1958年日本和我國同年研制出臺數控機床,50年過去,而今日本已成為數控機床世界強國,而我國數控機床卻需要大量依賴進口。
機床系工作母機,是制造機器的機器。機床工業是裝備工業的核心,產業雖小,卻關系國家經濟命脈和安全。當今世界,工業發達國家對機床工業高度重視,競相發展機電一體化、高精、高效、高自動化先進機床,特別是隨著微電子、計算機技術的進步,數控機床在20世紀80年代以后成為各國機床制造商競相展示先進技術、爭奪用戶、擴大市場的焦點。
從“沙灘上建大廈”到“撐著拐仗走路”
數控技術和數控裝備是制造工業現代化的重要基礎,這個基礎是否牢固直接影響到一個國家的經濟發展和綜合國力,關系到一個國家的戰略地位。據了解,機床行業雖行業利潤不高,但它在整個工業體系中起著放大鏡的作用,簡單地說,在機床行業每投入一元錢,將帶動相關各行業獲得10元的收益。
中國於1958年研制出臺數控機床,發展過程大致可分為兩大階段。1958~1979年間為階段,在此階段,我國于1958~1960、1962~1965、1973~1978年曾先后三次在全國掀起數控機床的研制、生產、攻關高潮,但由于對數控機床特點、發展條件缺乏認識,技術基礎薄弱,人員素質低,機床車體設計實力差、各種機、電、液、氣配套基礎元部件及數控系統不過關,工作不可靠,故障頻繁,且由于發展NC機床整個方針、政策、方法、步驟、措施錯誤,導致一哄而上又一哄而下,三起三落,終因無法用于生產而停頓。
這一階段主要存在的問題是發展盲目性大,缺乏實事求是的科學精神,可稱之為在沙灘上建大廈,交了許多學費,浪費了無數人財物力,教訓至為深刻。
1979年至今為第二階段,從1979年開始,我國先后從日、德、美、西班牙引進數控系統技術,從日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奧、韓國引進數控機床先進技術,并開始合作、合資生產,解決了可靠性、穩定性問題,數控機床逐步開始批量生產并正式用于生產制造。
在此20余年間,我國的數控機床設計和制造技術有了較大提高,主要表現在三方面:培訓了一批設計、制造、使用和維護人才;通過合資、合作生產,使機床工業的設計、制造、使用水平大大提高,縮小了與世界先進技術間的差距;通過利用國外先進元部件與數控系統,開始能夠自行設計及制造高速、高性能、五面或五軸聯動加工的數控機床。
1980年,我國數控機床產量692臺,至2000年已經超過萬臺。在品種上,各類數控全切機床、成形機床、激光加工機床等均能生產,許多國產數控機床使用到廣大用戶生產現場,不少還取得了用戶好評。1998年以來,國家對數控機床采取了扶植政策,一些骨干國有機床廠和科研院所積極參與國家推進的“數控機床產業化”工程。使得國產數控機床在經濟型和高端產品兩方面都獲得了長足進步。但是,由于對關鍵技術的試驗、消化、掌握及創新較差,主機設計本領不過硬,許多數控機床,特別是較先進的高性能機床,基本上是與國外合作的產品。其次,許多關鍵配套基礎元部件、重要數控系統,仍采用國外進口產品,不能獨立發展,目前中國生產的數控機床,約70%配用日、德、美、西班牙進口數控系統。國產數控系統雖然進步很大,但由于元器件、工藝、檢測手段等多方面的原因,數控裝置及伺服系統還存有瑕疵,目前,在穩定性、可靠性、無故障率方面,仍很難匹敵國外數控系統。有些數控機床在改造當中,雖然采用了國產的數控系統,但交流伺服裝置仍需采用FNC、三洋、安川等國外產品。
因此,這一階段數控機床的發展,可稱之為撐著拐仗走路,基本上處于從仿制走向自行開發的過渡階段。數控機床產品市場化和市場占有率還很低,無法實現“中國設備裝備中國”的期望。
我國已連續3年成為世界上的機床進口國。到2004年,我國國產金切數控機床銷售收入接近12億美元,而進口金切數控機床價值28億美元。國產金切數控機床在國內市場占有率為30%,而國外進口產品則為70%。這個比例還未統計進口的數控系統、電氣件、液壓件、軸承、滾珠絲杠、數控轉臺、刀庫等配套產品,如果扣除進口配套產品的價值,只計算國內新增值的部分,30%的市場占有率還要大打折扣。
一個真實的事例是,有一個用戶,打算購買2臺立式加工中心,由于受資金限制,終決定選購國產機器,然而終的結果是,整機雖系國內所產,但他們所要求的關鍵配套產品都要從國外選購,其列出的清單為:日本FANUC原裝進口的數控系統、日本FANUC生產的驅動及伺服電機、日本NSK的主軸軸承和滾珠絲杠、德國曼內斯曼力士樂的直線導軌、日本山武株式會社的行程開關、德國西門子的交流接觸器……終,整個加工中心配置下來,只剩下床身和防護等機件是國內廠家所生產。這說明相當一部分用戶對國產中數控機床及其配套產品還不大認可,他們的采購目標或是直接瞄準國外整機,或是退而求其次選擇國內整機配套國外的功能部件。
事實上,數控機床許多高技術含量的部分,都凝結在配套產品中,如果國產配套產品只能為中低端數控機床配套,其結果將不言自明。
我國數控機床的現狀,可以用三句話來描述:進步很大,問題不少;擁有量較多,利用率不高;產量較少,高性能產品缺乏。據1995年的全國調查,我國機床擁有量為383萬臺,其中數控機床7.28萬臺。雖然機床總擁有量居世界,但性能普遍落后,結構陳舊,機床數控率不高。到了2000年,我國數控機床擁有量達到14萬臺,平均利用率約為40%,而日本的數控機床利用率則約在80%以上。
1945年日本戰敗,1949年中國解放,兩國機床工業發展基本處于同一起跑線上,1958年日本和我國同年研制出臺數控機床,50年過去,而今日本已成為數控機床世界強國,而我國數控機床卻需要大量依賴進口。1994年,日本機床擁有量100萬臺,數控機床擁有量16萬臺,2000年中國數控機床的擁有量,接近日本1994年的水平。
中國的未來掌握在誰手中?
日本國際經濟學家長谷川慶太郎,在日本《呼聲》月刊2005年5月號上發表了一篇題為《中國的未來取決于日本》的文章,文章寫到:只要仔細分析中國的實態,我還是認為,中國的未來掌握在日本和美國手中。此文一出,震驚國人。
長谷川慶太郎在文章中寫道,中國經濟發展受制于日本,主要基于兩點:一是日本企業能向中國提供中國產業不可缺少的高質量產品;二是日本擁有的技術實力和為確保技術優勢而在研發領域進行的巨大投資。
文章說,如今在中國空前的建筑熱潮中,建筑機械的年均使用時間高達3000小時,只有日本制造的機械才能經得起如此消耗。在汽車制造業,生產汽車部件的機床年均工作時間高達3500小時,也只有日本制造的機床能保證連續5年性能不變。“沒有日本的機床,中國的汽車產業將寸步難行”。
文章指出,據2001年的統計,日本每年的專利出口達1.1萬億日元。“那些沒有這些技術的國家,不購買日本的技術,就無法實現經濟增長”。
文章沒有用太多的筆墨來分析中國經濟對美國的依賴,只提到一點,即:中國對美國出口商品的80%,都是打入中國的美國企業制造的,只要美國切斷中國對美國消費品的出口渠道,中國就難以維持經濟增長。
長谷川慶太郎預測:中國對日本的依賴只會越來越加強而不會越來越削弱。這就意味著“日本越來越有能力控制中國”。
這篇文章雖然體現出日本人的驕狂,但平心而論,其中的論斷卻不無根據。
過去20多年來,從包括日本和美國在內的發達國家引進外資、引進技術,是改革開放極其重要的策略,對促進中國經濟的繁榮和經濟質量的提升,實現經濟持續快速發展起到了巨大作用,然而,我們不得不反思的是,國人是否因此不同程度地滋長了一切“拿來”、“買來”的思想?是否因為過分仰賴進口而把自力更生的觀念拋到了九霄云外?引進與消化、創新的關系究竟應該怎樣?
癥結.問題.差距
沈陽機床集團總經理關錫友坦言:中國數控機床技術水平與世界發達國家相差起碼15年。的確,我國數控機床在發展道路上還存在不少癥結與問題。
政策缺失
首先,我國機床行業缺乏象日本“機電法”、“機信法”那樣的指引,長期以來,政府對發展機床工業沒有鮮明、持久的方針與政策,機床工業從上至下對數控機床的技術特點、發展規律認識不清,抓不到主要矛盾,沒有針對國情認真制訂整個數控機床產業發展的規劃,偶爾有一些,也只是少數幾個人拍腦袋寫出的表面文章,結果是置之高閣,無法貫徹。
缺乏創新
回顧這40多年的發展,可以看到,我們在數控領域的進步基本還是按樣仿制,真正創新的成分不多,有時甚至不免沾沾自喜于個別產品的開發。國內關鍵零部件和控制系統生產企業沒有自主的和高可靠性的產品為國內主機生產企業配套,沒有形成專業化分工細化體系。
以數控系統為例,在國外模擬伺服快過時時,我們開始搞模擬伺服,還沒等我們占穩市場,技術上就已經落后;在國外將脈沖驅動的數字式伺服打入我國市場時,我們就跟著搞這類所謂的數字伺服,但至今沒有形成大的市場規模;近來國外將數字式伺服發展到用網絡(通過光纜等)與數控裝置連接,我們又跟著發展此類系統,專家分析前途仍不容樂觀。顯然,老是跟在人家后面開發國產數控系統,在技術上難免滯后。
忽視細節、“因小失大”
影響數控系統和數控機床商品化的主要因素除技術性能和功能外,更重要的就是可靠性、穩定性和實用性。以往,一些數控技術和產品的研發部門,所追求的常常是一些體現技術水平的具體指標(如多少通道、多少軸聯動、每分鐘多少米的進給速度等等),而對另一些影響實用性的指標和小問題卻不太重視,在產品的穩定性、可靠性、實用性等方面花的精力相對較少,從而出現某些產品鑒定時的評價很高,甚至還獲得了各種大獎,但一到用戶那兒卻由于各種小毛病而表現欠佳,終喪失信譽,無法打開市場。
缺乏自我測試
數控系統和數控機床不像家電類產品那樣易于大批量生產,應用環境也不那么簡單。數控產品是在生產環境中使用,面臨的是五花八門的工藝問題,如果開發部門對這些問題掌握得不透,就難以將產品設計得很完善。而且數控產品的某些問題在開發、試用、甚至鑒定時都難以發現,這就造成同樣型號的數控機床在有的用戶那里運行得很好,而在其他用戶那里卻表現欠佳,或者同樣型號的數控機床用于加工某些零件時工作得很好,但用于加工其他零件時卻表現得不盡人意。為解決這一問題,國外一些公司特別設立了專門機構測試自己的產品,一旦發現問題,立即反饋到開發部門予以解決,經過這樣的測試考驗過程以后,數控系統的潛在問題大為減少。而我們的產品很少進行嚴格全面的自我測試和考驗,這樣,小問題就有可能變成大問題,從而嚴重影響國產數控產品的聲譽。
目前,考核機床可靠性指標重要數據的平均無故障時間,國外機床均超過10000小時以上,而國產機床則大都低于這個數字。
缺乏系統深入的科研工作
數控機床是機電一體化的現代高科技先進裝備,需要機、電、液、氣、微電子、計算機技術各方面的配合,孤軍作戰是不可能順利發展的。但我們現在的問題是,原有7大綜合機床研究所及27個專業研究所形同虛設,不能充分發揮“參謀、攻堅、組織、服務”的作用。1999年以后,七大綜合機床研究所下放地方、公司或進出口單位,企業等于失去了機床工業和數控機床發展的指揮員與教練。國有骨干機床企業和科研院所人才流失嚴重,數控機床研發人才出現斷檔局面。各個研究單位、企業均忙于生存,普遍缺乏深入、系統的科研工作,更沒有做到數控機床生產一代、研制一代、預研一代。
跨國并購起熱潮
如同在許多其他行業一樣,近年來,我國機床行業也掀起了一股跨國并購“熱潮”。目前,我國機床企業已并購了包括美、德、日三國企業在內的近10家世界知名機床企業。此外,還有一些企業正在與國外幾家大公司談判并購事宜。
在率先進行跨國并購的機床企業中,大連機床集團首當其沖,該集團分別于2002年10月和2003年7月全資收購了美國的英格索爾生產系統公司和英格索爾曲軸制造系統公司,2004年9月又成功收購了德國茲默曼公司70%的股份。
作為我國重要的數控機床制造基地,沈陽機床集團于2004年10月29日全資收購了德國希思公司,并注入流動資金。上海明精機床有限公司也在2003年10月和2004年10月先后收購了德國沃倫貝格公司和日本池貝公司,并分別占據其53.6%和65%的股份。同時,秦川機械發展公司2004年6月并購了聯合美國工業公司,控股60%。
這些收購行動的一個重要特點是國內企業利用目前北美、西歐和日本機床制造成本居高不下、機床制造業發展不景氣的機遇,抓住突然機會(如破產、拍賣、重組等),迅速行動,一舉并購成功。
盡管這些被并購的企業目前經營并不景氣,但它們的技術、品牌、營銷網絡以及在國際上的知名度等都不可小看。比如英格索爾生產系統公司是有著110多年歷史的世界機床制造商,其專用機床及集成制造系統、高速加工中心及坐標單元等主要產品水平均位居世界前列,在全球各地享有很高聲譽。始建于1970年的英格索爾曲軸制造系統公司,是世界六大曲軸設備制造商之一。而茲默曼則是大型龍門銑床的制造商,客戶主要有福特、通用、大眾、豐田、波音等。聯合美國工業公司有80年歷史,其拉削工藝、拉刀、拉刀磨、拉床“四拉合”技術在世界拉削類機床行業居于前列,主要客戶也遍及福特、通用等世界500強公司。
普通機床并未退出舞臺
一個有意思的現象是,在數控機床市場空間激增的同時,普通機床貨源同樣吃緊,究其原因,主要是由于生產普通機床不能獲得很好的利潤回報,機床企業紛紛減少普通機床生產,導致普通機床產量銳減,幾乎買不到現貨。據了解,在2004中國數控機床展覽會上,許多機床生產企業2005年的產能早在2月之前就被預訂一空,買家在展覽會現場只能訂到2006年交貨的普通機床。
普通機床提前售空并不是個別現象,這在大連機床集團、北京機床集團、桂林機床股份公司、北京機電院等各大機床企業都普遍存在。
與此同時,許多以生產普通機床為主的民營企業,規模較小,沒有能力進行設備改造以進行數控化生產,雖然他們的普通機床銷量很好,但利潤微薄,僅能維持生計,能否繼續生存已經成為問題。
業內人士指出,數控機床有30%的利潤空間,而普通機床僅有5%左右的利潤空間,這導致企業如果只生產傳統機床將很難維持正常運轉。因此,有關專家呼吁,要關注和解決普通機床的技術升級問題,實現我國機床行業的高速平衡發展。我國擁有普通機床數百萬臺,加強用數控技術改造傳統機床將成為數控領域的重要發展方向。
數控機床出現至今的50年,隨科技、特別是微電子和計算機技術的進步而不斷發展。美、德、日三國作為當今世界數控機床科研、設計、制造和使用方面,技術、經驗多的國家,因其社會條件的不同,發展出各自的特點。
美國
美國的特點是,政府高度重視機床工業,注重基礎科研,因而在機床技術上不斷創新。如1952年研制出世界臺數控機床,1958年創制出加工中心,上世紀70年代初研制成fms,1987年首創開放式數控系統等。由于美國首先結合汽車、軸承生產需求,充分發展了大量大批生產自動化所需的自動線,而且電子、計算機技術在全球,因此其數控機床的主機設計、制造及數控系統基礎扎實,同時,由于一貫重視科研創新,故其高性能數控機床技術也一直。當今美國不僅生產宇航等高端領域使用的高性能數控機床,也為中小企業生產廉價實用的數控產品。美國存在的教訓是,偏重基礎科研,忽視應用技術,且政府在上世紀80年代一度放松引導,致使數控機床產量增長緩慢,于1982年被后進的日本超過。從上世紀90年代起,美國糾正了偏差,數控機床在技術上轉向實用,產量又開始逐漸上升。
德國
德國政府也一貫重視機床工業的重要戰略地位,多方面大力扶植。德國數控機床發展特別講求“實際”與“實效”,堅持“以人為本”,師徒相傳。在發展大量大批生產自動化的基礎上,於1956年研制出臺數控機床。德國人特別注重科學試驗,注重理論與實際相結合,基礎科研與應用技術科研并重。在德國,企業與大學科研部門緊密合作,對用戶產品、加工工藝、機床布局結構、數控機床的共性和特性問題進行深入的研究。德國的數控機床質量及性能良好,先進實用,出口遍及世界各地,尤其是大型、重型、精密數控機床更是為世界機床界所稱道。德國特別重視數控機床主機及配套件的先進實用,其機、電、液、氣、光、刀具、測量、數控系統以及各種功能部件,在質量、性能上均居世界前列。如西門子公司的數控系統和Heidenhain公司的精密光柵,均世界聞名。
日本
與美、德兩國相同,日本政府對機床工業發展也非常重視,頒布“機振法”、“機電法”、“機信法”等法規、規劃,對機床工業的發展加以引導。在重視人才及機床元部件配套上學習德國,在質量管理及數控機床技術上學習美國,終甚至青出於藍而勝於藍。日本和美、德兩國相似,也是先充分發展大量大批生產自動化,繼而全力發展中小批柔性生產自動化數控機床。自1958年研制出臺數控機床后,到1978年產量(7342臺)超過美國(5688臺),至今產量、出口量一直居世界首位。日本數控機床發展在戰略上先仿后創,先生產量大而廣的中檔數控機床,大量出口,占據世界廣大市場,然后從上世紀80年代開始進一步加強科研,向高性能數控機床發展。在機床工業發展策略上,首先通過學習美國的全面質量管理,將“嚴把質量關”變為職工群體的自覺行動,確保產品質量,進而加速電子、計算機技術的發展,為發展機電一體化數控機床開道。日本在發展數控機床的過程中,狠抓關鍵,突出發展數控系統。日本FANUC公司戰略正確,仿創結合,有針對性地發展市場所需各種低中數控系統,在技術上,在產量上居世界,該公司現有職工3674人,科研人員超過600人,月產能力7000套,銷售額在世界市場上占50%,在日本國內約占70%,對加速日本和世界數控機床的發展起到了重要的促進作用。
“撐著拐仗走路”的中國數控機床產業
更新時間: 2006-08-04 14:51:47來源: 粵嵌教育瀏覽量:551