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先來(lái)看這樣一組數(shù)據(jù):中國(guó)社會(huì)固定資產(chǎn)設(shè)備投資的三分之二依賴進(jìn)口;中國(guó)裝備制造業(yè)產(chǎn)品每年的外貿(mào)逆差高達(dá)數(shù)百億美元;中國(guó)機(jī)械制造業(yè)中有近60%產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化是在引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上完成的……
然而、簡(jiǎn)單的“拿來(lái)主義”并沒(méi)有產(chǎn)生預(yù)期的效果,中國(guó)裝備制造業(yè)仍然在“引進(jìn)―落后―引進(jìn)”的怪圈中四顧茫然。在諸多的國(guó)際裝備制造業(yè)博覽會(huì)上,國(guó)內(nèi)產(chǎn)品與國(guó)外產(chǎn)品立眼分明,差距是明擺著的。
這樣的現(xiàn)實(shí)讓中國(guó)裝備企業(yè)不停地打著寒顫。眾多有識(shí)之士在問(wèn)自己也問(wèn)別人:未來(lái)的路怎么走?
這個(gè)問(wèn)題也同樣橫在南京工藝裝備制造廠的面前,并由此拉開(kāi)了其發(fā)展?jié)L動(dòng)功能部件產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)規(guī)劃的序幕。
為什么要產(chǎn)業(yè)化?
國(guó)際制造業(yè)向中國(guó)轉(zhuǎn)移,使中國(guó)基礎(chǔ)裝備市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)驟然升級(jí)。中國(guó)數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)也在不經(jīng)意間目睹了前所未有的熱鬧,并繼而體驗(yàn)到了前所未有的壓力。
數(shù)控高端技術(shù)產(chǎn)品代表著國(guó)家經(jīng)濟(jì)、政治、軍事實(shí)力,是國(guó)家經(jīng)濟(jì)安全的支柱。正因?yàn)槿绱?,?shù)控高端技術(shù)一直是國(guó)內(nèi)外數(shù)控機(jī)床企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn),但這恰恰也正是國(guó)內(nèi)企業(yè)的軟肋。這種差距甚至懸殊得使中外企業(yè)無(wú)法在一個(gè)平臺(tái)上平等對(duì)話。顯然,中國(guó)企業(yè)試圖依賴引進(jìn),通過(guò)合資、合作的途徑取得高端技術(shù)從而發(fā)展高檔產(chǎn)品的道路是走不通的。因此,國(guó)內(nèi)機(jī)床工具行業(yè)形成了這么一個(gè)共識(shí):必須選擇一些基礎(chǔ)較好的企業(yè),加快建設(shè)具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化基地,掌握核心技術(shù),開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。
數(shù)控機(jī)床的發(fā)展需要高水平、專業(yè)化、規(guī)?;a(chǎn)的功能部件作為支撐??梢哉f(shuō),數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)業(yè)化,關(guān)鍵在于包括數(shù)控系統(tǒng)、滾動(dòng)功能部件等功能部件的產(chǎn)業(yè)化。長(zhǎng)期以來(lái),功能部件一直是發(fā)展國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的瓶頸,我國(guó)中高檔數(shù)控機(jī)床配套所需的功能部件基本依靠進(jìn)口。
為此,中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)一直在向有關(guān)方面建議將關(guān)鍵功能部件產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)項(xiàng)目列入國(guó)家發(fā)改委重要支持計(jì)劃。讓所有機(jī)床工具行業(yè)人士備受鼓舞的是,最近,、黃菊、曾培炎等國(guó)務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)對(duì)發(fā)展國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床作了重要批示,國(guó)家發(fā)改委也正在編制數(shù)控機(jī)床、功能部件產(chǎn)業(yè)化的專項(xiàng)規(guī)劃。這對(duì)于南京工藝裝備制造廠來(lái)說(shuō),無(wú)疑是個(gè)難得的發(fā)展機(jī)遇。
南京工藝裝備制造廠作為中國(guó)規(guī)模最大的滾動(dòng)功能部件生產(chǎn)基地,備受國(guó)家發(fā)改委以及中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)等部門的高度關(guān)注。其實(shí),從1999年開(kāi)始,企業(yè)就一直在積極探索滾動(dòng)功能部件產(chǎn)業(yè)化的道路,而這與國(guó)家要求重點(diǎn)培育滾動(dòng)功能部件產(chǎn)業(yè)基地的想法不謀而合。企業(yè)意識(shí)到必須抓住機(jī)遇,躋身于滾動(dòng)功能部件發(fā)展的“國(guó)家隊(duì)”,瞄準(zhǔn)國(guó)際先進(jìn)技術(shù),摸索一條持續(xù)、穩(wěn)定、高效、快速發(fā)展的成功之路,做大做強(qiáng)國(guó)產(chǎn)滾動(dòng)功能部件產(chǎn)業(yè)。
搭建一個(gè)怎樣的框架?
“滾動(dòng)功能部件產(chǎn)業(yè)化”的概念,在南京工藝裝備制造廠廠長(zhǎng)張建平腦子里由來(lái)已久。早在五年前,張建平和南京工藝的其他領(lǐng)導(dǎo)者就已經(jīng)開(kāi)始琢磨產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展思路,并制定了總體目標(biāo),為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展描繪了一副清晰的輪廓。
張建平這樣描繪南京工藝產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展思路:以創(chuàng)新的觀念引領(lǐng)企業(yè)的快速發(fā)展,以創(chuàng)新的管理引領(lǐng)企業(yè)深入市場(chǎng),以創(chuàng)新的制度引領(lǐng)企業(yè)高速運(yùn)行,以創(chuàng)新的技術(shù)引領(lǐng)企業(yè)走向國(guó)際。對(duì)于其中所提到的“創(chuàng)新的觀念”,張建平有自己獨(dú)特的理解與感悟。張建平說(shuō),國(guó)家體制改革是靜態(tài)、物質(zhì)化的,是試圖通過(guò)物質(zhì)化的改變,讓企業(yè)在物質(zhì)交換中被迫轉(zhuǎn)變思想。但事實(shí)是,對(duì)于企業(yè)而言,資產(chǎn)置換不能解決一切問(wèn)題。體制與機(jī)制只是土壤,比如在鹽堿地里,莊稼是長(zhǎng)不好的,但是經(jīng)過(guò)改良后也是可以長(zhǎng)出好莊稼的。所以,重要的是轉(zhuǎn)變觀念,找到切入點(diǎn)。
除此之外,被南京工藝人津津樂(lè)道還有這樣幾句話:以國(guó)產(chǎn)滾動(dòng)功能部件為本,加速數(shù)字機(jī)器產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程;高品質(zhì)、高精度、高性能,產(chǎn)業(yè)化;全品種、全規(guī)格、全系列、全精度、全面解決方案。第一句話解決的是南京工藝的產(chǎn)品定位問(wèn)題,“三高一產(chǎn)”表達(dá)了南京工藝預(yù)備做“高端”的決心,而“五全”則是試圖在總量、結(jié)構(gòu)、功能上最大限度地滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求。
應(yīng)當(dāng)說(shuō),重復(fù)建設(shè)與重復(fù)引進(jìn)是我國(guó)裝備業(yè)面臨的一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題。比如,我國(guó)國(guó)產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床、普及型數(shù)控機(jī)床與高檔型數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)比例是75∶22∶3。大家都盲目地發(fā)展經(jīng)濟(jì)型,有些企業(yè)甚至拼價(jià)格、拼資源。這種惡性競(jìng)爭(zhēng)行為對(duì)于行業(yè)而言,無(wú)疑是摧毀性的破壞。因此,南京工藝提出的“三高一產(chǎn)”顯然追求的是非實(shí)物量的產(chǎn)業(yè)化,而是兼顧質(zhì)與量的產(chǎn)業(yè)化,除了解決“有多少”的問(wèn)題,還要解決“有多好”的問(wèn)題。
針對(duì)我國(guó)國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)比例不協(xié)調(diào)的問(wèn)題,南京工藝也制定了自己的目標(biāo),即將經(jīng)濟(jì)型、普及型與高檔型的比例調(diào)整為30∶40∶30。同時(shí),根據(jù)我國(guó)機(jī)床行業(yè)的總體趨勢(shì),即到2010年,我國(guó)數(shù)控金切機(jī)床年產(chǎn)量將達(dá)到10萬(wàn)臺(tái),年銷售額為30億~35億美元,國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率將達(dá)到60%,南京工藝也相應(yīng)制定了到2010年滾動(dòng)功能部件年產(chǎn)量25萬(wàn)套,年產(chǎn)值5億元的發(fā)展目標(biāo)。
如何細(xì)化操作?
作為中國(guó)規(guī)模最大的滾動(dòng)功能部件生產(chǎn)基地,南京工藝在長(zhǎng)期的發(fā)展過(guò)程中形成了自己獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)、裝備優(yōu)勢(shì)、品牌優(yōu)勢(shì)、規(guī)模優(yōu)勢(shì)。此外,不斷創(chuàng)新的企業(yè)文化與不斷提升的組織學(xué)習(xí)能力也使得南京工藝在業(yè)界一直獨(dú)占鰲頭。藝工牌滾動(dòng)功能部件已經(jīng)獲得全國(guó)用戶滿意產(chǎn)品、江蘇省名牌產(chǎn)品稱號(hào),企業(yè)也獲得全國(guó)用戶滿意企業(yè)、南京市質(zhì)量管理獎(jiǎng),并已通過(guò)ISO9001質(zhì)量管理體系認(rèn)證。南京工藝表示將在此基礎(chǔ)上,產(chǎn)品力創(chuàng)中國(guó)名牌,企業(yè)管理創(chuàng)江蘇省質(zhì)量管理獎(jiǎng),繼續(xù)保持行業(yè)第一,并達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際知名。
面對(duì)接下來(lái)的專項(xiàng)規(guī)劃,南京工藝制定了進(jìn)一步弘揚(yáng)企業(yè)優(yōu)勢(shì)的措施。首先是要提高產(chǎn)品檔次,拓展并優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。一方面不斷提高滾動(dòng)功能部件的技術(shù)水平,增加產(chǎn)品技術(shù)含量,優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu);另一方面在滾動(dòng)功能部件產(chǎn)品品種、規(guī)格、產(chǎn)量、質(zhì)量及精度方面趕上世界先進(jìn)水平,在滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求并逐步替代進(jìn)口的情況下,積極參與國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)。
其次,采用先進(jìn)工藝裝備,確保產(chǎn)品精度,提高產(chǎn)品性能。有效利用現(xiàn)有恒溫生產(chǎn)廠房,將有限的積累投入到關(guān)鍵設(shè)備上,并在充分利用現(xiàn)有工藝設(shè)備的基礎(chǔ)上,在設(shè)備選型方面突出重點(diǎn),增加必要、關(guān)鍵、高效、自動(dòng)化程度高的設(shè)備,加強(qiáng)和提高產(chǎn)品精密檢測(cè)、測(cè)試能力,添置高性能精密檢測(cè)設(shè)備和測(cè)試儀器,以確保產(chǎn)品的檢測(cè)質(zhì)量。在技術(shù)水準(zhǔn)達(dá)到或接近國(guó)際化的前提下,南京工藝還積極與國(guó)內(nèi)著名機(jī)床企業(yè)聯(lián)合解決大型數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵設(shè)備的“首臺(tái)、首套”國(guó)產(chǎn)化問(wèn)題,以形成大型數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化,實(shí)現(xiàn)工藝裝備國(guó)產(chǎn)化的突破。比如,3米、4米、8米數(shù)控螺紋磨床,4米、6米數(shù)控直線導(dǎo)軌專用磨床,6米絲杠導(dǎo)程精度動(dòng)態(tài)測(cè)量?jī)x,數(shù)控螺母磨削中心等。
此外,南京工藝積極提高產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力和技術(shù)水平,進(jìn)一步強(qiáng)化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)能力,提高產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力,縮短(產(chǎn)品)設(shè)計(jì)周期,提高企業(yè)信息化集成水平。其五年規(guī)劃中也明確表示要重點(diǎn)發(fā)展8米整根磨制滾珠絲杠副、線速度60m/min的高速滾珠絲杠副、6米整根滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副、線速度100m/min的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副。
裝備制造業(yè)的發(fā)展水平是衡量一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的重要標(biāo)志。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家在搶占了技術(shù)制高點(diǎn),取得品牌效應(yīng)后,又開(kāi)始圖謀市場(chǎng)份額。危機(jī)就在眼前,更何況,隨著發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù),以往一些國(guó)內(nèi)企業(yè)通過(guò)簡(jiǎn)單仿制來(lái)提高競(jìng)爭(zhēng)力的路也將逐步被堵死。接下來(lái)的路,只有靠自己踏踏實(shí)實(shí)一步一步往前走。
對(duì)此,張建平看得很透徹,“跨國(guó)公司的重點(diǎn)已經(jīng)從貿(mào)易和技術(shù)轉(zhuǎn)讓變成建立生產(chǎn)基地,由商品輸出變?yōu)橘Y本輸出和品牌輸出。大量進(jìn)口功能部件產(chǎn)品,就意味著用別人的功能部件生產(chǎn)終端產(chǎn)品,使我們的產(chǎn)品附加值低,賺的只是勞動(dòng)力價(jià)值,不是技術(shù)價(jià)值和品牌價(jià)值。”他意識(shí)到,必須充分利用國(guó)內(nèi)現(xiàn)有企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)的能力,采取多種形式的聯(lián)合,實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),提升國(guó)產(chǎn)功能部件檔次,否則單純依靠自身力量,就可能成為跨國(guó)公司的配套廠,而國(guó)內(nèi)的成套技術(shù)與能力可能被分解,并逐步喪失整體設(shè)計(jì)、成套的自主能力。就此而言,作為行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)的南京工藝,任重而道遠(yuǎn)。
長(zhǎng)期以來(lái),有一個(gè)聲音始終在我們耳邊響起:“中國(guó)裝備,裝備中國(guó)!”日復(fù)一日,氣勢(shì)磅礴。然而,這還僅僅只是一個(gè)催人奮進(jìn)的口號(hào)而已,恰如張建平所總結(jié)的那樣,我們所面臨的事實(shí)是:“中國(guó)裝配,裝備中國(guó)!”裝備與裝配,僅僅只是一字之差,但恰恰是這一個(gè)字,不停地叩問(wèn)我們:誰(shuí)來(lái)裝備中國(guó)?如何裝備中國(guó)?
無(wú)數(shù)次的叩問(wèn)之后,強(qiáng)烈的憂患意識(shí)與民族感情促使作為配套行業(yè)龍頭企業(yè)之一的南京工藝挺身而出,開(kāi)始尋求解題思路,并喊出了振興中國(guó)配套業(yè)的最強(qiáng)音。
如何解決眼下的難題?如何避免未來(lái)的核心技術(shù)空心化?南京工藝結(jié)合實(shí)際制定了滾動(dòng)功能部件五年發(fā)展規(guī)劃并已上報(bào)國(guó)家有關(guān)部門。在這個(gè)規(guī)劃中,記者透過(guò)枯燥的數(shù)字,感到了南京工藝裝備制造廠每一個(gè)員工發(fā)展國(guó)產(chǎn)高檔、高性能滾動(dòng)功能部件的情懷。南京工藝每一臺(tái)設(shè)備的購(gòu)買、每一位人才的引進(jìn)、每一個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、每一種工藝的改進(jìn),都與國(guó)家發(fā)展數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃息息相關(guān)。在南京工藝人心里,他們的目標(biāo)不僅僅是“跟進(jìn)”,還要“引領(lǐng)”。因?yàn)樗麄冇X(jué)得,中國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的落后,有自己的責(zé)任,而發(fā)展中國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的重?fù)?dān),也將落在自己的肩上。
關(guān)鍵詞:機(jī)床 營(yíng)銷 公關(guān)
公共關(guān)系學(xué),簡(jiǎn)稱公關(guān),主要通過(guò)組織與公眾之間的雙向傳播,協(xié)調(diào)關(guān)系、處理危機(jī)、塑造形象,在滿足公眾利益的基礎(chǔ)上求得組織自身的發(fā)展。公關(guān)的目標(biāo)是為了增進(jìn)內(nèi)部及社會(huì)公眾的信任與支持,為自身事業(yè)發(fā)展創(chuàng)造最佳的社會(huì)環(huán)境,樹(shù)立良好形象。公關(guān)是一種高級(jí)的營(yíng)銷手段,對(duì)提高組織知名度和美譽(yù)度有很顯著的作用。本文主要從數(shù)控機(jī)床行業(yè)入手,淺談該行業(yè)的公關(guān)之路。
一、機(jī)床行業(yè)特點(diǎn)
機(jī)床是制造機(jī)器的機(jī)器,也是能制造機(jī)床本身的機(jī)器,故機(jī)床又稱為工作母機(jī)或工具機(jī)。數(shù)控機(jī)床,是將數(shù)字計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于機(jī)床的控制技術(shù)。它能按圖紙要求的形狀和尺寸,自動(dòng)地將零件加工出來(lái),并較好地解決了復(fù)雜、精密、小批量、多品種的零件加工問(wèn)題,是一種柔性的、高效能的自動(dòng)化機(jī)床,是現(xiàn)代機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展方向。機(jī)床工業(yè)主要滿足國(guó)家汽車、能源、交通、國(guó)防工業(yè)、航空航天、工程機(jī)械設(shè)備和裝備制造業(yè)等重點(diǎn)行業(yè)的需求,是現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)。
二、中外機(jī)床企業(yè)營(yíng)銷手段對(duì)比
國(guó)內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品促銷依靠合作中間商、業(yè)務(wù)員人員推廣、客戶口碑和參加機(jī)床展覽會(huì)推介等,客戶服務(wù)現(xiàn)在已基本實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)上咨詢和在線QQ服務(wù),以及由多年工作經(jīng)驗(yàn)老師傅組成的售后服務(wù)小組。外資企業(yè)采用的是由生產(chǎn)者到商到工業(yè)品用戶的間接銷售模式,并在產(chǎn)品銷售區(qū)域設(shè)置區(qū)域經(jīng)理和售后服務(wù)人員,重點(diǎn)市場(chǎng)設(shè)置銷售助理。國(guó)內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品推廣停留在推銷層次;外資企業(yè)的營(yíng)銷包括對(duì)內(nèi)、對(duì)外,社會(huì)層面、商層面、開(kāi)發(fā)新顧客層面、公共關(guān)系層面,甚至員工信心層面,是整合營(yíng)銷。
三、公關(guān)是機(jī)床行業(yè)營(yíng)銷策略的發(fā)展方向
依靠個(gè)人的力量,和依靠企業(yè)整合營(yíng)銷效果相比,差別是顯而易見(jiàn)的。針對(duì)國(guó)內(nèi)企業(yè)的營(yíng)銷差距,我們提出如下公關(guān)建議:
(一)扎根內(nèi)部,打造強(qiáng)勢(shì)產(chǎn)品
公關(guān)的根基在產(chǎn)品。當(dāng)前國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床上的數(shù)控系統(tǒng),主要功能部件,基本的機(jī)、電、液、氣等元器件、軸承等都要進(jìn)口,國(guó)內(nèi)高檔系統(tǒng)的自給率不到5%。大型、重型、多復(fù)雜曲面、高精度、高效能數(shù)控機(jī)床是市場(chǎng)的熱銷產(chǎn)品,而我們國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品在這方面非常缺乏,因此需要扎根內(nèi)部,加大科研力度,在打造強(qiáng)勢(shì)產(chǎn)品、自主創(chuàng)新、開(kāi)發(fā)高端產(chǎn)品上下功夫。優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品要靠科學(xué)管理來(lái)保駕護(hù)航。嚴(yán)格的內(nèi)部管理是打造強(qiáng)勢(shì)產(chǎn)品的有力支持。我們?cè)谄匠?nèi)部數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)分析、產(chǎn)品效果分析和客戶跟蹤方面還有不足,需要在質(zhì)量管理、過(guò)程監(jiān)控等內(nèi)部管理上精耕細(xì)作,以技術(shù)突破作為行業(yè)崛起的催化劑,以技術(shù)積累推動(dòng)自主創(chuàng)新,以內(nèi)部服務(wù)保障外部市場(chǎng)開(kāi)發(fā),使產(chǎn)品具有先進(jìn)技術(shù)、優(yōu)良品質(zhì)、較高的性價(jià)比,從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代,再部分出口,進(jìn)而裝備全球。
(二)欣賞員工,樹(shù)立企業(yè)愿景
員工是開(kāi)展公關(guān)活動(dòng)的實(shí)踐者,是組織創(chuàng)一流產(chǎn)品或服務(wù)的主力軍,是企業(yè)最重要的內(nèi)部公眾。無(wú)論是技術(shù)突破,還是客戶服務(wù),最終都要落實(shí)在員工身上。要開(kāi)發(fā)員工潛能,實(shí)現(xiàn)員工工作的高效,改變機(jī)床在一般人眼中油污滿面但技術(shù)含量比較高的行業(yè)形象,首先要形成“了解員工、尊重員工、欣賞員工、服務(wù)員工”的文化氛圍,讓員工有一種歸屬感和榮譽(yù)感。通過(guò)行業(yè)分析、同行比較、企業(yè)愿景展望等內(nèi)容的企業(yè)內(nèi)部培訓(xùn),樹(shù)立員工對(duì)企業(yè)未來(lái)發(fā)展的信心。尤其在市場(chǎng)遇到困難的時(shí)候,不要首先想封閉消息,而是應(yīng)部分公開(kāi),為員工鼓勁,樹(shù)立員工信心,共度難關(guān)。
(三)維系客戶,提供增值服務(wù)
客戶是公關(guān)最重要的工作對(duì)象,有了客戶就有了市場(chǎng)。中國(guó)數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)迅速增長(zhǎng),為了爭(zhēng)取更大的銷售亮點(diǎn),外國(guó)公司將服務(wù)業(yè)的概念移植到機(jī)床銷售,把機(jī)床銷售轉(zhuǎn)向服務(wù)公司,從傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床維修服務(wù)已拓展到怎樣幫助用戶創(chuàng)值,提高生產(chǎn)力和效益最大化。對(duì)此這就需要國(guó)內(nèi)機(jī)床行業(yè)學(xué)習(xí)新的營(yíng)銷方法,創(chuàng)新適合自己的營(yíng)銷模式,具體的營(yíng)銷手段包括:企業(yè)內(nèi)部全員公關(guān),樹(shù)立員工自信心和責(zé)任感;逐步設(shè)置國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求的現(xiàn)代化、多功能的技術(shù)服務(wù)場(chǎng)所,建成集產(chǎn)品展示、切削演示、顧客工程中心、售前技術(shù)交流、售后技術(shù)服務(wù)、在線技術(shù)服務(wù)、客戶培訓(xùn)等多功能為一體的綜合設(shè)施,展示最新技術(shù)和產(chǎn)品、提供最優(yōu)質(zhì)服務(wù)和客戶解決方案;發(fā)放企業(yè)產(chǎn)品樣本、產(chǎn)品說(shuō)明書、企業(yè)介紹等對(duì)外宣傳的材料,利用展覽會(huì)等活動(dòng)提升企業(yè)知名度等。
(四)塑造品牌,參與社會(huì)活動(dòng)
品牌的建設(shè)是需要積淀的,它的建設(shè)基礎(chǔ)是產(chǎn)品和服務(wù)的質(zhì)量。機(jī)床作為工業(yè)品,價(jià)值高,技術(shù)含量高,對(duì)服務(wù)要求也高。品牌情況反映了用戶對(duì)產(chǎn)品技術(shù)和服務(wù)的信任,它代表著廠家的承諾。品牌的建設(shè)需要企業(yè)在每一個(gè)環(huán)節(jié)誠(chéng)信經(jīng)營(yíng),精耕細(xì)作,逐步恢復(fù)市場(chǎng)信任,從而贏得市場(chǎng)。除了優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和優(yōu)良的服務(wù),品牌還需要推廣。品牌推廣除了常見(jiàn)的展覽會(huì)、人員銷售、客戶關(guān)系維系外,還可以采用贊助困難人群、響應(yīng)焦點(diǎn)事件、支持公益事業(yè)等方式擴(kuò)大知名度和美譽(yù)度,塑造具有社會(huì)責(zé)任感的品牌形象,間接促進(jìn)銷售。
回顧我國(guó)機(jī)床行業(yè)的發(fā)展歷史,與發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)展還有很大差距。對(duì)此我們一定要正式差距,選擇自己的差異化定位,通過(guò)完善內(nèi)部管理,不斷提高自主創(chuàng)新能力,促進(jìn)中國(guó)機(jī)床企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整升級(jí),早日實(shí)現(xiàn)“結(jié)構(gòu)調(diào)整、替代進(jìn)口、滿足中高端用戶需求”的目標(biāo)。
參考文獻(xiàn):
20世紀(jì)中期,隨著電子技術(shù)的發(fā)展,自動(dòng)信息處理、數(shù)據(jù)處理以及電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn),給自動(dòng)化技術(shù)帶來(lái)了新的概念,用數(shù)字化信號(hào)對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)及其加工過(guò)程進(jìn)行控制,推動(dòng)了機(jī)床自動(dòng)化的發(fā)展。
采用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行機(jī)械加工,最早是在40年代初,由美國(guó)北密支安的一個(gè)小型飛機(jī)工業(yè)承包商派爾遜斯公司(ParsonsCorporation)實(shí)現(xiàn)的。他們?cè)谥圃祜w機(jī)的框架及直升飛機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)翼時(shí),利用全數(shù)字電子計(jì)算機(jī)對(duì)機(jī)翼加工路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,并考慮到刀具直徑對(duì)加工路線的影響,使得加工精度達(dá)到±0.0381mm(±0.0015in),達(dá)到了當(dāng)時(shí)的最高水平。
1952年,麻省理工學(xué)院在一臺(tái)立式銑床上,裝上了一套試驗(yàn)性的數(shù)控系統(tǒng),成功地實(shí)現(xiàn)了同時(shí)控制三軸的運(yùn)動(dòng)。這臺(tái)數(shù)控機(jī)床被大家稱為世界上第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床。
這臺(tái)機(jī)床是一臺(tái)試驗(yàn)性機(jī)床,到了1954年11月,在派爾遜斯專利的基礎(chǔ)上,第一臺(tái)工業(yè)用的數(shù)控機(jī)床由美國(guó)本迪克斯公司(Bendix-Cooperation)正式生產(chǎn)出來(lái)。
在此以后,從1960年開(kāi)始,其他一些工業(yè)國(guó)家,如德國(guó)、日本都陸續(xù)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)及使用了數(shù)控機(jī)床。
數(shù)控機(jī)床中最初出現(xiàn)并獲得使用的是數(shù)控銑床,因?yàn)閿?shù)控機(jī)床能夠解決普通機(jī)床難于勝任的、需要進(jìn)行輪廓加工的曲線或曲面零件。
然而,由于當(dāng)時(shí)的數(shù)控系統(tǒng)采用的是電子管,體積龐大,功耗高,因此除了在軍事部門使用外,在其他行業(yè)沒(méi)有得到推廣使用。
到了1960年以后,點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床得到了迅速的發(fā)展。因?yàn)辄c(diǎn)位控制的數(shù)控系統(tǒng)比起輪廓控制的數(shù)控系統(tǒng)要簡(jiǎn)單得多。因此,數(shù)控銑床、沖床、坐標(biāo)鏜床大量發(fā)展,據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明,到1966年實(shí)際使用的約6000臺(tái)數(shù)控機(jī)床中,85%是點(diǎn)位控制的機(jī)床。
數(shù)控機(jī)床的發(fā)展中,值得一提的是加工中心。這是一種具有自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床,它能實(shí)現(xiàn)工件一次裝卡而進(jìn)行多工序的加工。這種產(chǎn)品最初是在1959年3月,由美國(guó)卡耐·;特雷克公司(Keaney&TreckerCorp.)開(kāi)發(fā)出來(lái)的。這種機(jī)床在刀庫(kù)中裝有絲錐、鉆頭、鉸刀、銑刀等刀具,根據(jù)穿孔帶的指令自動(dòng)選擇刀具,并通過(guò)機(jī)械手將刀具裝在主軸上,對(duì)工件進(jìn)行加工。它可縮短機(jī)床上零件的裝卸時(shí)間和更換刀具的時(shí)間。加工中心現(xiàn)在已經(jīng)成為數(shù)控機(jī)床中一種非常重要的品種,不僅有立式、臥式等用于箱體零件加工的鏜銑類加工中心,還有用于回轉(zhuǎn)整體零件加工的車削中心、磨削中心等。
1967年,英國(guó)首先把幾臺(tái)數(shù)控機(jī)床連接成具有柔性的加工系統(tǒng),這就是所謂的柔性制造系統(tǒng)(FlexibleManufacturingSystem——FMS)之后,美、歐、日等也相繼進(jìn)行開(kāi)發(fā)及應(yīng)用。1974年以后,隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展,微處理器直接用于數(shù)控機(jī)床,使數(shù)控的軟件功能加強(qiáng),發(fā)展成計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床(簡(jiǎn)稱為CNC機(jī)床),進(jìn)一步推動(dòng)了數(shù)控機(jī)床的普及應(yīng)用和大力發(fā)展。
80年代,國(guó)際上出現(xiàn)了1~4臺(tái)加工中心或車削中心為主體,再配上工件自動(dòng)裝卸和監(jiān)控檢驗(yàn)裝置的柔性制造單元(FlexibleManufacturingCell——FMC)。這種單元投資少,見(jiàn)效快,既可單獨(dú)長(zhǎng)時(shí)間少人看管運(yùn)行,也可集成到FMS或更高級(jí)的集成制造系統(tǒng)中使用。
目前,F(xiàn)MS也從切削加工向板材冷作、焊接、裝配等領(lǐng)域擴(kuò)展,從中小批量加工向大批量加工發(fā)展。
所以機(jī)床數(shù)控技術(shù),被認(rèn)為是現(xiàn)代機(jī)械自動(dòng)化的基礎(chǔ)技術(shù)。
那什么是車床呢?據(jù)資料所載,所謂車床,是主要用車刀對(duì)旋轉(zhuǎn)的工件進(jìn)行車削加工的機(jī)床。在車床上還可用鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進(jìn)行相應(yīng)的加工。車床主要用于加工軸、盤、套和其他具有回轉(zhuǎn)表面的工件,是機(jī)械制造和修配工廠中使用最廣的一類機(jī)床。
古代的車床是靠手拉或腳踏,通過(guò)繩索使工件旋轉(zhuǎn),并手持刀具而進(jìn)行切削的。1797年,英國(guó)機(jī)械發(fā)明家莫茲利創(chuàng)制了用絲杠傳動(dòng)刀架的現(xiàn)代車床,并于1800年采用交換齒輪,可改變進(jìn)給速度和被加工螺紋的螺距。1817年,另一位英國(guó)人羅伯茨采用了四級(jí)帶輪和背輪機(jī)構(gòu)來(lái)改變主軸轉(zhuǎn)速。
為了提高機(jī)械化自動(dòng)化程度,1845年,美國(guó)的菲奇發(fā)明轉(zhuǎn)塔車床;1848年,美國(guó)又出現(xiàn)回輪車床;1873年,美國(guó)的斯潘塞制成一臺(tái)單軸自動(dòng)車床,不久他又制成三軸自動(dòng)車床;20世紀(jì)初出現(xiàn)了由單獨(dú)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的帶有齒輪變速箱的車床。
第一次世界大戰(zhàn)后,由于軍火、汽車和其他機(jī)械工業(yè)的需要,各種高效自動(dòng)車床和專門化車床迅速發(fā)展。為了提高小批量工件的生產(chǎn)率,40年代末,帶液壓仿形裝置的車床得到推廣,與此同時(shí),多刀車床也得到發(fā)展。50年代中,發(fā)展了帶穿孔卡、插銷板和撥碼盤等的程序控制車床。數(shù)控技術(shù)于60年代開(kāi)始用于車床,70年代后得到迅速發(fā)展。
車床依用途和功能區(qū)分為多種類型。
普通車床的加工對(duì)象廣,主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量的調(diào)整范圍大,能加工工件的內(nèi)外表面、端面和內(nèi)外螺紋。這種車床主要由工人手工操作,生產(chǎn)效率低,適用于單件、小批生產(chǎn)和修配車間。
轉(zhuǎn)塔車床和回轉(zhuǎn)車床具有能裝多把刀具的轉(zhuǎn)塔刀架或回輪刀架,能在工件的一次裝夾中由工人依次使用不同刀具完成多種工序,適用于成批生產(chǎn)。
自動(dòng)車床能按一定程序自動(dòng)完成中小型工件的多工序加工,能自動(dòng)上下料,重復(fù)加工一批同樣的工件,適用于大批、大量生產(chǎn)。
多刀半自動(dòng)車床有單軸、多軸、臥式和立式之分。單軸臥式的布局形式與普通車床相似,但兩組刀架分別裝在主軸的前后或上下,用于加工盤、環(huán)和軸類工件,其生產(chǎn)率比普通車床提高3~5倍。
仿形車床能仿照樣板或樣件的形狀尺寸,自動(dòng)完成工件的加工循環(huán),適用于形狀較復(fù)雜的工件的小批和成批生產(chǎn),生產(chǎn)率比普通車床高10~15倍。有多刀架、多軸、卡盤式、立式等類型
立式車床的主軸垂直于水平面,工件裝夾在水平的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上,刀架在橫粱或立柱上移動(dòng)。適用于加工較大、較重、難于在普通車床上安裝的工件,一般分為單柱和雙柱兩大類。
鏟齒車床在車削的同時(shí),刀架周期地作徑向往復(fù)運(yùn)動(dòng),用于鏟車銑刀、滾刀等的成形齒面。通常帶有鏟磨附件,由單獨(dú)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的小砂輪鏟磨齒面。
專門車床是用于加工某類工件的特定表面的車床,如曲軸車床、凸輪軸車床、車輪車床、車軸車床、軋輥車床和鋼錠車床等。聯(lián)合車床主要用于車削加工,但附加一些特殊部件和附件后,還可進(jìn)行鏜、銑、鉆、插、磨等加工,具有“一機(jī)多能”的特點(diǎn),適用于工程車、船舶或移動(dòng)修理站
看機(jī)床的水平主要看金屬切削機(jī)床,其他機(jī)床技術(shù)和復(fù)雜性不高,就是近幾年很流行的電加工機(jī)床,也只是方法的改變,沒(méi)什么復(fù)雜性和科技含量。
我國(guó)的數(shù)控磨床水平不錯(cuò),每年都有大量出口,因?yàn)樗?jiǎn)單,基本屬于勞動(dòng)密集型。
金屬加工主要是去除材料,得到想得到的金屬形狀。去除材料,主要靠車和銑,車床發(fā)展為數(shù)控車床,銑床發(fā)展為加工中心。高精度多軸機(jī)床,可以讓復(fù)雜零件在精度和形狀上一次到位,例如,飛機(jī)上的一個(gè)復(fù)雜零件,以前由很多種工人:車工、銑工、磨床工、畫線工、熱處理工用好幾個(gè)月干,其中還有報(bào)廢的,最新的復(fù)合數(shù)控機(jī)床幾天甚至幾個(gè)小時(shí)就全干好了,而且精度比你設(shè)計(jì)的還高。零件精度高就意味著壽命長(zhǎng),可靠性好。
由普通發(fā)展到數(shù)控,一個(gè)人頂原來(lái)的十個(gè),在精度上,更是沒(méi)法說(shuō),適應(yīng)性上,零件變了,換個(gè)程序就行。把人的因素也降為最低,以前在工廠,誰(shuí)要時(shí)會(huì)車渦輪、蝸桿,沒(méi)個(gè)10年8年的不行,要是誰(shuí)掌握了,那牛得很?,F(xiàn)在用數(shù)控設(shè)備,只要你會(huì)編程,把參數(shù)輸進(jìn)去就可以了,很簡(jiǎn)單,剛畢業(yè)的技校學(xué)生都會(huì),而且批量的產(chǎn)品質(zhì)量也有保證。
自美國(guó)在50年代末搞出世界一臺(tái)數(shù)控車床后,機(jī)床制造業(yè)就進(jìn)入了數(shù)控時(shí)代,中國(guó)在六十年代也搞出了第一代數(shù)控機(jī)床,但后來(lái)中國(guó)進(jìn)入了什么年代,大家都知道。等80年代我們?cè)偃タ词澜绲臄?shù)控機(jī)床水平,差距就是20年了,其實(shí)奮起直追還有希望,但國(guó)營(yíng)工廠不思進(jìn)取,到了90年代,我們?cè)偃タ词澜缢?,已?0年的差距了。中國(guó)改革開(kāi)放前走的是蘇聯(lián)的路子,什么叫蘇聯(lián)的路子,舉個(gè)例子來(lái)講:比如,生產(chǎn)一根軸,蘇聯(lián)的方式是建一個(gè)專用生產(chǎn)線,用多臺(tái)專用機(jī)床,好處是批量很容易上去,但一旦這根軸的參數(shù)發(fā)生了變化,這條線就報(bào)廢了,生產(chǎn)人員也就沒(méi)事做了。在1960-1980年代,國(guó)營(yíng)工廠一個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)幾十年不變樣。到了1980年代后,當(dāng)時(shí)搞商品經(jīng)濟(jì),這些廠不能迅速適應(yīng)市場(chǎng),經(jīng)營(yíng)就困難了,到了90年代就大量破產(chǎn),大量職工下崗?,F(xiàn)代的生產(chǎn)也有大批量生產(chǎn),但主要是單件小批量,不管是那種,只要你的設(shè)備是數(shù)控的,適應(yīng)起來(lái)就快。專業(yè)機(jī)床的路子已經(jīng)到頭了,;西方走的路和前蘇聯(lián)不一樣,當(dāng)年的“東芝”事件,就是日本東芝賣給蘇聯(lián)了幾臺(tái)五軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床,讓蘇聯(lián)在潛艇的推進(jìn)螺旋槳上的制造,上了一個(gè)檔次,讓美國(guó)的聲納聽(tīng)不到潛艇聲音了,所以美國(guó)要懲處東芝公司。由此也可見(jiàn),前蘇聯(lián)的機(jī)床制造業(yè)也落后了,他們落后,我們就更不用說(shuō)了。雖然,美國(guó)搞出了世界第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床,但數(shù)控機(jī)床的發(fā)展,還是要數(shù)德國(guó)。德國(guó)本來(lái)在機(jī)械方面就是世界第一,數(shù)控機(jī)床無(wú)非就是搞機(jī)電一體化,機(jī)械方面德國(guó)已沒(méi)問(wèn)題,剩下的就是電子系統(tǒng)方面,德國(guó)的電子系統(tǒng)工業(yè)本來(lái)就強(qiáng)大,所以在上世紀(jì)六、七十年代,德國(guó)就執(zhí)機(jī)床界的牛耳了。
但日本人的強(qiáng)項(xiàng)就是仿造,從上世紀(jì)70年代起,日本大量從德國(guó)引進(jìn)技術(shù),消化后大量仿造,經(jīng)過(guò)努力,日本在90年代起,就超越了德國(guó),成為世界第一大數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)國(guó),直到現(xiàn)在還是。他們?cè)跈C(jī)床制造水平上,有一些也走在了世界前面,如在機(jī)床復(fù)合(一機(jī)多種功能)化方面,是世界第一。數(shù)控機(jī)床的核心就在數(shù)控系統(tǒng)方面,日本目前在系統(tǒng)方面也排世界第一,主要是它的發(fā)拿科公司。第一代的系統(tǒng)用步進(jìn)電機(jī),我們現(xiàn)在也能造,第二代用交流伺服電機(jī)?,F(xiàn)在的數(shù)控系統(tǒng)的核心就是交流伺服電機(jī)和系統(tǒng)內(nèi)的邏輯控制軟件,交流伺服電機(jī)我們國(guó)家目前還沒(méi)有誰(shuí)能制造,這是一個(gè)光學(xué)、機(jī)械、電子的綜合體。邏輯控制軟件就是控制機(jī)床的各軸運(yùn)動(dòng),而這些軸是用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的,一般的系統(tǒng)能同時(shí)控制3軸,高級(jí)系統(tǒng)能控制五軸,能控5軸的,五軸以上也沒(méi)問(wèn)題。我們國(guó)家也由有5軸系統(tǒng),但“做秀”的成份多,還沒(méi)實(shí)用化。我們的工廠用的五軸和五軸以上機(jī)床,100%進(jìn)口。
機(jī)床是一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的象征,其核心就是數(shù)控系統(tǒng)。我們目前不要說(shuō)系統(tǒng),就是國(guó)內(nèi)造的質(zhì)量稍微好一點(diǎn)的數(shù)控機(jī)床,所用的高精度滾珠絲杠,軸承都是進(jìn)口的,主要是買日本的,我們自產(chǎn)的滾珠絲杠、軸承在精度、壽命方面都有問(wèn)題。目前國(guó)內(nèi)的各大機(jī)床廠,數(shù)控系統(tǒng)100%外購(gòu),各廠家一般都買日本發(fā)那科、三菱的系統(tǒng),占80%以上,也有德國(guó)西門子的系統(tǒng),但比較少。德國(guó)西門子系統(tǒng)為什么用的少呢?早期,德國(guó)系統(tǒng)不太能適合我們的電網(wǎng),我們的電網(wǎng)穩(wěn)定性不夠,西門子系統(tǒng)的電子伺服模塊容易燒壞。日本就不同了,他們的系統(tǒng)就燒不壞。近來(lái)西門子系統(tǒng)改進(jìn)了不少,價(jià)格方面還是略高。德國(guó)人很不重視中國(guó),所以他們的系統(tǒng)漢語(yǔ)化最近才有,不像日本,老早就有漢語(yǔ)化版的。
就國(guó)產(chǎn)高級(jí)數(shù)控機(jī)床而言,其利潤(rùn)的主體是被外國(guó)人拿走了,中國(guó)只是掙了一個(gè)辛苦錢。
美國(guó)為什么沒(méi)有能成為數(shù)控機(jī)床制造大國(guó)呢?這個(gè)和他們當(dāng)時(shí)制定產(chǎn)業(yè)政策的人有關(guān),再加上當(dāng)時(shí)美國(guó)的勞動(dòng)力貴,買比制造劃算。機(jī)床屬于投資大,見(jiàn)效慢,回報(bào)率底的產(chǎn)業(yè),而且需要技術(shù)積累。不太附和美國(guó)情況。但后來(lái)美國(guó)發(fā)現(xiàn),機(jī)床屬于戰(zhàn)略物資,沒(méi)有它,飛機(jī)、大炮、坦克、軍艦的制造都有問(wèn)題,所以他們重新制定政策,扶植了一些機(jī)床廠,規(guī)定了一些單位只能買國(guó)產(chǎn)設(shè)備,就是貴也得買,這就為美國(guó)保留了一些數(shù)控機(jī)床行業(yè)。美國(guó)機(jī)床在世界上沒(méi)有什么競(jìng)爭(zhēng)力。
歐洲的機(jī)床,除德國(guó)外,瑞士的也很好,要說(shuō)超高精密機(jī)床,瑞士的相當(dāng)好,但價(jià)格也是天價(jià)。一般用戶用不起。意大利、英國(guó)、法國(guó)屬于二流,中國(guó)很少買他們的機(jī)床。西班牙為了讓中國(guó)進(jìn)口他們的機(jī)床,不惜貸款給中國(guó),但買的人也很少??借錢總是要還的。
韓國(guó)、臺(tái)灣的數(shù)控機(jī)床制造能力比大陸地區(qū)略強(qiáng),不過(guò)水平差不多。他們也是在上世紀(jì)90年代引進(jìn)日本技術(shù)發(fā)展的。韓國(guó)應(yīng)該好一點(diǎn),它有自己制造的、已經(jīng)商業(yè)化了的數(shù)控系統(tǒng),但進(jìn)口到中國(guó)的機(jī)床,應(yīng)我們的要求,也換成了日本系統(tǒng)。我們對(duì)他們的系統(tǒng)信不過(guò)。韓國(guó)數(shù)控機(jī)床主要有兩家:大宇和現(xiàn)代。大宇目前在我國(guó)設(shè)有合資企業(yè)。臺(tái)灣機(jī)床和我們大體一樣,自己造機(jī)械部分,系統(tǒng)采購(gòu)日本的。但他們的機(jī)床質(zhì)量差,壽命短,目前在大陸影響很壞。其實(shí)他們比我們國(guó)產(chǎn)的要好一點(diǎn)。但我們自己的差,我們還能容忍,臺(tái)灣的機(jī)床是用美金買來(lái)的,用的不好,那火就大了。臺(tái)灣最主要的幾家機(jī)床廠已打算把工廠遷往大陸,大部分都在上海。這些廠目前在國(guó)內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)中,也打著“國(guó)產(chǎn)”的旗號(hào)。
近來(lái)隨著中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,也引起了世界一些主要機(jī)床廠商的注意,2000年,日本最大的機(jī)床制造商“馬扎克”在中國(guó)銀川設(shè)立了一家數(shù)控機(jī)床合資廠,據(jù)說(shuō)制造水平相當(dāng)高,號(hào)稱“智能化、網(wǎng)絡(luò)化”工廠,和世界同步。今年日本另外一家大機(jī)床廠大隈公司在北京設(shè)立了一家能年產(chǎn)1000臺(tái)數(shù)控機(jī)床的控股公司,德國(guó)的一家很有名的企業(yè)也在上海設(shè)立了工廠。
目前,國(guó)家制定了一些政策,鼓勵(lì)國(guó)民使用國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床,各廠家也在努力追趕。國(guó)內(nèi)買機(jī)床最多的是軍工企業(yè),一個(gè)購(gòu)買計(jì)劃里,80%是進(jìn)口,國(guó)產(chǎn)機(jī)床滿足不了需要。今后五年內(nèi),這個(gè)趨勢(shì)不會(huì)改變。不過(guò)就目前國(guó)內(nèi)的需要來(lái)講,我國(guó)的數(shù)控機(jī)床目前能滿足中低檔產(chǎn)品的訂貨。
美、德、日三國(guó)是當(dāng)今世上在數(shù)控機(jī)床科研、設(shè)計(jì)、制造和使用上,技術(shù)最先進(jìn)、經(jīng)驗(yàn)最多的國(guó)家。因其社會(huì)條件不同,各有特點(diǎn)。
1.美國(guó)的數(shù)控發(fā)展史
美國(guó)政府重視機(jī)床工業(yè),美國(guó)國(guó)防部等部門因其軍事方面的需求而不斷提出機(jī)床的發(fā)展方向、科研任務(wù),并且提供充足的經(jīng)費(fèi),且網(wǎng)羅世界人才,特別講究“效率”和“創(chuàng)新”,注重基礎(chǔ)科研。因而在機(jī)床技術(shù)上不斷創(chuàng)新,如1952年研制出世界第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床、1958年創(chuàng)制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首創(chuàng)開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)等。由於美國(guó)首先結(jié)合汽車、軸承生產(chǎn)需求,充分發(fā)展了大量大批生產(chǎn)自動(dòng)化所需的自動(dòng)線,而且電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)在世界上領(lǐng)先,因此其數(shù)控機(jī)床的主機(jī)設(shè)計(jì)、制造及數(shù)控系統(tǒng)基礎(chǔ)扎實(shí),且一貫重視科研和創(chuàng)新,故其高性能數(shù)控機(jī)床技術(shù)在世界也一直領(lǐng)先。當(dāng)今美國(guó)生產(chǎn)宇航等使用的高性能數(shù)控機(jī)床,其存在的教訓(xùn)是,偏重於基礎(chǔ)科研,忽視應(yīng)用技術(shù),且在上世紀(jì)80代政府一度放松了引導(dǎo),致使數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量增加緩慢,于1982年被后進(jìn)的日本超過(guò),并大量進(jìn)口。從90年代起,糾正過(guò)去偏向,數(shù)控機(jī)床技術(shù)上轉(zhuǎn)向?qū)嵱?,產(chǎn)量又逐漸上升。
2.德國(guó)的數(shù)控發(fā)展史
德國(guó)政府一貫重視機(jī)床工業(yè)的重要戰(zhàn)略地位,在多方面大力扶植。,於1956年研制出第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床后,德國(guó)特別注重科學(xué)試驗(yàn),理論與實(shí)際相結(jié)合,基礎(chǔ)科研與應(yīng)用技術(shù)科研并重。企業(yè)與大學(xué)科研部門緊密合作,對(duì)數(shù)控機(jī)床的共性和特性問(wèn)題進(jìn)行深入的研究,在質(zhì)量上精益求精。德國(guó)的數(shù)控機(jī)床質(zhì)量及性能良好、先進(jìn)實(shí)用、貨真價(jià)實(shí),出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數(shù)控機(jī)床。德國(guó)特別重視數(shù)控機(jī)床主機(jī)及配套件之先進(jìn)實(shí)用,其機(jī)、電、液、氣、光、刀具、測(cè)量、數(shù)控系統(tǒng)、各種功能部件,在質(zhì)量、性能上居世界前列。如西門子公司之?dāng)?shù)控系統(tǒng),均為世界聞名,競(jìng)相采用。
3.日本的數(shù)控發(fā)展史
日本政府對(duì)機(jī)床工業(yè)之發(fā)展異常重視,通過(guò)規(guī)劃、法規(guī)(如“機(jī)振法”、“機(jī)電法”、“機(jī)信法”等)引導(dǎo)發(fā)展。在重視人才及機(jī)床元部件配套上學(xué)習(xí)德國(guó),在質(zhì)量管理及數(shù)控機(jī)床技術(shù)上學(xué)習(xí)美國(guó),甚至青出于藍(lán)而勝于藍(lán)。自1958年研制出第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床后,1978年產(chǎn)量(7,342臺(tái))超過(guò)美國(guó)(5,688臺(tái)),至今產(chǎn)量、出口量一直居世界首位(2001年產(chǎn)量46,604臺(tái),出口27,409臺(tái),占59%)。戰(zhàn)略上先仿后創(chuàng),先生產(chǎn)量大而廣的中檔數(shù)控機(jī)床,大量出口,占去世界廣大市場(chǎng)。在上世紀(jì)80年代開(kāi)始進(jìn)一步加強(qiáng)科研,向高性能數(shù)控機(jī)床發(fā)展。日本FANUC公司戰(zhàn)略正確,仿創(chuàng)結(jié)合,針對(duì)性地發(fā)展市場(chǎng)所需各種低中高檔數(shù)控系統(tǒng),在技術(shù)上領(lǐng)先,在產(chǎn)量上居世界第一。該公司現(xiàn)有職工3,674人,科研人員超過(guò)600人,月產(chǎn)能力7,000套,銷售額在世界市場(chǎng)上占50%,在國(guó)內(nèi)約占70%,對(duì)加速日本和世界數(shù)控機(jī)床的發(fā)展起了重大促進(jìn)作用。
4.我國(guó)的現(xiàn)狀
我國(guó)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展起步于二十世紀(jì)五十年代,中國(guó)于1958年研制出第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床,發(fā)展過(guò)程大致可分為兩大階段。在1958~1979年間為第一階段,從1979年至今為第二階段。第一階段中對(duì)數(shù)控機(jī)床特點(diǎn)、發(fā)展條件缺乏認(rèn)識(shí),在人員素質(zhì)差、基礎(chǔ)薄弱、配套件不過(guò)關(guān)的情況下,一哄而上又一哄而下,曾三起三落、終因表現(xiàn)欠佳,無(wú)法用于生產(chǎn)而停頓。主要存在的問(wèn)題是盲目性大,缺乏實(shí)事求是的科學(xué)精神。在第二階段從日、德、美、西班牙先后引進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)技術(shù),從日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奧、韓國(guó)、臺(tái)灣省共11國(guó)(地區(qū))引進(jìn)數(shù)控機(jī)床先進(jìn)技術(shù)和合作、合資生產(chǎn),解決了可靠性、穩(wěn)定性問(wèn)題,數(shù)控機(jī)床開(kāi)始正式生產(chǎn)和使用,并逐步向前發(fā)展。通過(guò)“六五”期間引進(jìn)數(shù)控技術(shù),“七五”期間組織消化吸收“科技攻關(guān)”,我國(guó)數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了相當(dāng)大的成績(jī)。特別是最近幾年,我國(guó)數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,1998~2004年國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量和消費(fèi)量的年平均增長(zhǎng)率分別為39.3%和34.9%。盡管如此,進(jìn)口機(jī)床的發(fā)展勢(shì)頭依然強(qiáng)勁,從2002年開(kāi)始,中國(guó)連續(xù)三年成為世界機(jī)床消費(fèi)第一大國(guó)、機(jī)床進(jìn)口第一大國(guó),2004年中國(guó)機(jī)床主機(jī)消費(fèi)高達(dá)94.6億美元,國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機(jī)床的研究開(kāi)發(fā)方面與國(guó)外的差距更加明顯,70%以上的此類設(shè)備和絕大多數(shù)的功能部件均依賴進(jìn)口。由此可以看出國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床特別是中高檔數(shù)控機(jī)床仍然缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,究其原因主要在于國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的研究開(kāi)發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務(wù)意識(shí)與能力欠缺、數(shù)控,系統(tǒng)生產(chǎn)應(yīng)用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。我們應(yīng)看清形勢(shì),充分認(rèn)識(shí)國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的不足,努力發(fā)展先進(jìn)技術(shù),加大技術(shù)創(chuàng)新與培訓(xùn)服務(wù)力度,以縮短與發(fā)達(dá)國(guó)家之問(wèn)的差距。
在20余年間,數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)有較大提高,主要表現(xiàn)在三大方面:培訓(xùn)一批設(shè)計(jì)、制造、使用和維護(hù)的人才;通過(guò)合作生產(chǎn)先進(jìn)數(shù)控機(jī)床,使設(shè)計(jì)、制造、使用水平大大提高,縮小了與世界先進(jìn)技術(shù)的差距;通過(guò)利用國(guó)外先進(jìn)元部件、數(shù)控系統(tǒng)配套,開(kāi)始能自行設(shè)計(jì)及制造高速、高性能、五面或五軸聯(lián)動(dòng)加工的數(shù)控機(jī)床,供應(yīng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求,但對(duì)關(guān)鍵技術(shù)的試驗(yàn)、消化、掌握及創(chuàng)新卻較差。至今許多重要功能部件、自動(dòng)化刀具、數(shù)控系統(tǒng)依靠國(guó)外技術(shù)支撐,不能獨(dú)立發(fā)展,基本上處于從仿制走向自行開(kāi)發(fā)階段,與日本數(shù)控機(jī)床的水平差距很大。存在的主要問(wèn)題包括:缺乏象日本“機(jī)電法”、“機(jī)信法”那樣的指引;嚴(yán)重缺乏各方面專家人才和熟練技術(shù)工人;缺少深入系統(tǒng)的科研工作;元部件和數(shù)控系統(tǒng)不配套;企業(yè)和專業(yè)間缺乏合作,基本上孤軍作戰(zhàn),雖然廠多人眾,但形成不了合力。我國(guó)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展起步于二十世紀(jì)五十年代,通過(guò)“六五”期間引進(jìn)數(shù)控技術(shù),“七五”期間組織消化吸收“科技攻關(guān)”,我國(guó)數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了相當(dāng)大的成績(jī)。特別是最近幾年,我國(guó)數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,1998~2004年國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量和消費(fèi)量的年平均增長(zhǎng)率分別為39.3%和34.9%。盡管如此,進(jìn)口機(jī)床的發(fā)展勢(shì)頭依然強(qiáng)勁,從2002年開(kāi)始,中國(guó)連續(xù)三年成為世界機(jī)床消費(fèi)第一大國(guó)、機(jī)床進(jìn)口第一大國(guó),2004年中國(guó)機(jī)床主機(jī)消費(fèi)高達(dá)94.6億美元,國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機(jī)床的研究開(kāi)發(fā)方面與國(guó)外的差距更加明顯,70%以上的此類設(shè)備和絕大多數(shù)的功能部件均依賴進(jìn)口。由此可以看出國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床特別是中高檔數(shù)控機(jī)床仍然缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,究其原因主要在于國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的研究開(kāi)發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務(wù)意識(shí)與能力欠缺、數(shù)控,系統(tǒng)生產(chǎn)應(yīng)用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。我們應(yīng)看清形勢(shì),充分認(rèn)識(shí)國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的不足,努力發(fā)展先進(jìn)技術(shù),加大技術(shù)創(chuàng)新與培訓(xùn)服務(wù)力度,以縮短與發(fā)達(dá)國(guó)家之問(wèn)的差距。
2003年開(kāi)始,中國(guó)就成了全球最大的機(jī)床消費(fèi)國(guó),也是世界上最大的數(shù)控機(jī)床進(jìn)口國(guó)。目前正在提高機(jī)械加工設(shè)備的數(shù)控化率,1999年,我們國(guó)家機(jī)械加工設(shè)備數(shù)控華率是5-8%,目前預(yù)計(jì)是15-20%之間。一、什么是數(shù)控機(jī)床車、銑、刨、磨、鏜、鉆、電火花、剪板、折彎、激光切割等等都是機(jī)械加工方法,所謂機(jī)械加工,就是把金屬毛坯零件加工成所需要的形狀,包含尺寸精度和幾何精度兩個(gè)方面。能完成以上功能的設(shè)備都稱為機(jī)床,數(shù)控機(jī)床就是在普通機(jī)床上發(fā)展過(guò)來(lái)的,數(shù)控的意思就是數(shù)字控制。給機(jī)床裝上數(shù)控系統(tǒng)后,機(jī)床就成了數(shù)控機(jī)床。當(dāng)然,普通機(jī)床發(fā)展到數(shù)控機(jī)床不只是加裝系統(tǒng)這么簡(jiǎn)單,例如:從銑床發(fā)展到加工中心,機(jī)床結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,最主要的是加了刀庫(kù),大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是銑、鏜、鉆的功能。我們一般所說(shuō)的數(shù)控設(shè)備,主要是指數(shù)控車床和加工中心。我國(guó)目前各種門類的數(shù)控機(jī)床都能生產(chǎn),水平參差不齊,有的是世界水平,有的比國(guó)外落后10-15年,但如果國(guó)家支持,追趕起來(lái)也不是什么問(wèn)題,例如:去年,沈陽(yáng)機(jī)床集團(tuán)收購(gòu)了德國(guó)西思機(jī)床公司,意義很大,如果大力消化技術(shù),可以縮短不少差距。大連機(jī)床公司也從德國(guó)引進(jìn)了不少先進(jìn)技術(shù)。上海一家企業(yè)購(gòu)買日本著名的機(jī)床制造商池貝。,近幾年隨著中國(guó)制造的崛起,歐洲不少企業(yè)倒閉或者被兼并,如馬毫、斯濱納等。日本經(jīng)濟(jì)不景氣,有不少在80年代很出名的機(jī)床制造商倒閉,例如:新瀉鐵工所。二、數(shù)控設(shè)備的發(fā)展方向六個(gè)方面:智能化、網(wǎng)絡(luò)化、高速、高精度、符合、環(huán)保。目前德國(guó)和瑞士的機(jī)床精度最高,綜合起來(lái),德國(guó)的水平最高,日本的產(chǎn)值最大。美國(guó)的機(jī)床業(yè)一般。中國(guó)大陸、韓國(guó)。臺(tái)灣屬于同一水平。但就門類、種類多少而言,我們應(yīng)該能進(jìn)世界前4名。三、數(shù)控系統(tǒng) 由顯示器、控制器伺服、伺服電機(jī)、和各種開(kāi)關(guān)、傳感器構(gòu)成。目前世界最大的三家廠商是:日本發(fā)那客、德國(guó)西門子、日本三菱;其余還有法國(guó)扭姆、西班牙凡高等。國(guó)內(nèi)由華中數(shù)控、航天數(shù)控等。國(guó)內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng)剛剛開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化、水平質(zhì)量一般。高檔次的系統(tǒng)全都是進(jìn)口。華中數(shù)控這幾年發(fā)展迅速,軟件水平相當(dāng)不錯(cuò),但差就差在電器硬件上,故障率比較高。華中數(shù)控也有意向數(shù)控機(jī)床業(yè)進(jìn)軍,但機(jī)床的硬件方面不行,質(zhì)量精度一般。目前國(guó)內(nèi)一些大廠還沒(méi)有采用華中數(shù)控的。廣州機(jī)床廠的簡(jiǎn)易數(shù)控系統(tǒng)也不錯(cuò)。我們國(guó)家機(jī)床業(yè)最薄弱的環(huán)節(jié)在數(shù)控系統(tǒng)。
四、機(jī)床精度1、機(jī)械加工機(jī)床精度分靜精度、加工精度(包括尺寸精度和幾何精度)、定位精度、重復(fù)定位精度等5種。2、機(jī)床精度體系:目前我們國(guó)家內(nèi)承認(rèn)的大致是四種體系:德國(guó)VDI標(biāo)準(zhǔn)、日本JIS標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)標(biāo)GB,國(guó)標(biāo)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)差不多。3、看一臺(tái)機(jī)床水平的高低,要看它的重復(fù)定位精度,一臺(tái)機(jī)床的重復(fù)定位精度如果能達(dá)到0.005mm(ISO標(biāo)準(zhǔn).、統(tǒng)計(jì)法),就是一臺(tái)高精度機(jī)床,在0.005mm(ISO標(biāo)準(zhǔn).、統(tǒng)計(jì)法)以下,就是超高精度機(jī)床,高精度的機(jī)床,要有最好的軸承、絲杠。;4、加工出高精度零件,不只要求機(jī)床精度高,還要有好的工藝方法、好的夾具、好的刀具。五、目前世界著名機(jī)床廠商在我國(guó)的投資情況1、2000年,世界最大的專業(yè)機(jī)床制造商馬扎克(MAZAK)在寧夏銀川投資建了名為“寧夏小巨人機(jī)床公司”的機(jī)床公司,生產(chǎn)數(shù)控車床、立式加工中心和車銑復(fù)合中心。機(jī)床質(zhì)量不錯(cuò),目前效益良好,年產(chǎn)600臺(tái),目前正在建2期工程,建成后可以年產(chǎn)1200臺(tái)。2、2003年,德國(guó)著名的機(jī)床制造商德馬吉在上海投資建廠,目前年組裝生產(chǎn)數(shù)控車床和立式加工中心120臺(tái)左右。3、2002年,日本著名的機(jī)床生產(chǎn)商大隈公司和北京第一機(jī)床廠合資建廠,年生產(chǎn)能力為1000臺(tái),生產(chǎn)數(shù)控車床、立式加工中心、臥式加工中心。4、韓國(guó)大宇在山東青島投資建廠,目前生產(chǎn)能力不知。5、臺(tái)灣省的著名機(jī)床制造商友嘉在浙江蕭山投資建廠,年生產(chǎn)能力800臺(tái)。5、民營(yíng)企業(yè)進(jìn)入機(jī)床行業(yè)情況1、浙江日發(fā)公司,2000年投產(chǎn),生產(chǎn)數(shù)控車床、加工中心。年生產(chǎn)能力300臺(tái)。2.2004年,浙江寧波著名的鑄塑機(jī)廠商海天公司投資生產(chǎn)機(jī)床,主要是從日本引進(jìn)技術(shù),目前剛開(kāi)始,起點(diǎn)比較高。3.2002年,西安北村投產(chǎn),名字象日本的,其實(shí)老板是中國(guó)人,采用日本技術(shù)。生產(chǎn)小型儀表數(shù)控車床,水平相當(dāng)不錯(cuò)。六、軍工企業(yè)技改情況軍工企業(yè)得到國(guó)家撥款開(kāi)始于當(dāng)年“大使館被炸”,后來(lái)臺(tái)灣上臺(tái)后,大規(guī)模技改開(kāi)始了,軍工企業(yè)進(jìn)入新一輪的技改高峰,我們很多軍工企業(yè)開(kāi)始停止購(gòu)買普通設(shè)備。尤其是近3年來(lái),我們的軍工企業(yè)從歐洲和日本買了大批量的先進(jìn)數(shù)控機(jī)床。也從國(guó)內(nèi)機(jī)床廠哪里采購(gòu)了大批普通數(shù)控機(jī)床,國(guó)內(nèi)機(jī)床廠商為了迎接這次大技改,也引進(jìn)了不少先進(jìn)技術(shù),爭(zhēng)取軍工企業(yè)的高端訂單。聽(tīng)在軍工企業(yè)的朋友講,如果再能“頂”三年,我們的整體水平會(huì)上一個(gè)臺(tái)階。 其實(shí),總書記掌權(quán)以來(lái),已經(jīng)把國(guó)防事業(yè)提到了和經(jīng)濟(jì)發(fā)展一樣的高度上,他說(shuō),我們要建立和經(jīng)濟(jì)發(fā)展相適應(yīng)的國(guó)防能力,相信再過(guò)10年,隨著我國(guó)國(guó)防工業(yè)和汽車行業(yè)的發(fā)展,我們國(guó)家會(huì)誕生世界水平的機(jī)床制造商,也將會(huì)超越日本,成為世界第一機(jī)床生產(chǎn)大國(guó)。
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【關(guān)鍵詞】數(shù)控技術(shù) ; 發(fā)展 ; 應(yīng)用
裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度,數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)(如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國(guó)防工業(yè)產(chǎn)業(yè))的使能技術(shù)和最基本的裝備。馬克思曾經(jīng)說(shuō)過(guò)“各種經(jīng)濟(jì)時(shí)代的區(qū)別,不在于生產(chǎn)什么,而在于怎樣生產(chǎn),用什么勞動(dòng)資料生產(chǎn)”。制造技術(shù)和裝備就是人類生產(chǎn)活動(dòng)的最基本的生產(chǎn)資料,而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國(guó)制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù),以提高制造能力和水平,提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國(guó)家的戰(zhàn)略物資,不僅采取重大措施來(lái)發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè),而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對(duì)我國(guó)實(shí)行封鎖和限制政策??傊罅Πl(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國(guó)家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國(guó)力和國(guó)家地位的重要途徑。
數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過(guò)程進(jìn)行控制的技術(shù),數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品,即所謂的數(shù)字化裝備,其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域:(1)機(jī)械制造技術(shù);(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù);(3)自動(dòng)控制技術(shù);(4)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù);(5)傳感器技術(shù);(6)軟件技術(shù)等。
1 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化,使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征,而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,他對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)(IT、汽車、輕工、醫(yī)療等)的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用,因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)展的大趨勢(shì)。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看,其主要研究熱點(diǎn)有以下幾個(gè)方面[1~4]。
1.1 高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢(shì)。
效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率,提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次,縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。為此日本先端技術(shù)研究會(huì)將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一,國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)(CIRP)將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。
在轎車工業(yè)領(lǐng)域,年產(chǎn)30萬(wàn)輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛,而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點(diǎn)問(wèn)題之一;在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域,其加工的零部件多為薄壁和薄筋,剛度很差,材料為鋁或鋁合金,只有在高切削速度和切削力很小的情況下,才能對(duì)這些筋、壁進(jìn)行加工。近來(lái)采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來(lái)制造機(jī)翼、機(jī)身等大型零件來(lái)替代多個(gè)零件通過(guò)眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝,使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高。這些都對(duì)加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。
從EMO2001展會(huì)情況來(lái)看,高速加工中心進(jìn)給速度可達(dá)80m/min,甚至更高,空運(yùn)行速度可達(dá)100m/min左右。目前世界上許多汽車廠,包括我國(guó)的上海通用汽車公司,已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機(jī)床。美國(guó)CINCINNATI公司的HyperMach機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá)60m/min,快速為100m/min,加速度達(dá)2g,主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60 000r/min。加工一薄壁飛機(jī)零件,只用30min,而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h,在普通銑床加工需8h;德國(guó)DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達(dá)12*!000r/mm和1g。
在加工精度方面,近10年來(lái),普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密級(jí)加工中心則從3~5μm,提高到1~1.5μm,并且超精密加工精度已開(kāi)始進(jìn)入納米級(jí)(0.01μm)。
在可靠性方面,國(guó)外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6 000h以上,伺服系統(tǒng)的MTBF值達(dá)到30000h以上,表現(xiàn)出非常高的可靠性。
為了實(shí)現(xiàn)高速、高精加工,與之配套的功能部件如電主軸、直線電機(jī)得到了快速的發(fā)展,應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。
1.2 軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展。
采用5軸聯(lián)動(dòng)對(duì)三維曲面零件的加工,可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削,不僅光潔度高,而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為,1臺(tái)5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的效率可以等于2臺(tái)3軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床,特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時(shí),5軸聯(lián)動(dòng)加工可比3軸聯(lián)動(dòng)加工發(fā)揮更高的效益。但過(guò)去因5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因,其價(jià)格要比3軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍,加之編程技術(shù)難度較大,制約了5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的發(fā)展。
當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn),使得實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動(dòng)加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化,其制造難度和成本大幅度降低,數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格差距縮小。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床(含5面加工機(jī)床)的發(fā)展。
在EMO2001展會(huì)上,新日本工機(jī)的5面加工機(jī)床采用復(fù)合主軸頭,可實(shí)現(xiàn)4個(gè)垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5軸加工可在同一臺(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn),還可實(shí)現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國(guó)DMG公司展出DMUVoution系列加工中心,可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動(dòng)加工,可由CNC系統(tǒng)控制或CAD/CAM直接或間接控制。
1.3 智能化、開(kāi)放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢(shì)。
21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng),智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面:為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化,如加工過(guò)程的自適應(yīng)控制,工藝參數(shù)自動(dòng)生成;為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化,如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載自動(dòng)選定模型、自整定等;簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化操作方面的智能化,如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等;還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。
為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問(wèn)題。目前許多國(guó)家對(duì)開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究,如美國(guó)的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、歐共體的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller),中國(guó)的ONC(Open Numerical Control System)等。數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來(lái)之路。所謂開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上,面向機(jī)床廠家和最終用戶,通過(guò)改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對(duì)象(數(shù)控功能),形成系列化,并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中,快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng),形成具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品。目前開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)功能庫(kù)以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開(kāi)發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。
網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國(guó)際著名機(jī)床博覽會(huì)的一個(gè)新亮點(diǎn)。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對(duì)信息集成的需求,也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國(guó)內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī),如在EMO2001展中,日本山崎馬扎克(Mazak)公司展出的“CyberProduction Center”(智能生產(chǎn)控制中心,簡(jiǎn)稱CPC);日本大隈(Okuma)機(jī)床公司展出“IT plaza”(信息技術(shù)廣場(chǎng),簡(jiǎn)稱IT廣場(chǎng));德國(guó)西門子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment(開(kāi)放制造環(huán)境,簡(jiǎn)稱OME)等,反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢(shì)。
2 對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本估計(jì)
我國(guó)數(shù)控技術(shù)起步于1958年,近50年的發(fā)展歷程大致可分為3個(gè)階段:第一階段從1958年到1979年,即封閉式發(fā)展階段。在此階段,由于國(guó)外的技術(shù)封鎖和我國(guó)的基礎(chǔ)條件的限制,數(shù)控技術(shù)的發(fā)展較為緩慢。第二階段是在國(guó)家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期,即引進(jìn)技術(shù),消化吸收,初步建立起國(guó)產(chǎn)化體系階段。在此階段,由于改革開(kāi)放和國(guó)家的重視,以及研究開(kāi)發(fā)環(huán)境和國(guó)際環(huán)境的改善,我國(guó)數(shù)控技術(shù)的研究、開(kāi)發(fā)以及在產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化方面都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。第三階段是在國(guó)家的“八五”的后期和“九五”期間,即實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的研究,進(jìn)入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)階段。在此階段,我國(guó)國(guó)產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)步。在“九五”末期,國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)50%,配國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)(普及型)也達(dá)到了10%。
縱觀我國(guó)數(shù)控技術(shù)近50年的發(fā)展歷程,特別是經(jīng)過(guò)4個(gè)5年計(jì)劃的攻關(guān),總體來(lái)看取得了以下成績(jī)。
2.1 奠定了數(shù)控技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ),基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)。我國(guó)現(xiàn)在已基本掌握了從數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)、數(shù)控主機(jī)、專機(jī)及其配套件的基礎(chǔ)技術(shù),其中大部分技術(shù)已具備進(jìn)行商品化開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ),部分技術(shù)已商品化、產(chǎn)業(yè)化。
2.2 初步形成了數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。在攻關(guān)成果和部分技術(shù)商品化的基礎(chǔ)上,建立了諸如華中數(shù)控、航天數(shù)控等具有批量生產(chǎn)能力的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠。蘭州電機(jī)廠、華中數(shù)控等一批伺服系統(tǒng)和伺服電機(jī)生產(chǎn)廠以及北京第一機(jī)床廠、濟(jì)南第一機(jī)床廠等若干數(shù)控主機(jī)生產(chǎn)廠。這些生產(chǎn)廠基本形成了我國(guó)的數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。
2.3 建立了一支數(shù)控研究、開(kāi)發(fā)、管理人才的基本隊(duì)伍。
雖然在數(shù)控技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)以及產(chǎn)業(yè)化方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,但我們也要清醒地認(rèn)識(shí)到,我國(guó)高端數(shù)控技術(shù)的研究開(kāi)發(fā),尤其是在產(chǎn)業(yè)化方面的技術(shù)水平現(xiàn)狀與我國(guó)的現(xiàn)實(shí)需求還有較大的差距。雖然從縱向看我國(guó)的發(fā)展速度很快,但橫向比(與國(guó)外對(duì)比)不僅技術(shù)水平有差距,在某些方面發(fā)展速度也有差距,即一些高精尖的數(shù)控裝備的技術(shù)水平差距有擴(kuò)大趨勢(shì)。從國(guó)際上來(lái)看,對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化水平估計(jì)大致如下。
a.技術(shù)水平上,與國(guó)外先進(jìn)水平大約落后10~15年,在高精尖技術(shù)方面則更大。
b.產(chǎn)業(yè)化水平上,市場(chǎng)占有率低,品種覆蓋率小,還沒(méi)有形成規(guī)模生產(chǎn);功能部件專業(yè)化生產(chǎn)水平及成套能力較低;外觀質(zhì)量相對(duì)差;可靠性不高,商品化程度不足;國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)尚未建立自己的品牌效應(yīng),用戶信心不足。
c.可持續(xù)發(fā)展的能力上,對(duì)競(jìng)爭(zhēng)前數(shù)控技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)、工程化能力較弱;數(shù)控技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域拓展力度不強(qiáng);相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的研究、制定滯后。
分析存在上述差距的主要原因有以下幾個(gè)方面。
a.認(rèn)識(shí)方面。對(duì)國(guó)產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)業(yè)進(jìn)程艱巨性、復(fù)雜性和長(zhǎng)期性的特點(diǎn)認(rèn)識(shí)不足;對(duì)市場(chǎng)的不規(guī)范、國(guó)外的封鎖加扼殺、體制等困難估計(jì)不足;對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用水平及能力分析不夠。
b.體系方面。從技術(shù)的角度關(guān)注數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題的時(shí)候多,從系統(tǒng)的、產(chǎn)業(yè)鏈的角度綜合考慮數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題的時(shí)候少;沒(méi)有建立完整的高質(zhì)量的配套體系、完善的培訓(xùn)、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等支撐體系。
c.機(jī)制方面。不良機(jī)制造成人才流失,又制約了技術(shù)及技術(shù)路線創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新,且制約了規(guī)劃的有效實(shí)施,往往規(guī)劃理想,實(shí)施困難。
d.技術(shù)方面。企業(yè)在技術(shù)方面自主創(chuàng)新能力不強(qiáng),核心技術(shù)的工程化能力不強(qiáng)。機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)落后,水平較低,數(shù)控系統(tǒng)新標(biāo)準(zhǔn)研究不夠。
3 對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的戰(zhàn)略思考
3.1 戰(zhàn)略考慮。
我國(guó)是制造大國(guó),在世界產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移中要盡量接受前端而不是后端的轉(zhuǎn)移,即要掌握先進(jìn)制造核心技術(shù),否則在新一輪國(guó)際產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中,我國(guó)制造業(yè)將進(jìn)一步“空芯”。我們以資源、環(huán)境、市場(chǎng)為代價(jià),交換得到的可能僅僅是世界新經(jīng)濟(jì)格局中的國(guó)際“加工中心”和“組裝中心”,而非掌握核心技術(shù)的制造中心的地位,這樣將會(huì)嚴(yán)重影響我國(guó)現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。
我們應(yīng)站在國(guó)家安全戰(zhàn)略的高度來(lái)重視數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)問(wèn)題,首先從社會(huì)安全看,因?yàn)橹圃鞓I(yè)是我國(guó)就業(yè)人口最多的行業(yè),制造業(yè)發(fā)展不僅可提高人民的生活水平,而且還可緩解我國(guó)就業(yè)的壓力,保障社會(huì)的穩(wěn)定;其次從國(guó)防安全看,西方發(fā)達(dá)國(guó)家把高精尖數(shù)控產(chǎn)品都列為國(guó)家的戰(zhàn)略物質(zhì),對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)禁運(yùn)和限制,“東芝事件”和“考克斯報(bào)告”就是最好的例證。
3.2 發(fā)展策略。
從我國(guó)基本國(guó)情的角度出發(fā),以國(guó)家的戰(zhàn)略需求和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的市場(chǎng)需求為導(dǎo)向,以提高我國(guó)制造裝備業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標(biāo),用系統(tǒng)的方法,選擇能夠主導(dǎo)21世紀(jì)初期我國(guó)制造裝備業(yè)發(fā)展升級(jí)的關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的支撐技術(shù)、配套技術(shù)作為研究開(kāi)發(fā)的內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展。
強(qiáng)調(diào)市場(chǎng)需求為導(dǎo)向,即以數(shù)控終端產(chǎn)品為主,以整機(jī)(如量大面廣的數(shù)控車床、銑床、高速高精高性能數(shù)控機(jī)床、典型數(shù)字化機(jī)械、重點(diǎn)行業(yè)關(guān)鍵設(shè)備等)帶動(dòng)數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。重點(diǎn)解決數(shù)控系統(tǒng)和相關(guān)功能部件(數(shù)字化伺服系統(tǒng)與電機(jī)、高速電主軸系統(tǒng)和新型裝備的附件等)的可靠性和生產(chǎn)規(guī)模問(wèn)題。沒(méi)有規(guī)模就不會(huì)有高可靠性的產(chǎn)品;沒(méi)有規(guī)模就不會(huì)有價(jià)格低廉而富有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品;當(dāng)然,沒(méi)有規(guī)模中國(guó)的數(shù)控裝備最終難以有出頭之日。
在高精尖裝備研發(fā)方面,要強(qiáng)調(diào)產(chǎn)、學(xué)、研以及最終用戶的緊密結(jié)合,以“做得出、用得上、賣得掉”為目標(biāo),按國(guó)家意志實(shí)施攻關(guān),以解決國(guó)家之急需。
在競(jìng)爭(zhēng)前數(shù)控技術(shù)方面,強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新,強(qiáng)調(diào)研究開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品,為我國(guó)數(shù)控產(chǎn)業(yè)、裝備制造業(yè)乃至整個(gè)制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
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摘要:簡(jiǎn)要介紹了當(dāng)今世界數(shù)控技術(shù)及裝備發(fā)展的趨勢(shì)及我國(guó)數(shù)控裝備技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀,在此基礎(chǔ)上討論了在我國(guó)加入WTO和對(duì)外開(kāi)放進(jìn)一步深化的新環(huán)境下,發(fā)展我國(guó)數(shù)控技術(shù)及裝備、提高我國(guó)制造業(yè)信息化水平和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力的重要性,并從戰(zhàn)略和策略兩個(gè)層面提出了發(fā)展我國(guó)數(shù)控技術(shù)及裝備的幾點(diǎn)看法。裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度,數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)(如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國(guó)防工業(yè)產(chǎn)業(yè))的使能技術(shù)和最基本的裝備。馬克思曾經(jīng)說(shuō)過(guò)“各種經(jīng)濟(jì)時(shí)代的區(qū)別,不在于生產(chǎn)什么,而在于怎樣生產(chǎn),用什么勞動(dòng)資料生產(chǎn)”。制造技術(shù)和裝備就是人類生產(chǎn)活動(dòng)的最基本的生產(chǎn)資料,而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國(guó)制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù),以提高制造能力和水平,提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國(guó)家的戰(zhàn)略物資,不僅采取重大措施來(lái)發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè),而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對(duì)我國(guó)實(shí)行封鎖和限制政策。總之,大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國(guó)家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國(guó)力和國(guó)家地位的重要途徑
數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過(guò)程進(jìn)行控制的技術(shù),數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品,即所謂的數(shù)字化裝備,其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域:(1)機(jī)械制造技術(shù);(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù);(3)自動(dòng)控制技術(shù);(4)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù);(5)傳感器技術(shù);(6)軟件技術(shù)等。1數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化,使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征,而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,他對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)(IT、汽車、輕工、醫(yī)療等)的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用,因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)展的大趨勢(shì)。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看,其主要研究熱點(diǎn)有以下幾個(gè)方面[1~4]。1.1高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢(shì)
效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率,提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次,縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。為此日本先端技術(shù)研究會(huì)將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一,國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)(CIRP)將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。
在轎車工業(yè)領(lǐng)域,年產(chǎn)30萬(wàn)輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛,而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點(diǎn)問(wèn)題之一;在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域,其加工的零部件多為薄壁和薄筋,剛度很差,材料為鋁或鋁合金,只有在高切削速度和切削力很小的情況下,才能對(duì)這些筋、壁進(jìn)行加工。近來(lái)采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來(lái)制造機(jī)翼、機(jī)身等大型零件來(lái)替代多個(gè)零件通過(guò)眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝,使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高。這些都對(duì)加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。
從EMO2001展會(huì)情況來(lái)看,高速加工中心進(jìn)給速度可達(dá)80m/min,甚至更高,空運(yùn)行速度可達(dá)100m/min左右。目前世界上許多汽車廠,包括我國(guó)的上海通用汽車公司,已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機(jī)床。美國(guó)CINCINNATI公司的HyperMach機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá)60m/min,快速為100m/min,加速度達(dá)2g,主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60000r/min。加工一薄壁飛機(jī)零件,只用30min,而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h,在普通銑床加工需8h;德國(guó)DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達(dá)12*!000r/mm和1g。
在加工精度方面,近10年來(lái),普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密級(jí)加工中心則從3~5μm,提高到1~1.5μm,并且超精密加工精度已開(kāi)始進(jìn)入納米級(jí)(0.01μm)。
在可靠性方面,國(guó)外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6000h以上,伺服系統(tǒng)的MTBF值達(dá)到30000h以上,表現(xiàn)出非常高的可靠性。
為了實(shí)現(xiàn)高速、高精加工,與之配套的功能部件如電主軸、直線電機(jī)得到了快速的發(fā)展,應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。
1.25軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展
采用5軸聯(lián)動(dòng)對(duì)三維曲面零件的加工,可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削,不僅光潔度高,而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為,1臺(tái)5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的效率可以等于2臺(tái)3軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床,特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時(shí),5軸聯(lián)動(dòng)加工可比3軸聯(lián)動(dòng)加工發(fā)揮更高的效益。但過(guò)去因5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因,其價(jià)格要比3軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍,加之編程技術(shù)難度較大,制約了5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的發(fā)展。
當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn),使得實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動(dòng)加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化,其制造難度和成本大幅度降低,數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格差距縮小。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床(含5面加工機(jī)床)的發(fā)展。
在EMO2001展會(huì)上,新日本工機(jī)的5面加工機(jī)床采用復(fù)合主軸頭,可實(shí)現(xiàn)4個(gè)垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5軸加工可在同一臺(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn),還可實(shí)現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國(guó)DMG公司展出DMUVoution系列加工中心,可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動(dòng)加工,可由CNC系統(tǒng)控制或CAD/CAM直接或間接控制。1.3智能化、開(kāi)放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢(shì)
21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng),智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面:為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化,如加工過(guò)程的自適應(yīng)控制,工藝參數(shù)自動(dòng)生成;為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化,如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載自動(dòng)選定模型、自整定等;簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化操作方面的智能化,如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等;還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。
為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問(wèn)題。目前許多國(guó)家對(duì)開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究,如美國(guó)的NGC(TheNextGenerationWork-Station/MachineControl)、歐共體的OSACA(OpenSystemArchitectureforControlwithinAutomationSystems)、日本的OSEC(OpenSystemEnvironmentforController),中國(guó)的ONC(OpenNumericalControlSystem)等。數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來(lái)之路。所謂開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上,面向機(jī)床廠家和最終用戶,通過(guò)改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對(duì)象(數(shù)控功能),形成系列化,并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中,快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng),形成具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品。目前開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)功能庫(kù)以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開(kāi)發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。
網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國(guó)際著名機(jī)床博覽會(huì)的一個(gè)新亮點(diǎn)。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對(duì)信息集成的需求,也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國(guó)內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī),如在EMO2001展中,日本山崎馬扎克(Mazak)公司展出的“CyberProductionCenter”(智能生產(chǎn)控制中心,簡(jiǎn)稱CPC);日本大隈(Okuma)機(jī)床公司展出“ITplaza”(信息技術(shù)廣場(chǎng),簡(jiǎn)稱IT廣場(chǎng));德國(guó)西門子(Siemens)公司展出的OpenManufacturingEnvironment(開(kāi)放制造環(huán)境,簡(jiǎn)稱OME)等,反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢(shì)。1.4重視新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的建立1.4.1關(guān)于數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)規(guī)范
如前所述,開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性,美國(guó)、歐共體和日本等國(guó)紛紛實(shí)施戰(zhàn)略發(fā)展計(jì)劃,并進(jìn)行開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定,世界3個(gè)最大的經(jīng)濟(jì)體在短期內(nèi)進(jìn)行了幾乎相同的科學(xué)計(jì)劃和規(guī)范的制定,預(yù)示了數(shù)控技術(shù)的一個(gè)新的變革時(shí)期的來(lái)臨。我國(guó)在2000年也開(kāi)始進(jìn)行中國(guó)的ONC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定1.4.2關(guān)于數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)
數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)是制造業(yè)信息化發(fā)展的一種趨勢(shì)。數(shù)控技術(shù)誕生后的50年間的信息交換都是基于ISO6983標(biāo)準(zhǔn),即采用G,M代碼描述如何(how)加工,其本質(zhì)特征是面向加工過(guò)程,顯然,他已越來(lái)越不能滿足現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)高速發(fā)展的需要。為此,國(guó)際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)ISO14649(STEP-NC),其目的是提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機(jī)制,能夠描述產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型,從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)制造過(guò)程,乃至各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標(biāo)準(zhǔn)化。
STEP-NC的出現(xiàn)可能是數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域的一次革命,對(duì)于數(shù)控技術(shù)的發(fā)展乃至整個(gè)制造業(yè),將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。首先,STEP-NC提出一種嶄新的制造理念,傳統(tǒng)的制造理念中,NC加工程序都集中在單個(gè)計(jì)算機(jī)上。而在新標(biāo)準(zhǔn)下,NC程序可以分散在互聯(lián)網(wǎng)上,這正是數(shù)控技術(shù)開(kāi)放式、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的方向。其次,STEP-NC數(shù)控系統(tǒng)還可大大減少加工圖紙(約75%)、加工程序編制時(shí)間(約35%)和加工時(shí)間(約50%)。
目前,歐美國(guó)家非常重視STEP-NC的研究,歐洲發(fā)起了STEP-NC的IMS計(jì)劃(1999.1.1~2001.12.31)。參加這項(xiàng)計(jì)劃的有來(lái)自歐洲和日本的20個(gè)CAD/CAM/CAPP/CNC用戶、廠商和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)。美國(guó)的STEPTools公司是全球范圍內(nèi)制造業(yè)數(shù)據(jù)交換軟件的開(kāi)發(fā)者,他已經(jīng)開(kāi)發(fā)了用作數(shù)控機(jī)床加工信息交換的超級(jí)模型(SuperModel),其目標(biāo)是用統(tǒng)一的規(guī)范描述所有加工過(guò)程。目前這種新的數(shù)據(jù)交換格式已經(jīng)在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-NC數(shù)控系統(tǒng)的原型樣機(jī)上進(jìn)行了驗(yàn)證。2對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本估計(jì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)起步于1958年,近50年的發(fā)展歷程大致可分為3個(gè)階段:第一階段從1958年到1979年,即封閉式發(fā)展階段。在此階段,由于國(guó)外的技術(shù)封鎖和我國(guó)的基礎(chǔ)條件的限制,數(shù)控技術(shù)的發(fā)展較為緩慢。第二階段是在國(guó)家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期,即引進(jìn)技術(shù),消化吸收,初步建立起國(guó)產(chǎn)化體系階段。在此階段,由于改革開(kāi)放和國(guó)家的重視,以及研究開(kāi)發(fā)環(huán)境和國(guó)際環(huán)境的改善,我國(guó)數(shù)控技術(shù)的研究、開(kāi)發(fā)以及在產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化方面都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。第三階段是在國(guó)家的“八五”的后期和“九五”期間,即實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的研究,進(jìn)入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)階段。在此階段,我國(guó)國(guó)產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)步。在“九五”末期,國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)50%,配國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)(普及型)也達(dá)到了10%。
縱觀我國(guó)數(shù)控技術(shù)近50年的發(fā)展歷程,特別是經(jīng)過(guò)4個(gè)5年計(jì)劃的攻關(guān),總體來(lái)看取得了以下成績(jī)。
a.奠定了數(shù)控技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ),基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)。我國(guó)現(xiàn)在已基本掌握了從數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)、數(shù)控主機(jī)、專機(jī)及其配套件的基礎(chǔ)技術(shù),其中大部分技術(shù)已具備進(jìn)行商品化開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ),部分技術(shù)已商品化、產(chǎn)業(yè)化。
b.初步形成了數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。在攻關(guān)成果和部分技術(shù)商品化的基礎(chǔ)上,建立了諸如華中數(shù)控、航天數(shù)控等具有批量生產(chǎn)能力的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠。蘭州電機(jī)廠、華中數(shù)控等一批伺服系統(tǒng)和伺服電機(jī)生產(chǎn)廠以及北京第一機(jī)床廠、濟(jì)南第一機(jī)床廠等若干數(shù)控主機(jī)生產(chǎn)廠。這些生產(chǎn)廠基本形成了我國(guó)的數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。
c.建立了一支數(shù)控研究、開(kāi)發(fā)、管理人才的基本隊(duì)伍。
雖然在數(shù)控技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)以及產(chǎn)業(yè)化方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,但我們也要清醒地認(rèn)識(shí)到,我國(guó)高端數(shù)控技術(shù)的研究開(kāi)發(fā),尤其是在產(chǎn)業(yè)化方面的技術(shù)水平現(xiàn)狀與我國(guó)的現(xiàn)實(shí)需求還有較大的差距。雖然從縱向看我國(guó)的發(fā)展速度很快,但橫向比(與國(guó)外對(duì)比)不僅技術(shù)水平有差距,在某些方面發(fā)展速度也有差距,即一些高精尖的數(shù)控裝備的技術(shù)水平差距有擴(kuò)大趨勢(shì)。從國(guó)際上來(lái)看,對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化水平估計(jì)大致如下。
a.技術(shù)水平上,與國(guó)外先進(jìn)水平大約落后10~15年,在高精尖技術(shù)方面則更大。
b.產(chǎn)業(yè)化水平上,市場(chǎng)占有率低,品種覆蓋率小,還沒(méi)有形成規(guī)模生產(chǎn);功能部件專業(yè)化生產(chǎn)水平及成套能力較低;外觀質(zhì)量相對(duì)差;可靠性不高,商品化程度不足;國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)尚未建立自己的品牌效應(yīng),用戶信心不足。
c.可持續(xù)發(fā)展的能力上,對(duì)競(jìng)爭(zhēng)前數(shù)控技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)、工程化能力較弱;數(shù)控技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域拓展力度不強(qiáng);相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的研究、制定滯后。
分析存在上述差距的主要原因有以下幾個(gè)方面。
a.認(rèn)識(shí)方面。對(duì)國(guó)產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)業(yè)進(jìn)程艱巨性、復(fù)雜性和長(zhǎng)期性的特點(diǎn)認(rèn)識(shí)不足;對(duì)市場(chǎng)的不規(guī)范、國(guó)外的封鎖加扼殺、體制等困難估計(jì)不足;對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用水平及能力分析不夠。
b.體系方面。從技術(shù)的角度關(guān)注數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題的時(shí)候多,從系統(tǒng)的、產(chǎn)業(yè)鏈的角度綜合考慮數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題的時(shí)候少;沒(méi)有建立完整的高質(zhì)量的配套體系、完善的培訓(xùn)、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等支撐體系。
c.機(jī)制方面。不良機(jī)制造成人才流失,又制約了技術(shù)及技術(shù)路線創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新,且制約了規(guī)劃的有效實(shí)施,往往規(guī)劃理想,實(shí)施困難。
d.技術(shù)方面。企業(yè)在技術(shù)方面自主創(chuàng)新能力不強(qiáng),核心技術(shù)的工程化能力不強(qiáng)。機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)落后,水平較低,數(shù)控系統(tǒng)新標(biāo)準(zhǔn)研究不夠。
3對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的戰(zhàn)略思考3.1戰(zhàn)略考慮
我國(guó)是制造大國(guó),在世界產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移中要盡量接受前端而不是后端的轉(zhuǎn)移,即要掌握先進(jìn)制造核心技術(shù),否則在新一輪國(guó)際產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中,我國(guó)制造業(yè)將進(jìn)一步“空芯”。我們以資源、環(huán)境、市場(chǎng)為代價(jià),交換得到的可能僅僅是世界新經(jīng)濟(jì)格局中的國(guó)際“加工中心”和“組裝中心”,而非掌握核心技術(shù)的制造中心的地位,這樣將會(huì)嚴(yán)重影響我國(guó)現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。
我們應(yīng)站在國(guó)家安全戰(zhàn)略的高度來(lái)重視數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)問(wèn)題,首先從社會(huì)安全看,因?yàn)橹圃鞓I(yè)是我國(guó)就業(yè)人口最多的行業(yè),制造業(yè)發(fā)展不僅可提高人民的生活水平,而且還可緩解我國(guó)就業(yè)的壓力,保障社會(huì)的穩(wěn)定;其次從國(guó)防安全看,西方發(fā)達(dá)國(guó)家把高精尖數(shù)控產(chǎn)品都列為國(guó)家的戰(zhàn)略物質(zhì),對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)禁運(yùn)和限制,“東芝事件”和“考克斯報(bào)告”就是最好的例證。3.2發(fā)展策略
從我國(guó)基本國(guó)情的角度出發(fā),以國(guó)家的戰(zhàn)略需求和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的市場(chǎng)需求為導(dǎo)向,以提高我國(guó)制造裝備業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標(biāo),用系統(tǒng)的方法,選擇能夠主導(dǎo)21世紀(jì)初期我國(guó)制造裝備業(yè)發(fā)展升級(jí)的關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的支撐技術(shù)、配套技術(shù)作為研究開(kāi)發(fā)的內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展
強(qiáng)調(diào)市場(chǎng)需求為導(dǎo)向,即以數(shù)控終端產(chǎn)品為主,以整機(jī)(如量大面廣的數(shù)控車床、銑床、高速高精高性能數(shù)控機(jī)床、典型數(shù)字化機(jī)械、重點(diǎn)行業(yè)關(guān)鍵設(shè)備等)帶動(dòng)數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。重點(diǎn)解決數(shù)控系統(tǒng)和相關(guān)功能部件(數(shù)字化伺服系統(tǒng)與電機(jī)、高速電主軸系統(tǒng)和新型裝備的附件等)的可靠性和生產(chǎn)規(guī)模問(wèn)題。沒(méi)有規(guī)模就不會(huì)有高可靠性的產(chǎn)品;沒(méi)有規(guī)模就不會(huì)有價(jià)格低廉而富有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品;當(dāng)然,沒(méi)有規(guī)模中國(guó)的數(shù)控裝備最終難以有出頭之日。
在高精尖裝備研發(fā)方面,要強(qiáng)調(diào)產(chǎn)、學(xué)、研以及最終用戶的緊密結(jié)合,以“做得出、用得上、賣得掉”為目標(biāo),按國(guó)家意志實(shí)施攻關(guān),以解決國(guó)家之急需。
在競(jìng)爭(zhēng)前數(shù)控技術(shù)方面,強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新,強(qiáng)調(diào)研究開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品,為我國(guó)數(shù)控產(chǎn)業(yè)、裝備制造業(yè)乃至整個(gè)制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
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數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過(guò)程進(jìn)行控制的技術(shù),數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品,即所謂的數(shù)字化裝備,其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域:(1)機(jī)械制造技術(shù);(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù);(3)自動(dòng)控制技術(shù);(4)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù);(5)傳感器技術(shù);(6)軟件技術(shù)等。
1數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化,使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征,而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,他對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)(IT、汽車、輕工、醫(yī)療等)的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用,因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)展的大趨勢(shì)。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看,其主要研究熱點(diǎn)有以下幾個(gè)方面[1~4]。
1.1高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢(shì)
效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率,提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次,縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。為此日本先端技術(shù)研究會(huì)將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一,國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)(CIRP)將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。
在轎車工業(yè)領(lǐng)域,年產(chǎn)30萬(wàn)輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛,而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點(diǎn)問(wèn)題之一;在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域,其加工的零部件多為薄壁和薄筋,剛度很差,材料為鋁或鋁合金,只有在高切削速度和切削力很小的情況下,才能對(duì)這些筋、壁進(jìn)行加工。近來(lái)采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來(lái)制造機(jī)翼、機(jī)身等大型零件來(lái)替代多個(gè)零件通過(guò)眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝,使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高。這些都對(duì)加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。
從EMO2001展會(huì)情況來(lái)看,高速加工中心進(jìn)給速度可達(dá)80m/min,甚至更高,空運(yùn)行速度可達(dá)100m/min左右。目前世界上許多汽車廠,包括我國(guó)的上海通用汽車公司,已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機(jī)床。美國(guó)CINCINNATI公司的HyperMach機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá)60m/min,快速為100m/min,加速度達(dá)2g,主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60000r/min。加工一薄壁飛機(jī)零件,只用30min,而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h,在普通銑床加工需8h;德國(guó)DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達(dá)12*!000r/mm和1g。
在加工精度方面,近10年來(lái),普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密級(jí)加工中心則從3~5μm,提高到1~1.5μm,并且超精密加工精度已開(kāi)始進(jìn)入納米級(jí)(0.01μm)。在可靠性方面,國(guó)外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6000h以上,伺服系統(tǒng)的MTBF值達(dá)到30000h以上,表現(xiàn)出非常高的可靠性。為了實(shí)現(xiàn)高速、高精加工,與之配套的功能部件如電主軸、直線電機(jī)得到了快速的發(fā)展,應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。
1.25軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展
采用5軸聯(lián)動(dòng)對(duì)三維曲面零件的加工,可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削,不僅光潔度高,而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為,1臺(tái)5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的效率可以等于2臺(tái)3軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床,特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時(shí),5軸聯(lián)動(dòng)加工可比3軸聯(lián)動(dòng)加工發(fā)揮更高的效益。但過(guò)去因5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因,其價(jià)格要比3軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍,加之編程技術(shù)難度較大,制約了5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的發(fā)展。
當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn),使得實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動(dòng)加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化,其制造難度和成本大幅度降低,數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格差距縮小。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床(含5面加工機(jī)床)的發(fā)展。
在EMO2001展會(huì)上,新日本工機(jī)的5面加工機(jī)床采用復(fù)合主軸頭,可實(shí)現(xiàn)4個(gè)垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5軸加工可在同一臺(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn),還可實(shí)現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國(guó)DMG公司展出DMUVoution系列加工中心,可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動(dòng)加工,可由CNC系統(tǒng)控制或CAD/CAM直接或間接控制。
1.3智能化、開(kāi)放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢(shì)
21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng),智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面:為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化,如加工過(guò)程的自適應(yīng)控制,工藝參數(shù)自動(dòng)生成;為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化,如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載自動(dòng)選定模型、自整定等;簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化操作方面的智能化,如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等;還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。
為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問(wèn)題。目前許多國(guó)家對(duì)開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究,如美國(guó)的NGC(TheNextGenerationWork-Station/MachineControl)、歐共體的OSACA(OpenSystemArchitectureforControlwithinAutomationSystems)、日本的OSEC(OpenSystemEnvironmentforController),中國(guó)的ONC(OpenNumericalControlSystem)等。數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來(lái)之路。所謂開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上,面向機(jī)床廠家和最終用戶,通過(guò)改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對(duì)象(數(shù)控功能),形成系列化,并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中,快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng),形成具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品。目前開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)功能庫(kù)以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開(kāi)發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。
網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國(guó)際著名機(jī)床博覽會(huì)的一個(gè)新亮點(diǎn)。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對(duì)信息集成的需求,也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國(guó)內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī),如在EMO2001展中,日本山崎馬扎克(Mazak)公司展出的“CyberProductionCenter”(智能生產(chǎn)控制中心,簡(jiǎn)稱CPC);日本大隈(Okuma)機(jī)床公司展出“ITplaza”(信息技術(shù)廣場(chǎng),簡(jiǎn)稱IT廣場(chǎng));德國(guó)西門子(Siemens)公司展出的OpenManufacturingEnvironment(開(kāi)放制造環(huán)境,簡(jiǎn)稱OME)等,反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢(shì)。
1.4重視新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的建立
1.4.1關(guān)于數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)規(guī)范
如前所述,開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性,美國(guó)、歐共體和日本等國(guó)紛紛實(shí)施戰(zhàn)略發(fā)展計(jì)劃,并進(jìn)行開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定,世界3個(gè)最大的經(jīng)濟(jì)體在短期內(nèi)進(jìn)行了幾乎相同的科學(xué)計(jì)劃和規(guī)范的制定,預(yù)示了數(shù)控技術(shù)的一個(gè)新的變革時(shí)期的來(lái)臨。我國(guó)在2000年也開(kāi)始進(jìn)行中國(guó)的ONC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定。
1.4.2關(guān)于數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)
數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)是制造業(yè)信息化發(fā)展的一種趨勢(shì)。數(shù)控技術(shù)誕生后的50年間的信息交換都是基于ISO6983標(biāo)準(zhǔn),即采用G,M代碼描述如何(how)加工,其本質(zhì)特征是面向加工過(guò)程,顯然,他已越來(lái)越不能滿足現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)高速發(fā)展的需要。為此,國(guó)際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)ISO14649(STEP-NC),其目的是提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機(jī)制,能夠描述產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型,從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)制造過(guò)程,乃至各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標(biāo)準(zhǔn)化。
STEP-NC的出現(xiàn)可能是數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域的一次革命,對(duì)于數(shù)控技術(shù)的發(fā)展乃至整個(gè)制造業(yè),將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。首先,STEP-NC提出一種嶄新的制造理念,傳統(tǒng)的制造理念中,NC加工程序都集中在單個(gè)計(jì)算機(jī)上。而在新標(biāo)準(zhǔn)下,NC程序可以分散在互聯(lián)網(wǎng)上,這正是數(shù)控技術(shù)開(kāi)放式、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的方向。其次,STEP-NC數(shù)控系統(tǒng)還可大大減少加工圖紙(約75%)、加工程序編制時(shí)間(約35%)和加工時(shí)間(約50%)。
目前,歐美國(guó)家非常重視STEP-NC的研究,歐洲發(fā)起了STEP-NC的IMS計(jì)劃(1999.1.1~2001.12.31)。參加這項(xiàng)計(jì)劃的有來(lái)自歐洲和日本的20個(gè)CAD/CAM/CAPP/CNC用戶、廠商和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)。美國(guó)的STEPTools公司是全球范圍內(nèi)制造業(yè)數(shù)據(jù)交換軟件的開(kāi)發(fā)者,他已經(jīng)開(kāi)發(fā)了用作數(shù)控機(jī)床加工信息交換的超級(jí)模型(SuperModel),其目標(biāo)是用統(tǒng)一的規(guī)范描述所有加工過(guò)程。目前這種新的數(shù)據(jù)交換格式已經(jīng)在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-NC數(shù)控系統(tǒng)的原型樣機(jī)上進(jìn)行了驗(yàn)證。
2對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本估計(jì)
我國(guó)數(shù)控技術(shù)起步于1958年,近50年的發(fā)展歷程大致可分為3個(gè)階段:第一階段從1958年到1979年,即封閉式發(fā)展階段。在此階段,由于國(guó)外的技術(shù)封鎖和我國(guó)的基礎(chǔ)條件的限制,數(shù)控技術(shù)的發(fā)展較為緩慢。第二階段是在國(guó)家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期,即引進(jìn)技術(shù),消化吸收,初步建立起國(guó)產(chǎn)化體系階段。在此階段,由于改革開(kāi)放和國(guó)家的重視,以及研究開(kāi)發(fā)環(huán)境和國(guó)際環(huán)境的改善,我國(guó)數(shù)控技術(shù)的研究、開(kāi)發(fā)以及在產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化方面都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。第三階段是在國(guó)家的“八五”的后期和“九五”期間,即實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的研究,進(jìn)入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)階段。在此階段,我國(guó)國(guó)產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)步。在“九五”末期,國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)50%,配國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)(普及型)也達(dá)到了10%。
縱觀我國(guó)數(shù)控技術(shù)近50年的發(fā)展歷程,特別是經(jīng)過(guò)4個(gè)5年計(jì)劃的攻關(guān),總體來(lái)看取得了以下成績(jī)。
a.奠定了數(shù)控技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ),基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)。我國(guó)現(xiàn)在已基本掌握了從數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)、數(shù)控主機(jī)、專機(jī)及其配套件的基礎(chǔ)技術(shù),其中大部分技術(shù)已具備進(jìn)行商品化開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ),部分技術(shù)已商品化、產(chǎn)業(yè)化。
b.初步形成了數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。在攻關(guān)成果和部分技術(shù)商品化的基礎(chǔ)上,建立了諸如華中數(shù)控、航天數(shù)控等具有批量生產(chǎn)能力的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠。蘭州電機(jī)廠、華中數(shù)控等一批伺服系統(tǒng)和伺服電機(jī)生產(chǎn)廠以及北京第一機(jī)床廠、濟(jì)南第一機(jī)床廠等若干數(shù)控主機(jī)生產(chǎn)廠。這些生產(chǎn)廠基本形成了我國(guó)的數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。
c.建立了一支數(shù)控研究、開(kāi)發(fā)、管理人才的基本隊(duì)伍。雖然在數(shù)控技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)以及產(chǎn)業(yè)化方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,但我們也要清醒地認(rèn)識(shí)到,我國(guó)高端數(shù)控技術(shù)的研究開(kāi)發(fā),尤其是在產(chǎn)業(yè)化方面的技術(shù)水平現(xiàn)狀與我國(guó)的現(xiàn)實(shí)需求還有較大的差距。雖然從縱向看我國(guó)的發(fā)展速度很快,但橫向比(與國(guó)外對(duì)比)不僅技術(shù)水平有差距,在某些方面發(fā)展速度也有差距,即一些高精尖的數(shù)控裝備的技術(shù)水平差距有擴(kuò)大趨勢(shì)。
從國(guó)際上來(lái)看,對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化水平估計(jì)大致如下。
a.技術(shù)水平上,與國(guó)外先進(jìn)水平大約落后10~15年,在高精尖技術(shù)方面則更大。
b.產(chǎn)業(yè)化水平上,市場(chǎng)占有率低,品種覆蓋率小,還沒(méi)有形成規(guī)模生產(chǎn);功能部件專業(yè)化生產(chǎn)水平及成套能力較低;外觀質(zhì)量相對(duì)差;可靠性不高,商品化程度不足;國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)尚未建立自己的品牌效應(yīng),用戶信心不足。
c.可持續(xù)發(fā)展的能力上,對(duì)競(jìng)爭(zhēng)前數(shù)控技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)、工程化能力較弱;數(shù)控技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域拓展力度不強(qiáng);相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的研究、制定滯后。
分析存在上述差距的主要原因有以下幾個(gè)方面。
a.認(rèn)識(shí)方面。對(duì)國(guó)產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)業(yè)進(jìn)程艱巨性、復(fù)雜性和長(zhǎng)期性的特點(diǎn)認(rèn)識(shí)不足;對(duì)市場(chǎng)的不規(guī)范、國(guó)外的封鎖加扼殺、體制等困難估計(jì)不足;對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用水平及能力分析不夠。
b.體系方面。從技術(shù)的角度關(guān)注數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題的時(shí)候多,從系統(tǒng)的、產(chǎn)業(yè)鏈的角度綜合考慮數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題的時(shí)候少;沒(méi)有建立完整的高質(zhì)量的配套體系、完善的培訓(xùn)、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等支撐體系。
c.機(jī)制方面。不良機(jī)制造成人才流失,又制約了技術(shù)及技術(shù)路線創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新,且制約了規(guī)劃的有效實(shí)施,往往規(guī)劃理想,實(shí)施困難。
d.技術(shù)方面。企業(yè)在技術(shù)方面自主創(chuàng)新能力不強(qiáng),核心技術(shù)的工程化能力不強(qiáng)。機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)落后,水平較低,數(shù)控系統(tǒng)新標(biāo)準(zhǔn)研究不夠。
3對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的戰(zhàn)略思考
3.1戰(zhàn)略考慮
我國(guó)是制造大國(guó),在世界產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移中要盡量接受前端而不是后端的轉(zhuǎn)移,即要掌握先進(jìn)制造核心技術(shù),否則在新一輪國(guó)際產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中,我國(guó)制造業(yè)將進(jìn)一步“空芯”。我們以資源、環(huán)境、市場(chǎng)為代價(jià),交換得到的可能僅僅是世界新經(jīng)濟(jì)格局中的國(guó)際“加工中心”和“組裝中心”,而非掌握核心技術(shù)的制造中心的地位,這樣將會(huì)嚴(yán)重影響我國(guó)現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。
我們應(yīng)站在國(guó)家安全戰(zhàn)略的高度來(lái)重視數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)問(wèn)題,首先從社會(huì)安全看,因?yàn)橹圃鞓I(yè)是我國(guó)就業(yè)人口最多的行業(yè),制造業(yè)發(fā)展不僅可提高人民的生活水平,而且還可緩解我國(guó)就業(yè)的壓力,保障社會(huì)的穩(wěn)定;其次從國(guó)防安全看,西方發(fā)達(dá)國(guó)家把高精尖數(shù)控產(chǎn)品都列為國(guó)家的戰(zhàn)略物質(zhì),對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)禁運(yùn)和限制,“東芝事件”和“考克斯報(bào)告”就是最好的例證。
3.2發(fā)展策略
從我國(guó)基本國(guó)情的角度出發(fā),以國(guó)家的戰(zhàn)略需求和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的市場(chǎng)需求為導(dǎo)向,以提高我國(guó)制造裝備業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標(biāo),用系統(tǒng)的方法,選擇能夠主導(dǎo)21世紀(jì)初期我國(guó)制造裝備業(yè)發(fā)展升級(jí)的關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的支撐技術(shù)、配套技術(shù)作為研究開(kāi)發(fā)的內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展。
關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化;瀝青拌合樓;應(yīng)用領(lǐng)域;發(fā)展方向
近幾年,機(jī)電一體化技術(shù)在瀝青拌合樓中越來(lái)越多的被運(yùn)用,并且隨著技術(shù)手段的提高,整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程和操作過(guò)程也在不斷被優(yōu)化,自動(dòng)化程度越來(lái)越高。不得不說(shuō),機(jī)電一體化是瀝青拌合樓,甚至說(shuō)當(dāng)今技術(shù)設(shè)備行業(yè)的必然趨勢(shì),這是科技發(fā)展的重大成果,對(duì)于推進(jìn)我國(guó)機(jī)械工業(yè)發(fā)展有著無(wú)可替代的重大意義。
1機(jī)電一體化的概述
1.1機(jī)電一體化的基本概念
首先我們先來(lái)看一下機(jī)電一體化的基本情況。機(jī)電一體化,即為將機(jī)械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)等多種技術(shù)進(jìn)行有機(jī)組合并且相互作用下,產(chǎn)生的一種綜合技術(shù),這里的有機(jī)組合并非多種技術(shù)的簡(jiǎn)單相加與拼湊,而是將各種相互區(qū)別又相互聯(lián)系的技術(shù)有機(jī)融合,并將其綜合運(yùn)用到實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中去。機(jī)電一體化涵蓋技術(shù)和產(chǎn)品兩個(gè)方面,值得一提的是機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是在功能上針對(duì)技術(shù)人員的手和肢體做了延伸,更是對(duì)行業(yè)人員提供智能化的幫助。甚至于我們可以這么說(shuō),在當(dāng)今中國(guó)的生產(chǎn)生活中,機(jī)電一體化幾乎運(yùn)用到了所有的現(xiàn)代化的自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備。
1.2機(jī)電一體化的實(shí)際應(yīng)用
我們從機(jī)電一體化的幾個(gè)運(yùn)用領(lǐng)域進(jìn)一步了解一下機(jī)電一體化——數(shù)控機(jī)床,自動(dòng)線與自動(dòng)生產(chǎn)線以及機(jī)器人。盡管近幾年我國(guó)在機(jī)床生產(chǎn)領(lǐng)域取得了一些成績(jī),但是無(wú)論是技術(shù)水平還是整體實(shí)力,均差強(qiáng)人意。我國(guó)生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床僅僅只占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額的31%,其余實(shí)際運(yùn)用中所涉及的數(shù)控機(jī)床均進(jìn)口于歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家,其別是高端數(shù)控機(jī)床,也已經(jīng)被境外的產(chǎn)品所占領(lǐng)。而機(jī)電一體化的運(yùn)用帶來(lái)的直接變化,就是可以使一臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù),或者同時(shí)控制多臺(tái)和多種機(jī)床。類似各種高速香煙/易拉罐生產(chǎn)線,各種印刷包裝生產(chǎn)線,2000~8000瓶小的啤酒自動(dòng)生產(chǎn)線等等,這些在大家的生活中廣泛使用的各種自動(dòng)機(jī)械/自動(dòng)生產(chǎn)線以及各種自動(dòng)化設(shè)備,都是當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)的廣泛應(yīng)用。這些自動(dòng)線或生產(chǎn)線中廣泛應(yīng)用,比如說(shuō)可編程序控制器/變頻調(diào)速器等現(xiàn)代電子技術(shù)與傳感技術(shù)。機(jī)器人也是機(jī)電一體化的典型應(yīng)用。甚至可以說(shuō),機(jī)器人技術(shù)水平的高低能夠反映一個(gè)國(guó)家的綜合技術(shù)實(shí)力,甚至于綜合國(guó)力,而技術(shù)人員技術(shù)水平的高低,又會(huì)進(jìn)一步影響到該國(guó)家的生產(chǎn)生活,進(jìn)而反作用于綜合國(guó)力。如今機(jī)器人已經(jīng)在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,而且越來(lái)越多的應(yīng)用在一些非工業(yè)的領(lǐng)域,比如說(shuō)軍事、醫(yī)療、服務(wù)、娛樂(lè)。具有思維和行動(dòng)能力的智能機(jī)器人,能夠獲取、處理和識(shí)別多種信息,自主完成很多復(fù)雜的操作任務(wù),是機(jī)構(gòu)學(xué)、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)等多種學(xué)科的綜合成果,比一般的工業(yè)機(jī)器人具有更大的機(jī)動(dòng)性和靈活性,可以代替人完成多種工作,在制造領(lǐng)域和非制造領(lǐng)域擁有了越來(lái)越廣泛和重要的位置。
2機(jī)電一體化在瀝青拌合樓中的實(shí)際應(yīng)用
一般來(lái)說(shuō),機(jī)電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等組成的。而且現(xiàn)在的一體化系統(tǒng),也在漸漸得朝著更具適應(yīng)性,更具靈活性的方向發(fā)展,能夠更加有效的應(yīng)付生產(chǎn)過(guò)程中的各種不同的突發(fā)事件。系統(tǒng)可以自主生成信息和附加信息,可以根據(jù)不同的環(huán)境做出不同的反應(yīng),促進(jìn)生產(chǎn)過(guò)程的順利進(jìn)行,同時(shí)提高機(jī)械設(shè)備或系統(tǒng)的運(yùn)行效率,不僅能激發(fā)出更大的經(jīng)濟(jì)效益,還能達(dá)到節(jié)能減排,控制成本的目的。機(jī)電一體化在瀝青拌合樓中的廣泛運(yùn)用且運(yùn)用方式逐步提高,針對(duì)包括除塵系統(tǒng)、粉料供給系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)、操作控制系統(tǒng),從提高系統(tǒng)運(yùn)作效率,創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益,實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標(biāo),提高設(shè)備的使用壽命等不同的角度進(jìn)行了優(yōu)化和提升。以下針對(duì)各個(gè)系統(tǒng)做詳細(xì)闡述。
2.1機(jī)電一體化在除塵系統(tǒng)中的應(yīng)用
一般來(lái)講,瀝青拌合樓的基礎(chǔ)控制結(jié)構(gòu)主要包括除塵系統(tǒng)控制、數(shù)據(jù)的采集和傳輸,各個(gè)子系統(tǒng)的分組設(shè)計(jì)和連鎖,人機(jī)交互(可完成自動(dòng)和手動(dòng)切換)。由于瀝青拌合樓中的除塵系統(tǒng)機(jī)構(gòu)較大,其中的應(yīng)用設(shè)備較多,所以技術(shù)人員很難實(shí)現(xiàn)電器設(shè)備與控制系統(tǒng)的有效配合。如何將機(jī)電一體化技術(shù)良好的應(yīng)用到除塵系統(tǒng)中,是技術(shù)人員一直探究的問(wèn)題。通過(guò)實(shí)踐,技術(shù)人員發(fā)現(xiàn),想要讓機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)揮最好的效果,必須首先對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)致的劃分,除了考慮除塵系統(tǒng)的整體工藝參數(shù)之外,還要協(xié)調(diào)和考慮各個(gè)子系統(tǒng)的要求。而機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用,完美的實(shí)現(xiàn)了電器設(shè)備與控制系統(tǒng)的有效配合。
2.2機(jī)電一體化在粉料供給系統(tǒng)中的應(yīng)用
瀝青拌合樓中的粉料供給系統(tǒng)是由兩個(gè)半圓形的罐組合而成。在工作運(yùn)行當(dāng)中,首先由空壓機(jī)負(fù)責(zé)吹氣,從而讓粉料順利進(jìn)入拌合系統(tǒng),并完成配比,整個(gè)過(guò)程是由PLC進(jìn)行控制。只有通過(guò)這樣的過(guò)程,才能夠順利完成對(duì)瀝青混凝土的生產(chǎn),從而生產(chǎn)出符合生產(chǎn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的混凝土。
2.3機(jī)電一體化在干燥系統(tǒng)中的運(yùn)用
在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中,干燥系統(tǒng)的存在意義,是將冷料系統(tǒng)中的冷粉加溫,以此來(lái)方便瀝青混凝土的攪拌?,F(xiàn)在的干燥系統(tǒng)更多的采用摩擦輪驅(qū)動(dòng)(相比于傳統(tǒng)的鏈條式驅(qū)動(dòng),更加平穩(wěn)安全),機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用,能夠讓干燥機(jī)使用更加先進(jìn)的氣密技術(shù),該技術(shù)的應(yīng)用,使得輪圈與干燥筒之間始終保持一定的距離,便于干燥筒在受熱之后能夠均勻的膨脹,從而可以達(dá)到有效的延長(zhǎng)干燥系統(tǒng)的使用壽命的效果。不僅如此,氣密技術(shù)在干燥系統(tǒng)中的應(yīng)用,有效得提高了干燥系統(tǒng)的效率。因?yàn)樵摷夹g(shù)的使用大大減少了干燥機(jī)的外漏熱氣,使得干燥機(jī)的熱效率能夠達(dá)到90%以上。另外,干燥機(jī)的機(jī)電一體化,還實(shí)現(xiàn)了高壓噴霧及低壓氣流的混合,促進(jìn)了霧化燃料及空氣的充分混合。這樣做的好處是,相比于傳統(tǒng)的燃燒器的工作模式,這樣的工作方式使得燃燒更加充分,釋放熱量的效率也就更高。其次,燃燒器外部的熱感設(shè)備還能夠準(zhǔn)確的測(cè)量出干燥器出口的溫度,并將相關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸回控制系統(tǒng),相關(guān)的工作人員可以根據(jù)收到的數(shù)據(jù)做出準(zhǔn)確的調(diào)整,從而很好的控制干燥器出口的溫度。
2.4機(jī)電一體化在操控系統(tǒng)中的運(yùn)用
瀝青拌合樓中,設(shè)備控制系統(tǒng)的控制方式主要是通過(guò)PLC與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)共同作用,利用多點(diǎn)接口實(shí)現(xiàn)控制站與操作站之間的數(shù)據(jù)通信,并且全過(guò)程/全時(shí)段得監(jiān)控除塵系統(tǒng),粉料供給系統(tǒng)以及干燥系統(tǒng)等。這樣,瀝青拌合樓在工作過(guò)程中的所有的運(yùn)用過(guò)程都能通過(guò)一臺(tái)計(jì)算機(jī)顯示,方便技術(shù)人員進(jìn)行監(jiān)控。與此同時(shí),不僅瀝青拌合樓各系統(tǒng)執(zhí)行狀況,各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行情況能夠通過(guò)監(jiān)視器進(jìn)行顯示,包括溫度,壓力等具體數(shù)據(jù),也可以完整的展現(xiàn)在工作人員的面前。綜上所述,機(jī)電一體化技術(shù)在操控系統(tǒng)中的應(yīng)用,可以很好的實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)工作過(guò)程的監(jiān)視和控制,從而達(dá)成預(yù)期的工作目標(biāo),大大提高了工作效率和工作質(zhì)量。
2.5機(jī)電一體化在瀝青及導(dǎo)熱油系統(tǒng)中的運(yùn)用
工作人員為了節(jié)能環(huán)保,一般會(huì)在瀝青罐上裝上熱度傳感器,從而能夠通過(guò)PLC對(duì)瀝青罐的加熱過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)化控制。在瀝青的加熱過(guò)程中,瀝青罐上的液位計(jì)和傳感器能夠根據(jù)PLC發(fā)出的提示自動(dòng)控制瀝青罐的排空和瀝青罐的加熱,這無(wú)疑能夠大大減少工作人員的工作量,也有效提高了工作效率。此外,瀝青存儲(chǔ)罐上的泵送裝置也能夠很好的發(fā)揮節(jié)能環(huán)保的作用。
3結(jié)語(yǔ)
機(jī)電一體化是當(dāng)今社會(huì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重大成果,也是我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展對(duì)于科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的必然要求。而與此同時(shí),隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,各種技術(shù)將越來(lái)越廣泛的相互融合并彼此作用,作用于機(jī)械工業(yè),必將能夠帶來(lái)更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益??傊瑱C(jī)電一體化有著深厚的實(shí)踐意義,更有著廣闊的發(fā)展前景。
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電機(jī)作為一種基礎(chǔ)性、核心性的部件,其技術(shù)上的每一點(diǎn)進(jìn)步,往往都會(huì)帶來(lái)工業(yè),特別是高端裝備制造業(yè)方面的突飛猛進(jìn)。如此重要的部件,其高端技術(shù)卻長(zhǎng)期被國(guó)外壟斷,自動(dòng)化專業(yè)背景出身的項(xiàng)久鵬很早就立志要改變這種局面,要讓自己研發(fā)的電機(jī)趕超國(guó)際先進(jìn)水平。
1996年,項(xiàng)久鵬從北京科技大學(xué)自動(dòng)化系畢業(yè)后留校任教,開(kāi)始從事電機(jī)的交流變頻調(diào)速技術(shù)的研究。在當(dāng)時(shí),項(xiàng)久鵬搜集了大量的資料,特別是國(guó)外先進(jìn)國(guó)家的技術(shù)資料,通過(guò)學(xué)習(xí)和消化,再進(jìn)行研究分析和實(shí)驗(yàn),項(xiàng)久鵬很快就掌握了變頻調(diào)速器的硬件和軟件核心技術(shù)。
隨著對(duì)電機(jī)技術(shù)研究的深入,項(xiàng)久鵬發(fā)現(xiàn)僅僅是在學(xué)校做純粹的科研,不能將技術(shù)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品,就很難讓研究走向深入,也很難趕超國(guó)際先進(jìn)水平。2000年,項(xiàng)久鵬和一些志同道合的校友一起創(chuàng)辦了北京超同步科技有限公司,著重于電機(jī)中的交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研發(fā)。
創(chuàng)辦了企業(yè)后,項(xiàng)久鵬的科研有了更好的依托平臺(tái),也有了更加明確的方向。電機(jī)技術(shù)中,伺服技術(shù)是較為前沿的一種技術(shù),代表著電機(jī)的最高水平和技術(shù)方向。所謂伺服,即servo,在希臘語(yǔ)中即“奴隸”的意思,就像個(gè)得心應(yīng)手的馴服工具,服從控制信號(hào)的要求而動(dòng)作?!叭藗兤匠T诠S看到的先進(jìn)的自動(dòng)化生產(chǎn)線,比如自動(dòng)焊接、裝配、工業(yè)機(jī)器人的各種動(dòng)作,它們的控制都是由伺服電機(jī)來(lái)完成的。而電梯設(shè)備中的液引機(jī)、電動(dòng)汽車的核心驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電動(dòng)自行車的驅(qū)動(dòng)設(shè)備、打印機(jī)機(jī)、傳真機(jī),包括現(xiàn)在很流行的3D打印機(jī)等,也都是用的伺服電機(jī)。所以說(shuō)人們盡管對(duì)‘伺服’的概念較為陌生,但其實(shí)離我們并不遠(yuǎn)?!表?xiàng)久鵬說(shuō)。
項(xiàng)久鵬等人在開(kāi)始研究伺服技術(shù)時(shí),國(guó)內(nèi)這方面還是一片空白,沒(méi)有可借鑒的樣本,唯一的辦法就是查閱國(guó)外資料。那時(shí),項(xiàng)久鵬和同事們一起,白天黑夜查找海量的文獻(xiàn)資料,一起開(kāi)會(huì)討論研究,提出方案,反復(fù)做實(shí)驗(yàn),做測(cè)試,一點(diǎn)一點(diǎn)地改進(jìn)樣機(jī)的性能,終于在借鑒國(guó)外技術(shù)的基礎(chǔ)上,開(kāi)發(fā)出具有多個(gè)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的伺服電機(jī)產(chǎn)品。
關(guān)鍵詞:工業(yè)40;再工業(yè)化戰(zhàn)略;戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè);高技術(shù)產(chǎn)業(yè);中德制造業(yè)合作
中圖分類號(hào):F421;F43/47文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1000176X(2014)10002707
一、德國(guó)“工業(yè)40”及其他發(fā)達(dá)國(guó)家再工業(yè)化戰(zhàn)略
20世紀(jì)80年代以來(lái),發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)歷了“去工業(yè)化”過(guò)程,即隨著勞動(dòng)力成本的上升和國(guó)際分工的發(fā)展,制造業(yè)轉(zhuǎn)向新興工業(yè)化國(guó)家,制造業(yè)占發(fā)達(dá)國(guó)家GDP的比重和世界制造業(yè)的比重持續(xù)降低,經(jīng)濟(jì)發(fā)展主要依靠以服務(wù)業(yè)為主的第三產(chǎn)業(yè),勞動(dòng)力由第一、二產(chǎn)業(yè)向第三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移。
發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)金融業(yè)、房地產(chǎn)業(yè)等服務(wù)業(yè)的過(guò)度依賴及對(duì)金融市場(chǎng)的放松管制使虛擬經(jīng)濟(jì)高度膨脹,從而導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的失衡,并在全球金融危機(jī)中受到沉重打擊,市場(chǎng)大幅萎縮。這使得發(fā)達(dá)國(guó)家不得不重新調(diào)整經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略,即將產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向高附加值、知識(shí)資本密集型以及戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,并由此推出一系列振興制造業(yè)的再工業(yè)化戰(zhàn)略舉措。
1德國(guó)“工業(yè)40”戰(zhàn)略
2013年4月,來(lái)自德國(guó)產(chǎn)業(yè)界、政府和學(xué)術(shù)界的產(chǎn)官學(xué)專家首次了《實(shí)施“工業(yè)40”戰(zhàn)略建議書》。德國(guó)“工業(yè)40”戰(zhàn)略是德國(guó)政府確定的面向2020年的國(guó)家戰(zhàn)略,體現(xiàn)了以其創(chuàng)新制造技術(shù)方面的優(yōu)勢(shì)開(kāi)拓新型工業(yè)化的目標(biāo),是為進(jìn)一步抵御歐洲債務(wù)危機(jī)對(duì)該國(guó)的沖擊、增強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力以及有效面對(duì)消費(fèi)者偏好個(gè)性化和多元化的市場(chǎng)需求而提出的工業(yè)升級(jí)計(jì)劃,是對(duì)“工業(yè)10”(機(jī)械制造設(shè)備的引入)、“工業(yè)20”(電氣化的應(yīng)用)和“工業(yè)30”(信息化的發(fā)展)的延伸。
“工業(yè)40”戰(zhàn)略通過(guò)深度應(yīng)用信息通信技術(shù)(ICT)和網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)等手段,
以智能工廠和智能生產(chǎn)為重點(diǎn)進(jìn)行工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域新一代關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新,使生產(chǎn)成本大幅下降和生產(chǎn)效率大幅提高,促進(jìn)產(chǎn)品功能多樣性、個(gè)性化和產(chǎn)品性能大幅提升[3]。“工業(yè)40”戰(zhàn)略作為一種全新的工業(yè)生產(chǎn)方式,通過(guò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了實(shí)體物理世界和虛擬網(wǎng)絡(luò)世界的相互融合,反映了人機(jī)關(guān)系的深刻變革,反映了網(wǎng)絡(luò)化和社會(huì)化組織模式的應(yīng)用。
企業(yè)是創(chuàng)新的主體,“工業(yè)40”戰(zhàn)略由政府出資,以德國(guó)企業(yè)、社團(tuán)組織為資助對(duì)象,特別重視中小企業(yè)的參與,力圖使中小企業(yè)成為新一代智能化工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)造者和使用者。德國(guó)注重產(chǎn)學(xué)研各個(gè)環(huán)節(jié)的緊密合作,堅(jiān)持創(chuàng)新科技和產(chǎn)業(yè)相結(jié)合,注重相關(guān)部門、產(chǎn)業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展,即“工業(yè)40”戰(zhàn)略是政府部門、科技界、高校和企業(yè)界組成的創(chuàng)新戰(zhàn)略伙伴關(guān)系,旨在促進(jìn)不同行業(yè)組織的跨界合作,
促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的工業(yè)化和信息化深度融合,推動(dòng)工業(yè)由加工制造向智能制造轉(zhuǎn)型升級(jí),實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的加速發(fā)展。
2其他發(fā)達(dá)國(guó)家再工業(yè)化戰(zhàn)略
近年來(lái),美國(guó)不斷調(diào)整經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略,重振制造業(yè),回歸到實(shí)體經(jīng)濟(jì)中。2009―2012年,美國(guó)先后啟動(dòng)的《2009年美國(guó)復(fù)興與再投資法》等政策措施以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念的提出都體現(xiàn)了其調(diào)整提升傳統(tǒng)制造業(yè)結(jié)構(gòu)、刺激經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇、將產(chǎn)業(yè)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)融合、發(fā)展高技術(shù)新興產(chǎn)業(yè)以及重塑國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的再工業(yè)化戰(zhàn)略。
此外,美國(guó)將重點(diǎn)放在培育新興產(chǎn)業(yè)上,2009年2月簽署的《2009年美國(guó)復(fù)興與再投資法》鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域包括新能源、環(huán)保等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。2011年美國(guó)推出《高端制造合作伙伴計(jì)劃》,致力于提高國(guó)家關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)的制造能力,開(kāi)發(fā)創(chuàng)新型的節(jié)能制造工藝,來(lái)鼓勵(lì)產(chǎn)學(xué)研合作,培養(yǎng)制造業(yè)高端人才。另外,美國(guó)著力將中小企業(yè)視為實(shí)施再工業(yè)化戰(zhàn)略的主體力量,通過(guò)稅收優(yōu)惠等各項(xiàng)資金支持和扶持計(jì)劃來(lái)引導(dǎo)海外的制造業(yè)中小企業(yè)回歸到本土。
日本政府高度重視高端制造業(yè)的發(fā)展,其積極出臺(tái)措施著力扭轉(zhuǎn)制造業(yè)比重降低的局面,把信息通訊、節(jié)能等產(chǎn)業(yè)作為國(guó)家重點(diǎn)培育領(lǐng)域。與此同時(shí),
日本不斷出臺(tái)科技發(fā)展規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)技術(shù)政策,完善研究開(kāi)發(fā)補(bǔ)助金制度,建立政府企業(yè)合作開(kāi)發(fā)機(jī)制,尤其加強(qiáng)對(duì)制造業(yè)信息化、信息物理融合系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)、3D打印機(jī)等項(xiàng)目的資助和研究。
歐債危機(jī)讓整個(gè)歐洲陷入困境,但是德國(guó)、英國(guó)和法國(guó)等國(guó)家積極應(yīng)對(duì),努力調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、繼續(xù)鞏固和強(qiáng)化傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)在技術(shù)含量、產(chǎn)品質(zhì)量和品牌等方面的優(yōu)勢(shì),加強(qiáng)制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力,同時(shí)努力發(fā)展新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)。2012年的《歐盟2020戰(zhàn)略》的、歐洲研究歷史會(huì)和歐洲創(chuàng)新技術(shù)學(xué)院等的建立等都是歐盟為恢復(fù)工業(yè)應(yīng)有地位而提出的再工業(yè)化戰(zhàn)略中的一部分。
二、中國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)及高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
1中國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
周晶[4]對(duì)2010年中國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了總結(jié),如表1所示,2010年中國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)增加值為25 51371億美元,占GDP的635%。新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)和高端裝備制造產(chǎn)業(yè)是中國(guó)新興產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展行業(yè),分別占GDP的408%和125%,合計(jì)占全部戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的8386%,而其他五個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展并不快,增加值比較低,占GDP的比重均不到1%。
節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè):中國(guó)城市化和工業(yè)化進(jìn)程的加快帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題,近年來(lái),中國(guó)政府逐漸加大了對(duì)環(huán)保和節(jié)能減排的重視程度。《節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位升級(jí)》會(huì)上指出,中國(guó)2014年后每年都會(huì)有1萬(wàn)億元投資在環(huán)保事業(yè)上,尤其是對(duì)環(huán)?;A(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和投資?!?014中國(guó)再生資源行業(yè)發(fā)展研究報(bào)告》稱,中國(guó)回收行業(yè)規(guī)模不斷壯大,培育了一批龍頭企業(yè),2013年回收總量達(dá)164億噸,回收總量超過(guò)美國(guó),重點(diǎn)品種整體回收率達(dá)70%。
新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè):中國(guó)的信息產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大,物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和智慧地球等普遍應(yīng)用于信息產(chǎn)業(yè),電信、其他信息運(yùn)輸服務(wù)業(yè)、電子元件和電子計(jì)算機(jī)制造等方面擁有發(fā)展優(yōu)勢(shì)?!秶?guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》提出,到2015年中國(guó)要建立與產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模相適應(yīng)的融資平臺(tái)和政策環(huán)境,集成電路產(chǎn)業(yè)銷售收入將超過(guò)3 500億元。同時(shí),政府將繼續(xù)支持推動(dòng)運(yùn)營(yíng)企業(yè)加快4G網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)創(chuàng)新步伐,積極開(kāi)展5G研究,推動(dòng)寬帶通信技術(shù)持續(xù)演進(jìn)。
生物產(chǎn)業(yè):近年來(lái),中國(guó)生物醫(yī)藥、生物農(nóng)業(yè)和生物能源等現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展得到高度重視,生物醫(yī)學(xué)材料不斷發(fā)展,政府部門對(duì)高端醫(yī)療器械研發(fā)投入了大量專項(xiàng)資金,“新醫(yī)改”的大環(huán)境使國(guó)內(nèi)中高端醫(yī)療器械擺脫了主要依靠進(jìn)口的狀態(tài),逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。隨著人口老齡化進(jìn)程不斷加快,老年健康產(chǎn)業(yè)需求和發(fā)展空間擴(kuò)大,2013年國(guó)務(wù)院《關(guān)于促進(jìn)健康服務(wù)業(yè)發(fā)展的若干意見(jiàn)》指出,到2020年中國(guó)健康服務(wù)體系總規(guī)模將達(dá)到8萬(wàn)億元以上并成為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的重要力量。
高端裝備制造產(chǎn)業(yè):數(shù)控機(jī)床是實(shí)現(xiàn)國(guó)家工業(yè)化和現(xiàn)代化的基礎(chǔ)裝備,目前國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的水平有了很大提升,中低檔機(jī)床已達(dá)到國(guó)外水平,但高檔數(shù)控機(jī)床與世界先進(jìn)水平的差距仍然很大。2013年上半年,數(shù)控機(jī)床的進(jìn)口額為5260億美元,進(jìn)口仍主要集中在高檔數(shù)控機(jī)床方面。此外,中國(guó)正極力拓展3D打印在工業(yè)、醫(yī)學(xué)和文化等領(lǐng)域的應(yīng)用,不斷加速其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
新能源產(chǎn)業(yè):傳統(tǒng)能源日益枯竭供不應(yīng)求,氣候變化問(wèn)題日益凸顯,建設(shè)新能源與可再生能源是未來(lái)的必然趨勢(shì)。中國(guó)光伏設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)來(lái)自國(guó)外,產(chǎn)品大多靠出口,下游產(chǎn)業(yè)尚有巨大潛力有待挖掘??傮w而言,中國(guó)仍處于分布式光伏的市場(chǎng)培育階段,對(duì)于無(wú)電區(qū),應(yīng)積極開(kāi)發(fā)利用沼氣、風(fēng)力發(fā)電等可再生能源來(lái)解決用電問(wèn)題。
新材料產(chǎn)業(yè):作為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)不可缺少的原材料之一,稀土是重要戰(zhàn)略資源。中國(guó)是世界第一大稀土生產(chǎn)國(guó),也是第一大稀土出口國(guó)。目前,中國(guó)稀土儲(chǔ)量?jī)H占世界已探明儲(chǔ)量的三分之一,其中90%用于出口,因此,國(guó)內(nèi)稀土儲(chǔ)量正在急劇下滑。
新能源汽車產(chǎn)業(yè):目前中國(guó)擁有全球最大的汽車市場(chǎng),近年來(lái),中國(guó)對(duì)新能源汽車的扶持力度逐漸加大,新能源汽車市場(chǎng)和銷售將有望形成一定規(guī)模。純電動(dòng)汽車產(chǎn)量的激增促進(jìn)了新能源汽車充電設(shè)備的發(fā)展,2014年第一季度,中國(guó)生產(chǎn)新能源汽車6 651輛,同比增長(zhǎng)120%。
2中國(guó)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
高技術(shù)產(chǎn)業(yè)(制造業(yè))是指國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)中R&D(Research and Development)投入強(qiáng)度即R&D經(jīng)費(fèi)支出占主營(yíng)業(yè)務(wù)收入的比重。相對(duì)較高的制造業(yè)行業(yè),主要包括:醫(yī)藥制造業(yè),航空、航天器及設(shè)備制造業(yè),電子及通信設(shè)備制造業(yè),電子計(jì)算機(jī)及辦公設(shè)備制造業(yè),醫(yī)療儀器設(shè)備及儀器儀表制造業(yè),信息化學(xué)品制造業(yè)等六大類。
在中國(guó)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略及一系列高技術(shù)產(chǎn)業(yè)政策的鼓勵(lì)引導(dǎo)下,高技術(shù)產(chǎn)業(yè)得到了一定程度的發(fā)展,創(chuàng)新能力不斷提升。趙玉林和魏芳[5]通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)分析方法實(shí)證得出了中國(guó)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的帶動(dòng)作用日益凸顯的結(jié)論。
2009―2012年,中國(guó)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大,主營(yíng)業(yè)務(wù)收入、總產(chǎn)值和利潤(rùn)額都出現(xiàn)了較快增長(zhǎng)趨勢(shì),年均增長(zhǎng)速度分別為1980%,2100%和2476%。2009年,中國(guó)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入為59 56669億元,總產(chǎn)值為60 43048億元,利潤(rùn)額為3 27853億元。2012年高技術(shù)產(chǎn)業(yè)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入達(dá)到102 28404億元,利潤(rùn)額達(dá)到6 18634億元,分別比2011年增加了1686%和1795%。但是受金融危機(jī)的沖擊,中國(guó)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度明顯放緩。2010年、2011年與2012年的主營(yíng)業(yè)務(wù)收入同比增速分別為2504%、1751%和1686%,同時(shí)利潤(rùn)額同比增速分別為4884%、748%和1795%。隨著高技術(shù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大,高技術(shù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品的出口繼續(xù)保持增長(zhǎng),2009年中國(guó)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品出口額為29 43530億元,2012年出口額達(dá)到46 70109億元,同比增長(zhǎng)1503%。
從高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的R&D情況來(lái)看,中國(guó)R&D經(jīng)費(fèi)支出有所增加,2011年中國(guó)R&D經(jīng)費(fèi)支出為1 44091億元,2012年達(dá)到1 73381億元,同比增長(zhǎng)2033%?;诖笾行凸I(yè)企業(yè)口徑的統(tǒng)計(jì)顯示,2005―2012年,中國(guó)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的R&D機(jī)構(gòu)、R&D經(jīng)費(fèi)、有效發(fā)明專利數(shù)、固定資產(chǎn)投資額等都在持續(xù)增加,R&D機(jī)構(gòu)由2005年的1 619個(gè)增加到2012年的5 158個(gè)。2005年大中型工業(yè)企業(yè)的高技術(shù)行業(yè)R&D經(jīng)費(fèi)規(guī)模為36250億元,2012年達(dá)到了1 491億元,占大中型企業(yè)R&D總經(jīng)費(fèi)的2488%。有效發(fā)明專利數(shù)也由2005年的6 658件增加到2012年的97 878件,固定資產(chǎn)投資額由2005年的2 144億元增加到2012年的12 933億元,大約增長(zhǎng)了503%。
從高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的細(xì)分行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看,各行業(yè)運(yùn)行相對(duì)平穩(wěn),各年各行業(yè)所占比重變化不大。電子及通信設(shè)備制造業(yè)的企業(yè)數(shù)、主營(yíng)業(yè)務(wù)收入、利潤(rùn)額、出貨值和R&D經(jīng)費(fèi)都是整個(gè)高技術(shù)行業(yè)最高的,2012年分別占整個(gè)行業(yè)的4774%、3815%、5705%和5054%。電子計(jì)算機(jī)及辦公設(shè)備制造業(yè)的主營(yíng)業(yè)務(wù)收入和出貨值所占比重也是比較高的,但是利潤(rùn)額和R&D經(jīng)費(fèi)所占比重卻低于醫(yī)藥制造業(yè)。這說(shuō)明中國(guó)醫(yī)藥制造業(yè)國(guó)內(nèi)需求比較大,利潤(rùn)率比較高,發(fā)展受到重視,而航空航天器及設(shè)備制造業(yè)受技術(shù)水平、政策等條件所限,除了R&D經(jīng)費(fèi)細(xì)項(xiàng)之外,其他各項(xiàng)指標(biāo)在整個(gè)行業(yè)中所占比重都是最低的。
2012年高技術(shù)行業(yè)的R&D投入強(qiáng)度和利潤(rùn)率比較,如圖1所示。從圖1中可以看出,整個(gè)高技術(shù)行業(yè)的R&D投入強(qiáng)度為170%,利潤(rùn)率為605%。各個(gè)細(xì)分行業(yè)的創(chuàng)新能力和發(fā)展水平不均衡,電子及通信設(shè)備制造業(yè)和電子計(jì)算機(jī)及辦公設(shè)備制造業(yè)的R&D投入強(qiáng)度和利潤(rùn)率在高技術(shù)行業(yè)中都處于偏低水平,R&D投入水平和創(chuàng)新能力有待于加強(qiáng)。航空、航天器及設(shè)備制造業(yè)的R&D投入強(qiáng)度達(dá)到730%,在整個(gè)高技術(shù)行業(yè)中是最高的,但是利潤(rùn)率卻是523%,低于高技術(shù)行業(yè)的平均水平,這說(shuō)明該行業(yè)的研發(fā)創(chuàng)新帶來(lái)的效用水平不高,有待進(jìn)一步提高。醫(yī)藥制造業(yè)、醫(yī)療器械及儀器儀表制造業(yè)、信息化學(xué)品制造業(yè)的R&D投入強(qiáng)度分別為163%、202%和186%,處于高技術(shù)行業(yè)的平均水平范圍內(nèi),但利潤(rùn)率為1076%、938%和1009%,遠(yuǎn)高于高技術(shù)行業(yè)的平均水平,可見(jiàn)這三個(gè)行業(yè)的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)模式已較為成熟,可以帶來(lái)較高利潤(rùn)。
圖12012年高技術(shù)行業(yè)的R&D投入強(qiáng)度和利潤(rùn)率比較
三、中國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)及高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)
世界經(jīng)濟(jì)的緩慢復(fù)蘇和新一輪產(chǎn)業(yè)變革使得世界各國(guó)更加重視戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛加大了對(duì)這些產(chǎn)業(yè)研發(fā)的資金支持,并不斷加大對(duì)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的貿(mào)易保護(hù)。戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變發(fā)揮著重要作用。中國(guó)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)在政策扶持下,總體呈現(xiàn)平穩(wěn)發(fā)展的態(tài)勢(shì),生產(chǎn)規(guī)模有所增加,但是相比于發(fā)達(dá)國(guó)家,中國(guó)制造業(yè)中戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)所占比重不高,產(chǎn)業(yè)發(fā)展中還存在著諸多問(wèn)題亟待解決,主要包括以下四個(gè)方面:
1 市場(chǎng)有效需求不足
穩(wěn)定而有發(fā)展前景的市場(chǎng)需求是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的動(dòng)力保障,但是中國(guó)目前尚存在市場(chǎng)有效需求不足的情況。一方面是由于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)成熟度還比較低,處于發(fā)展初期,具有高風(fēng)險(xiǎn)性、不確定性和利潤(rùn)低等特點(diǎn),產(chǎn)業(yè)在發(fā)展過(guò)程中存在地區(qū)、部門和行業(yè)之間相互分割情況,難以市場(chǎng)化和規(guī)?;胰匀皇苷谪?cái)政、稅收、金融和知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等方面的政策制度缺陷約束,消化能力比較弱。
另一方面是由于中國(guó)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)極易受國(guó)外市場(chǎng)需求的影響,而金融危機(jī)后,世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇緩慢,國(guó)際保護(hù)主義抬頭,貿(mào)易投資幅度降低,技術(shù)壁壘封鎖加大,這些都使得戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)企業(yè)的盈利水平下降,企業(yè)自主創(chuàng)新產(chǎn)品推廣遭遇市場(chǎng)推阻而步履維艱。
2 R&D強(qiáng)度低、生產(chǎn)率不高
雖然中國(guó)不斷加強(qiáng)研發(fā)投入水平,但是R&D強(qiáng)度仍然比較低。如表2所示,2011年中國(guó)R&D經(jīng)費(fèi)占GDP 比重僅為184%,低于世界平均比重的220%,也低于德國(guó)平均比重的288%。中國(guó)每百萬(wàn)人中有研發(fā)人員963人,而德國(guó)約有4 000人。從R&D強(qiáng)度(此處為R&D經(jīng)費(fèi)占工業(yè)總產(chǎn)值的比重)上來(lái)說(shuō),2010年中國(guó)制造業(yè)以及高技術(shù)行業(yè)的R&D強(qiáng)度都低于德國(guó),2011年有所增長(zhǎng),但仍然落后于德國(guó)。如表3所示,2006年和2007年中國(guó)制造業(yè)生產(chǎn)率遠(yuǎn)低于德國(guó),且雖然中國(guó)和德國(guó)的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)增加值占制造業(yè)增加值的比重相差不大,但是中國(guó)的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)率遠(yuǎn)低于德國(guó)。
由表2和表3分析可知,中國(guó)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)仍處在產(chǎn)業(yè)鏈中的低端環(huán)節(jié),創(chuàng)新能力不足,特別是并沒(méi)有掌握產(chǎn)品的關(guān)鍵核心技術(shù),這使得中國(guó)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng),同時(shí)中國(guó)的R&D經(jīng)費(fèi)主要用于技術(shù)引進(jìn),而對(duì)消化吸收和購(gòu)買國(guó)內(nèi)技術(shù)的經(jīng)費(fèi)支出重視度不夠。如中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的三大核心技術(shù)(電池領(lǐng)域、電機(jī)領(lǐng)域和電控系統(tǒng)領(lǐng)域技術(shù))的決策權(quán)為西門子、德?tīng)柛:筒┦赖群腺Y企業(yè)的國(guó)外汽車巨頭所控制,使得國(guó)內(nèi)企業(yè)長(zhǎng)期無(wú)法掌握發(fā)展的主動(dòng)權(quán)。
3 企業(yè)存在發(fā)展困境
在培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的過(guò)程中,企業(yè)應(yīng)該成為技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主體。但是中國(guó)目前國(guó)內(nèi)投資增速下降、產(chǎn)能過(guò)剩和勞動(dòng)力成本上升等帶來(lái)的企業(yè)融資成本的上升阻礙了高技術(shù)中小企業(yè)的發(fā)展。趙玉林和石璋銘[6]基于改進(jìn)的Wurgler方法,用面板實(shí)證分析得出當(dāng)前戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)資本配置效率整體不高的結(jié)論,并指出短期內(nèi)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)面臨的融資約束會(huì)制約產(chǎn)業(yè)配置效率。
由于中國(guó)政府過(guò)度注重培育大企業(yè),對(duì)高度多元化的具有更強(qiáng)創(chuàng)新活力的中小企業(yè)的支持力度不夠,大大阻礙了中小企業(yè)的發(fā)展。加之目前“重研發(fā),輕車間”的趨勢(shì)使研發(fā)投入有所加大,但并沒(méi)有有效轉(zhuǎn)化為研發(fā)成果,各行業(yè)之間壁壘重重,阻礙了研發(fā)成果的共享和利用,這些都使得中國(guó)企業(yè)尤其是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的企業(yè)陷入發(fā)展的困境中。
4 缺乏高端適用人才
人才是國(guó)家實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ),這兩類產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要相應(yīng)的高端適用人才,而中國(guó)的高科技人才面臨嚴(yán)重匱乏的境況。從表4中可以看出,雖然中國(guó)的R&D人員和R&D科學(xué)家和工程師總數(shù)遠(yuǎn)高于德國(guó),但是每萬(wàn)勞動(dòng)力中的R&D人員、R&D科學(xué)家和工程師數(shù)量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于德國(guó),這說(shuō)明中國(guó)的高端適用人才從均數(shù)上來(lái)說(shuō),還是比較低的。
綜上所述,發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)對(duì)金融危機(jī)、搶占經(jīng)濟(jì)發(fā)展制高點(diǎn)的重要策略。發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)都根據(jù)本國(guó)或本地的實(shí)際情況選擇了新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向,并給予積極支持和引導(dǎo)。中國(guó)應(yīng)當(dāng)積極利用發(fā)達(dá)國(guó)家再工業(yè)化戰(zhàn)略的有利時(shí)機(jī),調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu),加快推動(dòng)自身戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。首先需要國(guó)家通過(guò)一系列稅收、金融、投資等方面的政策,改善產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策環(huán)境,培育和扶持新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展;應(yīng)加大科技研發(fā)投入,掌握核心關(guān)鍵技術(shù),依靠科技創(chuàng)新促進(jìn)新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展;應(yīng)重視創(chuàng)造和培育市場(chǎng)需求,對(duì)重點(diǎn)產(chǎn)品進(jìn)行包裝和宣傳,從而提供自主創(chuàng)新的動(dòng)力;應(yīng)重視教育發(fā)展,培養(yǎng)新型工業(yè)生產(chǎn)模式所需要的基礎(chǔ)性人才和高端技術(shù)人才。
四、中德制造業(yè)合作新發(fā)展
德國(guó)是工業(yè)強(qiáng)國(guó),在傳統(tǒng)領(lǐng)域和新興制造業(yè)領(lǐng)域都處于世界領(lǐng)先地位。而中國(guó)工業(yè)化進(jìn)程起步較晚,制造業(yè)技術(shù)與國(guó)際水平存在著差距,很多產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展落后于德國(guó)。近年來(lái),中德兩國(guó)之間在貿(mào)易和投資領(lǐng)域的經(jīng)貿(mào)合作不斷加深,德國(guó)是中國(guó)在歐洲最大的貿(mào)易伙伴,
制造業(yè)是中德經(jīng)貿(mào)合作的重要領(lǐng)域,目前中德正逐步加強(qiáng)在光伏、新能源、新能源汽車和合作醫(yī)療項(xiàng)目等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)以及高技術(shù)產(chǎn)業(yè)、綠色產(chǎn)業(yè)方面的合作。今后中國(guó)應(yīng)格外關(guān)注德國(guó)提出的“工業(yè)40”戰(zhàn)略,利用產(chǎn)業(yè)改革的機(jī)會(huì),依托各自的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),通過(guò)產(chǎn)業(yè)、貿(mào)易和投資的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)互利共盈。
第一,借鑒德國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策的制定。李程驊和黃南[7]指出,德國(guó)很少對(duì)具體的產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)進(jìn)行明確規(guī)劃,但是德國(guó)對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展所依賴的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境的維護(hù)、市場(chǎng)體系的建設(shè)、產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面給予了充分重視。而中國(guó)對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)較為重視,對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的資源稟賦的研究以及市場(chǎng)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)發(fā)展的配套設(shè)施關(guān)注度不高。因此,中國(guó)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)中德產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策交流,吸取德國(guó)已有標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,對(duì)國(guó)內(nèi)的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃制定進(jìn)行改進(jìn)。
如今主要經(jīng)濟(jì)大國(guó)之間的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越集中于主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的控制權(quán)方面,這使得中國(guó)取得先導(dǎo)性技術(shù)突破并將其產(chǎn)業(yè)化的需求日益迫切。《“十二五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》已明確將七大產(chǎn)業(yè)確立為發(fā)展重點(diǎn),未來(lái)應(yīng)以戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展為契機(jī),進(jìn)一步加快提高自主創(chuàng)新能力,突破制造業(yè)數(shù)字化和智能化關(guān)鍵技術(shù),在工業(yè)革命制高點(diǎn)與市場(chǎng)先機(jī)的爭(zhēng)奪中占據(jù)有利地位,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的持續(xù)提升。
第二,構(gòu)建兩國(guó)間產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟,加強(qiáng)技術(shù)合作。中國(guó)和德國(guó)處于制造業(yè)發(fā)展的不同階段,德國(guó)R&D投入比較大,產(chǎn)品的技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯,而中國(guó)是自動(dòng)化技術(shù)需求大國(guó),自身在技術(shù)層面與德國(guó)存在一定差距。中德之間可以構(gòu)建產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟,加強(qiáng)創(chuàng)新合作機(jī)制建設(shè),設(shè)立境內(nèi)外合作研發(fā)中心,利用資金政策和科研設(shè)施優(yōu)勢(shì)加大基礎(chǔ)研究和科技創(chuàng)新研究投入,共同發(fā)展基于互聯(lián)網(wǎng)的新型產(chǎn)品,圍繞重大科技專項(xiàng)和技術(shù)改造發(fā)展重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)并共享研發(fā)成果。
堅(jiān)持科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化相結(jié)合,借鑒德國(guó)在加速科研成果轉(zhuǎn)化方面的有益做法,改變目前“重研發(fā)、輕工藝”、“重實(shí)驗(yàn)室、輕車間”的做法,積極推動(dòng)知識(shí)轉(zhuǎn)化和技術(shù)成果轉(zhuǎn)化。
推進(jìn)工業(yè)化和信息化“兩化”深度融合,借鑒“工業(yè)40”計(jì)劃在提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力方面的先進(jìn)理念與做法,將制造業(yè)的數(shù)字化和智能化作為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)的方向和重點(diǎn),促進(jìn)信息技術(shù)在工業(yè)研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、營(yíng)銷物流和經(jīng)營(yíng)管理等領(lǐng)域的深度應(yīng)用,推動(dòng)工業(yè)由加工制造向智能制造轉(zhuǎn)型升級(jí)。
第三,加強(qiáng)中德企業(yè)合作。中德兩國(guó)經(jīng)濟(jì)的互補(bǔ)性較強(qiáng),中國(guó)擁有較大的消費(fèi)市場(chǎng)以及勞動(dòng)力成本優(yōu)勢(shì),而德國(guó)擁有技術(shù)和效率優(yōu)勢(shì),因此,目前德國(guó)企業(yè)和機(jī)構(gòu)不斷開(kāi)拓中國(guó)市場(chǎng),增加對(duì)華投資力度,促進(jìn)德國(guó)企業(yè)在中國(guó)的本土化。中德企業(yè)應(yīng)繼續(xù)提升雙邊貿(mào)易的深度和寬度,尤其是拓展和加強(qiáng)在節(jié)能環(huán)保、新材料、新能源和航空航天等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的投資合作。
中小企業(yè)是“創(chuàng)新之蟻”,在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)進(jìn)程中具有巨大的推動(dòng)作用。基于德國(guó)在激發(fā)中小企業(yè)創(chuàng)新活力方面的啟示,中國(guó)的產(chǎn)業(yè)組織政策思路也應(yīng)有所調(diào)整,由過(guò)于強(qiáng)調(diào)培育大企業(yè)以提高市場(chǎng)集中度,轉(zhuǎn)向強(qiáng)調(diào)促進(jìn)高度多元化的、具有更強(qiáng)創(chuàng)新活力的中小型企業(yè),特別是小微企業(yè)和創(chuàng)業(yè)型企業(yè)的發(fā)展。
第四,加大人才的培養(yǎng)交流和引進(jìn)。人才戰(zhàn)略是制造業(yè)尤其是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的根本保證。應(yīng)根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求促進(jìn)中德之間人才培養(yǎng)基地的建立,支持和鼓勵(lì)兩國(guó)之間的人才交流,通過(guò)國(guó)家間學(xué)生短期就業(yè)實(shí)習(xí)交流、企業(yè)間合作培訓(xùn)以及國(guó)家層面的人才交流等措施促進(jìn)高端適用人才的培養(yǎng)。
因此,需要將培養(yǎng)富有創(chuàng)新能力的各類人才作為重點(diǎn),開(kāi)展產(chǎn)學(xué)研合作機(jī)制,促進(jìn)科研機(jī)構(gòu)、高校創(chuàng)新人才和企業(yè)的交流,加大高技能人才隊(duì)伍建設(shè)力度,尤其是高層次、高水平的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的人才培養(yǎng)和引進(jìn)。
第五,夯實(shí)完善兩國(guó)高層互訪機(jī)制。推動(dòng)兩國(guó)商會(huì)和行業(yè)協(xié)會(huì)等中介組織的交流,促進(jìn)中德合作論壇和產(chǎn)業(yè)合作會(huì)議等各種方式的交流與合作,建立新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展合作制度,構(gòu)建兩國(guó)之間部門協(xié)調(diào)機(jī)制,通過(guò)組織協(xié)調(diào)兩國(guó)之間的聯(lián)合技術(shù)推廣和重點(diǎn)工程的建設(shè)。政府應(yīng)在融資、信息和行政服務(wù)等方面提供更多支持和便利,尤其是加強(qiáng)企業(yè)對(duì)關(guān)鍵技術(shù)和裝備引進(jìn)的支持,重視消化吸收再創(chuàng)新,從而營(yíng)造有利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展和中小企業(yè)合作的金融支持環(huán)境。
基于德國(guó)在推動(dòng)多部門合作方面的做法,中國(guó)應(yīng)著力打破行業(yè)壁壘和部門利益的藩籬,積極推動(dòng)分行業(yè)協(xié)作,在避免同質(zhì)惡性競(jìng)爭(zhēng)的同時(shí),促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈的加速形成。
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