雖然門類齊全,但是并不具備獨立自主的生產(chǎn)能力,關(guān)鍵部件和關(guān)鍵裝備、設備依然大量依賴進口。經(jīng)濟體系不能獨立穩(wěn)定運行,例如外采的鐵礦石、原油、民航大飛機、高檔數(shù)控機床、特種鋼材、高檔軸承、減速機等。禁止進口等同于經(jīng)濟制裁。
三、國家工業(yè)安全:我們國家的工業(yè)現(xiàn)場,到處都有各種進口的PLC、現(xiàn)場總線、工控系統(tǒng)(ARM結(jié)構(gòu)或X86結(jié)構(gòu))、數(shù)采系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)等產(chǎn)品。所有工業(yè)數(shù)據(jù)的記錄、采集、傳輸、存儲、分析等工作,完全在進口產(chǎn)品研制國家的掌控之下。也許,美國的一條指令,就可以讓中國的工業(yè)經(jīng)濟癱瘓。
3/數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展難點
既然存在這么多的問題,存在如此之多的威脅,既然數(shù)控產(chǎn)業(yè)具有如此之高的戰(zhàn)略地位,那么它的發(fā)展難點到底在哪里呢?個人認為有如下幾點:
一、產(chǎn)業(yè)基礎性太強,牽扯的應用領域太寬。服務用戶工藝的多樣性和復雜性,是制約國產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)業(yè)提高產(chǎn)品成熟度和適應性,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的重要外在因素之一;
二、數(shù)控產(chǎn)業(yè)是技術(shù)、人力、資本綜合密集型產(chǎn)業(yè),不是簡單的有錢、有人、有技術(shù)就能發(fā)展的。三一重工曾經(jīng)投入巨資成立三一精機發(fā)展數(shù)控產(chǎn)業(yè),那一年也恰好是三一重工CEO榮登中國富豪榜首位的那年。發(fā)展至今,不但沒有進展,而且?guī)捉馍ⅲ昂笾辽偃灏賰|人民幣打了“水漂”。說到底,是數(shù)控產(chǎn)業(yè)冗長的人才鏈、技術(shù)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈,以極強的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度,建立起了極高的產(chǎn)業(yè)門檻,而國內(nèi)企業(yè)大部分還沒與跨入這個門檻。
三、國家在發(fā)展數(shù)控產(chǎn)業(yè)的問題上,仍不得其道。高層在認識上是清晰和準確的,各部委在執(zhí)行上卻表面出短視和低效的一面,各地方在發(fā)展上也趨于盲目和急功近利。因此,發(fā)展數(shù)控產(chǎn)業(yè),看上去轟轟烈烈,到頭來,依然原地踏步。若與國外相比,則是在退步。
四、數(shù)控產(chǎn)業(yè)所需的人力資源極度匱乏,這才是當前最難解的題。
五、技術(shù)創(chuàng)新,制約中國數(shù)控機床發(fā)展
歐、美、日等工業(yè)化國家已先后完成了數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)化進程,而中國從20世紀80年代開始起步,現(xiàn)在處于發(fā)展階段。雖然我國的鑄造機床產(chǎn)業(yè)取得了一定的成績,但仍然面臨著許多制約性問題,與國外產(chǎn)品相比,中國數(shù)控機床的差距主要是在機床的高速高效化和精密化上。
中國工程院院士、清華大學教授柳百成曾指出,與發(fā)達國家相比,我國機床行業(yè)起步晚,發(fā)展時間較短,技術(shù)相對落后。我國機床產(chǎn)業(yè)規(guī)模雖然位居世界首位,但中低端數(shù)控機床產(chǎn)量大, 80%的高端數(shù)控機床要進口。
六、技術(shù)創(chuàng)新是國內(nèi)鑄造機床行業(yè)的硬傷,使得其在核心運行部件的技術(shù)水平和運行速度、產(chǎn)品精度保持性以及機床的可靠性上有著明顯的不足。
在剛剛過去的第三屆中國制造高峰論壇上,柳百成教表示:“要實施《中國制造2025》,智能制造是主攻方向,我國在智能制造的關(guān)鍵基礎技術(shù)領域已經(jīng)具有較好研發(fā)基礎,但距離全面發(fā)展智能制造的目標仍任重而道遠?!?/span>
在“十二五”規(guī)劃中,已明確將自主創(chuàng)新戰(zhàn)略作為最主要的一個組成部分,著重強調(diào)了要以技術(shù)創(chuàng)新工程來支撐和引領行業(yè)發(fā)展。我國機床工具行業(yè)的發(fā)展必須立足于自主創(chuàng)新,實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)升級。
七、不變的是信仰,變的是實力
展望未來,滿足人民美好生活需要的行業(yè)必將成為新時代的主導產(chǎn)業(yè),新的時代需求締造了新的制造力量。中國工程院院士周濟曾指出,制造業(yè)數(shù)字化網(wǎng)絡化智能化是新一輪工業(yè)革命的核心技術(shù),應該作為制造業(yè)創(chuàng)新驅(qū)動、轉(zhuǎn)型升級的制高點、突破口和主攻方向。
4/數(shù)控產(chǎn)業(yè)的人力資源
一、人力資源特征:
1.業(yè)復雜性:論專業(yè)知識,必須是復合型人才,這是前提條件;
2.政治覺悟高:必須愛國、愛黨、愛人民,為了國家和民族利益,可以奉獻一切;
3.周期長:一名合格的、成熟的現(xiàn)場操作技工,培養(yǎng)周期至少需要3~5年;
4.養(yǎng)成本高:為提高經(jīng)驗值,需要在各類高檔機床上,消耗大量材料和刀具;
5.率極高:略有技能者,企業(yè)工齡往往不足五年,行業(yè)大咖反倒相對穩(wěn)定;
6.材率極低:真正科班畢業(yè)能走到總師級別的,在行業(yè)里寥寥無幾。
二、主要的困境:
1.工程實踐上,高端人才嚴重匱乏。高端人才幾乎在其雛形時,便被諸如西門子中國研究院等跨國機構(gòu)高薪供養(yǎng)起來,直至其工程技術(shù)才華消磨殆盡;
2.切合工程實踐的人才培養(yǎng)體系和機制。沒有大專級技校,技術(shù)工人的能力層次要求一直沒提高上來。我們國家忽視了產(chǎn)業(yè)工人的培養(yǎng),企業(yè)間只能靠拿來主義和挖墻腳;
3.中國的技術(shù)學校、技工學校在社會上倍受歧視,暫不具備培養(yǎng)優(yōu)秀技術(shù)工人的理念和能力;
4.產(chǎn)業(yè)工人的收入不足狀況和社會地位,不足以支撐下一代人的理想,人們不屑于培養(yǎng)孩子向這一群體看齊,更談不上從娃娃抓起;
5.腳踏實地、甘于寂寞、厚積薄發(fā)的工匠精神。
基礎技術(shù)研究不可一蹴而就,國內(nèi)政策環(huán)境、學術(shù)環(huán)境、研究環(huán)境,基本沒有容忍度。在數(shù)據(jù)行業(yè)中,對人才的培養(yǎng)往往是“十年磨一劍”的過程,但他們窮盡努力,往往只能做到助理工程師。
6.學術(shù)界、技術(shù)界一片國外的喉舌,奉進口為萬能,視國產(chǎn)為無能。教育界對此也沒有足夠的重視,剛才說到的,技術(shù)學校缺乏社會地位和技術(shù)人才培養(yǎng)能力就是證明。此外,學術(shù)界的大量研究是基于國外產(chǎn)品的研究,沒有真正自主研發(fā)的成果。七、浮躁的社會風氣讓大部分企業(yè)家和大多數(shù)行業(yè)從業(yè)者喪失了自主創(chuàng)新的愿望和動力。習主席和李總理都提出過,信心最重要。但數(shù)控產(chǎn)業(yè)卻整體缺乏信心。
三、如何突圍:
1、學習德國的“學徒制”培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)工人,這是重要的社會基礎;
2、產(chǎn)業(yè)高端人才的培養(yǎng)不能指望高校和科研院所,還要靠領軍企業(yè);放棄心理依賴;
3、教育界客觀地評價和引導學生的知識體系構(gòu)建,與企業(yè)一起加強社會實踐;
4、加強社會精神文明建設,培育大國工匠精神文化;
5、對數(shù)控產(chǎn)業(yè)舉國之力,重點突破。
關(guān)于德國的學徒制,需要做一點補充。在德國,大部分規(guī)模工業(yè)企業(yè),全部有自己的技工學校,即自己所需的產(chǎn)業(yè)技術(shù)工人來自于自己的技校培養(yǎng)。這種培養(yǎng)是建立在理論和實踐深度融合的基礎之上的,也是常規(guī)化的。他們的技術(shù)工人在教學階段,每周就有固定的2-3天是理論學習,其余天數(shù)進行實踐操作。等到考察驗收階段,則完全由實踐來檢驗。
例如,德國機床行業(yè)的哈默(HERMLE)公司就是一個“奇葩”。這家公司只生產(chǎn)一種機型的產(chǎn)品,叫做五軸立式車銑復合加工中心,屬于搖籃轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)的,是航空航天必用的裝備,交貨期至少9個月以上,年產(chǎn)量僅500余臺。那么,它的技校培養(yǎng)的產(chǎn)業(yè)工人,怎么去考核呢?是由學徒自己設計一種無動力小車,用哈默公司自己的機床加工出零部件,自己動手裝配??荚噲龅貫橐欢蔚聡罚瑥墓潭ㄆ瘘c推一把這個無動力小車,哪個跑得遠,誰就是第一名。沒有達到最小行駛距離的小車,則不予以考試通過。這個考試涵蓋了機械設計、機械制造、工藝規(guī)劃、制造裝配等多個環(huán)節(jié),考察了學生的機械、電子、材料等各類專業(yè)知識。
試問,這種產(chǎn)業(yè)工人培訓,我們國家哪里有?這樣的產(chǎn)業(yè)工人,各位HR,你們有不想要的嗎?我們有很多的家長和孩子根本不屑于做一名產(chǎn)業(yè)工人,我們的教育歧視技工群體,視接受大學教育為榮,以做一名技術(shù)工人為恥。值得展望的是,數(shù)控產(chǎn)業(yè)高級技工的收入,目前在東北市場應該均能達到5-6K以上,在南方沿海地區(qū),基本都能達到10K以上。這種市場現(xiàn)狀是國家抓工匠精神的重要經(jīng)濟基礎。
我想,下一步,國家應該從改進教育體系入手,這是關(guān)鍵的一點。十九大以后的大部制改革,科技部、教育部的合并值得期待。
5/從東北經(jīng)濟看中國經(jīng)濟乃至世界經(jīng)濟
我個人從東北經(jīng)濟看中國經(jīng)濟乃至世界經(jīng)濟,從工業(yè)化的角度看東北沒落與振興、中國工業(yè)化的危機與警示,所出為一己之見,不當之處,請大家請斧正。
在以上一些認識的基礎上,從更深的層次看,數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與國家的工業(yè)化建設密切相關(guān)。也就是說,數(shù)控產(chǎn)業(yè)的水平和成熟度與國家工業(yè)化水平是正相關(guān)的,與國家的經(jīng)濟質(zhì)量是正相關(guān)的,但與國家的經(jīng)濟總量是無關(guān)的。
那么,作為曾經(jīng)工業(yè)化的榜樣、共和國的長子,為什么東北三省近幾年來淪落到了經(jīng)濟增長的倒數(shù)三名呢?從產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度看,其難點在于技術(shù)突破,從制造變?yōu)椤爸窃臁?。這是一個比較大的影響因素。在不完全的市場經(jīng)濟條件下,市場的確會受到宏觀政策的影響,但是,這并不能證明市場是由政府完全掌控的。
首先,排除東三省過去經(jīng)濟總量的基準問題,尤其是工業(yè)部分,它的基數(shù)占比是很大的。所以,經(jīng)濟總量增長的乏力,主要是工業(yè)經(jīng)濟增長乏力;
其次,東北三省的服務業(yè),多數(shù)是圍繞工業(yè)發(fā)展的服務業(yè)。在工業(yè)增長乏力的時候,服務業(yè)增長也就失去了動力;
第三,工業(yè)經(jīng)濟的慣性較強。從長周期經(jīng)濟走勢看,在08年經(jīng)濟危機的時候,工業(yè)經(jīng)濟是最后受到波及的,數(shù)控產(chǎn)業(yè)更是在10年下半年才開始進入長周期下滑。而東三省在慣性下滑之前,沒有對經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟質(zhì)量改善作出有效的改進或改善措施。
可以說,東北三省作為我國工業(yè)化程度和工業(yè)成熟度最高的地區(qū),其經(jīng)濟的下滑,揭露的其實應該是我國工業(yè)經(jīng)濟的整體衰落,而不是表面反映出來的東北的經(jīng)濟問題。表現(xiàn)掩蓋了其本質(zhì)和核心的問題,使政府成為了后知后覺者。等到真正的問題暴露出來之后,政策工具卻已完全失靈。
典型案例有:
一、我國的機器人產(chǎn)業(yè)進入高速發(fā)展階段不過三五年而已,但已經(jīng)進入到了嚴重的泡沫階段,幾乎都是大量的低檔同質(zhì)競爭。產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展和膨脹,并沒有解決控制器、減速機、電機受制于國外的情況。全球機器人用的RV減速器,有70%來自于日本的帝人公司,這也是美日德等國家真正可怕的地方。而我們國家的機器人產(chǎn)業(yè),其實質(zhì)是機器人應用產(chǎn)業(yè),它拉動的其實還是美日德等國的經(jīng)濟,而我們不過是再度淪為全球的低端制造工廠。與此同時,國外的高端機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展卻如火如荼,國內(nèi)外差距在不斷拉大。在這種情況下,我們能說,機器人產(chǎn)業(yè)的泡沫,是屬于東北的,還是屬于華北、西北的,或者是東南沿海地區(qū)的呢?我認為,這種產(chǎn)業(yè)危機是不成熟的工業(yè)化造成的,并不能代表地方性經(jīng)濟的增長或者是下滑,更不是所謂的中等收入陷阱。
二、我國在海軍和空軍投入了大量資源,支持國防建設。遼寧艦投入使用后,傳言要同時新建兩艘航母。此外,還有沈飛的艦載機等大量戰(zhàn)斗裝備,直接拉動了國防工業(yè)的技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)升級。全國的軍事工業(yè)投入在增加,軍工單位和軍工配套企業(yè),基本都活的很滋潤。所以,近三年來,科德股份產(chǎn)銷的五軸機床,大部分被中航工業(yè)集團、航天科工集團等軍工單位買去。所以說,東北的軍事工業(yè)并沒有受到東北經(jīng)濟下滑影響,依舊在高速發(fā)展。
并且在我們國家,多數(shù)都是產(chǎn)業(yè)集聚,還做不到產(chǎn)業(yè)集群,例如我們的汽車產(chǎn)業(yè)園。產(chǎn)業(yè)集群需要從產(chǎn)業(yè)技術(shù)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈上給予充分的支持,想要做到產(chǎn)業(yè)集群,應該形成一個小的相對獨立的生態(tài)系統(tǒng)才行,例如需要各種整車廠、各種零部件廠、各種設計單位、各種經(jīng)銷商、金融機構(gòu)、行業(yè)協(xié)會組織等等。不僅如此,這些企業(yè)還要有機地形成產(chǎn)業(yè)鏈互動,具有統(tǒng)一清晰的技術(shù)脈絡。這樣的集群的最大優(yōu)勢在于具有產(chǎn)業(yè)掌控力,而產(chǎn)業(yè)集聚卻沒有這種能力,可能只有產(chǎn)值和解決就業(yè)問題。
所以我說,排除東北政治因素的影響之后,東北的經(jīng)濟問題,不是東北本身的問題,而是中國工業(yè)經(jīng)濟的問題。
談到中國工業(yè)經(jīng)濟的問題,或者說工業(yè)化的問題。個人認為,工業(yè)化屬于系統(tǒng)科學,包含了豐富的自然科學和社會科學內(nèi)容。在現(xiàn)在的資本主義國家中,完成工業(yè)化的國家著實不多,但基本都有著百余年的工業(yè)化發(fā)展歷史。而對于中國這個社會主義國家,工業(yè)化歷程不過二三十年,工業(yè)化之路還依舊漫長。倫敦霧都、日本水俁病、德國魯爾區(qū)粉塵等破壞環(huán)境、粗放型發(fā)展的問題,也是中國當下正在經(jīng)歷著的。
從社會發(fā)展的角度看,國外資本主義走過的路,中國這個社會主義國家也未必有理由跨越過去,那可能不符合歷史的發(fā)展規(guī)律。所以,解決工業(yè)化的問題,就要從系統(tǒng)層面出發(fā)。例如,解決基礎技術(shù)、基礎部件受制于人的問題;解決教育體系缺失和不完善的問題;解決我國工程科學人才體系建設的問題;解決我國社會科學和自然科學發(fā)展的社會文化建設問題等等。
工業(yè)是國之根本,希望中國能夠扎扎實實地發(fā)展它,而不要走上工業(yè)化大躍進的道路。德國和法國支撐起了歐盟,靠的是工業(yè),不是金融;美國打遍世界靠的是軍事工業(yè);日本在最狂妄的時候,遭到了美國的“狙擊”,但依舊持續(xù)投資于工業(yè)制造業(yè),不惜大幅貶值日元。反觀歷史,我們會發(fā)現(xiàn),它們的發(fā)展策略都對了。
所以,對于中國工業(yè)化的發(fā)展之路,必定要認清現(xiàn)實,抓住主要矛盾,以科學的方法,持之以恒地向前推進。
我也發(fā)自內(nèi)心地希望我們數(shù)控產(chǎn)業(yè)能夠再努力些,能夠為中國的工業(yè)化發(fā)展做更多的努力。讓我們的工業(yè)企業(yè)都可以用得上國產(chǎn)的數(shù)控裝備,不用再看美國的“臉色”,不用再“害怕”英特爾。但是目前的狀況是,如果英特爾想讓中國所有聯(lián)網(wǎng)的電腦全部變成“肉雞”,那可能只需要一秒鐘。同理,沒有國產(chǎn)機床,芯片的生產(chǎn)就是一個夢。
感謝大家聆聽我的分享。以上均為個人觀點,不當之處,還望海涵和指正。
作者簡介/江世琳,大連光洋科技集團董事長助理,1982年生于遼寧大連,2005年信息工程專業(yè)畢業(yè)。
以上就是100唯爾(100vr.com)小編為您介紹的關(guān)于智能制造的知識技巧了,學習以上的深度剖析:中國制造升級關(guān)鍵在數(shù)控機床,數(shù)控機床才是中國的命門知識,對于智能制造的幫助都是非常大的,這也是新手學習數(shù)控專業(yè)所需要注意的地方。如果使用100唯爾還有什么問題可以點擊右側(cè)人工服務,我們會有專業(yè)的人士來為您解答。
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