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近期，多位中國工程院院士在全國科技創(chuàng)新大會期間向中央高層遞交了關(guān)于支持中國高檔數(shù)控機(jī)床國產(chǎn)化的建議。

 

2009年以來，國家通過實施重大科技專項;高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備，大力推動高檔機(jī)床國產(chǎn)化技術(shù)攻關(guān)。目前，中國高檔數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)軟、硬件技術(shù)都取得了重大突破，已經(jīng)可以應(yīng)用。但是，大規(guī)模應(yīng)用卻遭遇市場推廣的難題。

 

因此，院士們建言，出臺系列扶持政策，包括在航空航天軍工領(lǐng)域推動政府采購，取消部分國產(chǎn)化已經(jīng)突破的進(jìn)口產(chǎn)品的免稅政策等。

 

數(shù)據(jù)顯示，高檔數(shù)控機(jī)床中，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)市場占有率只有5%。分析人士認(rèn)為，高端數(shù)控機(jī)床國產(chǎn)化的市場推廣是當(dāng)前行業(yè)發(fā)展瓶頸所在，一旦突破，替代進(jìn)口在望。接下來國家有望出臺推動國產(chǎn)數(shù)控技術(shù)走向應(yīng)用的扶持政策。

 

數(shù)控系統(tǒng)中國夢

 

按照規(guī)劃，到2020年，我國要通過技術(shù)攻關(guān)，形成高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備主要產(chǎn)品的自主開發(fā)能力，形成國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)與主機(jī)的批量配套體系。

 

數(shù)控機(jī)床是工業(yè)母機(jī)，其技術(shù)水平代表著一個國家的綜合競爭力，尤其是五軸聯(lián)動高檔數(shù)控機(jī)床對一個國家的航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫(yī)療設(shè)備等行業(yè)有著舉足輕重的影響力。《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》確定了16個科技重大專項。;高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備是16個科技重大專項之一，也即2009年啟動的04科技重大專項，這是與集成電路、大飛機(jī)、載人航天等項目同等重要的國家科技重大項目。

 

按照規(guī)劃，到2020年，我國要通過技術(shù)攻關(guān)，形成高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備主要產(chǎn)品的自主開發(fā)能力，形成國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)與主機(jī)的批量配套體系。其中，數(shù)控系統(tǒng)是機(jī)床裝備的;大腦，是決定數(shù)控機(jī)床功能、性能、可靠性、成本價格的關(guān)鍵因素，也是制約我國數(shù)控機(jī)床行業(yè)發(fā)展的瓶頸。

 

04科技重大專項提出，要瞄準(zhǔn)國外數(shù)控系統(tǒng)先進(jìn)技術(shù)，強(qiáng)力支持;中國制造的短板國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)自主研發(fā)高檔型、標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動和伺服電機(jī)等最重要的關(guān)鍵基礎(chǔ)部件。通過在航空航天、汽車、發(fā)電裝備、船舶和數(shù)控機(jī)床制造重點(diǎn)企業(yè)的應(yīng)用示范，推動國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)化。

 

機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)發(fā)端于上世紀(jì)五十年代的美國。日本企業(yè)引進(jìn)該項技術(shù)后，應(yīng)用于廉價的普通機(jī)床上，使得數(shù)控機(jī)床在20世紀(jì)70年代后期得到普及。與計算機(jī)一樣，歷史上機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的控制元件大致經(jīng)歷了三次變化：電子管晶體管集成電路。由于中國在計算機(jī)和集成電路領(lǐng)域遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家，中國機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)也徹底落后了。

 

改革開放以后，機(jī)床數(shù)控產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了;六五期間技術(shù)引進(jìn)、;七五期間技術(shù)消化吸收、;八五期間技術(shù)自主開發(fā)、;九五到;十二五期間中低檔數(shù)控技術(shù)產(chǎn)業(yè)化和高檔數(shù)控系統(tǒng)縮小差距的艱難發(fā)展過程。

 

數(shù)控技術(shù)是戰(zhàn)略性核心技術(shù)，五軸聯(lián)動以上高檔數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床裝備一直是重要的國際戰(zhàn)略物資，受到西方國家嚴(yán)格的出口限制。一個典型案例是;東芝事件：1983年，日本東芝公司賣給前蘇聯(lián)幾臺五軸聯(lián)動數(shù)控銑床，前蘇聯(lián)將其用于制造核潛艇推進(jìn)螺旋槳，以至于美國的聲納無法偵測到前蘇聯(lián)核潛艇的動向。后來，美國國防部追究責(zé)任，東芝的相關(guān)高層都進(jìn)了監(jiān)獄。

 

我國曾經(jīng)引進(jìn)日本發(fā)那科和德國西門子的數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)，但對方都采取了;高附加值產(chǎn)品銷售落后技術(shù)轉(zhuǎn)讓合資辦廠等占領(lǐng)中國市場的手段。凡是中國沒有的技術(shù)，凡是中國需要的技術(shù)，對方都不賣。至今，我國高檔數(shù)控機(jī)床還是以國外數(shù)控系統(tǒng)為主。

 

先消化外國先進(jìn)技術(shù)，再走;自主開發(fā)路子的設(shè)想并沒有實現(xiàn)。從中國機(jī)床產(chǎn)量峰值時的2010年數(shù)據(jù)看，中國低檔經(jīng)濟(jì)型機(jī)床占比60%，其中95%是國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng);中檔標(biāo)準(zhǔn)型機(jī)床占比38%，其中國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)占20%;高檔機(jī)床占比2%，其中國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)僅占2%。

 

數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)獲突破

 

中國工程院院士、西安交通大學(xué)教授盧秉恒告訴記者，中國在高檔數(shù)控機(jī)床技術(shù)上實現(xiàn)了重大突破，正在走向應(yīng)用。

 

華中數(shù)控董事長陳吉紅是04科技重大專項總體組專家。據(jù)他介紹，2009年，04科技重大專項立項支持華中數(shù)控、廣州數(shù)控、大連光洋、沈陽高精和航天數(shù)控等5家數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)，自主研發(fā)高檔數(shù)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)。

 

經(jīng)過兩年多的努力，5家企業(yè)均攻克了數(shù)控系統(tǒng)軟硬件平臺、高速高精、多軸聯(lián)動、總線技術(shù)、納米插補(bǔ)等一批高檔數(shù)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，研制出全數(shù)字總線式高檔數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品樣機(jī)，實現(xiàn)從模擬接口、脈沖接口到全數(shù)字總線控制、高速高精的技術(shù)跨越。

 

2012年，04科技重大專項數(shù)控系統(tǒng)的任務(wù)部署轉(zhuǎn)向重點(diǎn)對標(biāo)。課題的考核指標(biāo)確立兩個標(biāo)靶：高檔數(shù)控系統(tǒng)瞄準(zhǔn)的是西門子840D它就像機(jī)床行業(yè)的 F22戰(zhàn)斗機(jī)，具有五軸聯(lián)動、多通道、高速高精、車銑復(fù)合等功效;中檔普及性、標(biāo)準(zhǔn)型技術(shù)瞄準(zhǔn)的是市場上量大面廣的發(fā)那科0i系統(tǒng)。技術(shù)攻關(guān)單位公開招標(biāo)的結(jié)果，華中數(shù)控、大連光洋承擔(dān)了高檔型數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用驗證;廣州數(shù)控、華中數(shù)控承擔(dān)了標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化課題。這四項課題累計投入國撥經(jīng)費(fèi)達(dá)5億多元。而此前，類似課題的撥款支持力度不超過1000萬元。

 

2015年6月到2016年2月間，國家機(jī)床質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心組織專家組對04專項數(shù)控系統(tǒng)課題的研究成果和產(chǎn)品進(jìn)行了評測。華中8型數(shù)控系統(tǒng)、廣州數(shù)控系統(tǒng)通過了全部633項標(biāo)準(zhǔn)型對標(biāo)評測項，通過率100%。華中8型數(shù)控系統(tǒng)通過了1952項高檔型對標(biāo)評測項，通過率達(dá)98%。這大大超出課題考核指標(biāo)所要求的達(dá)到國外同類數(shù)控系統(tǒng) 90%以上的要求。

 

大連光洋承擔(dān)的兩科技項目五軸立式銑車復(fù)合加工中心，高可靠性光纖總線開放式高檔數(shù)控系統(tǒng)、精密測量系統(tǒng)、伺服裝置和電機(jī)技術(shù)及產(chǎn)品成套系統(tǒng)工程也通過了專家鑒定。

 

2016年4月10日，中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會組織了行業(yè)內(nèi)知名專家，對華中數(shù)控的;高性能數(shù)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用成果進(jìn)行了鑒定。鑒定委員會認(rèn)為：華中數(shù)控成功研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的系列化華中8型高性能數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動和伺服電機(jī)成套產(chǎn)品。經(jīng)測試，該系統(tǒng)各項功能均達(dá)到國際主流高檔數(shù)控系統(tǒng)的指標(biāo)。經(jīng)用戶使用驗證，功能、性能和可靠性達(dá)到國外同類系統(tǒng)水平，可替代進(jìn)口。

 

為了推動國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用示范和產(chǎn)業(yè)化，04科技重大專項還立項支持了一批航空航天、汽車、發(fā)電裝備和船舶制造企業(yè)應(yīng)用國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)。華中數(shù)控、廣州數(shù)控、大連光洋、沈陽高精所研制的高檔型數(shù)控系統(tǒng)與10多類600多臺高速、精密、5軸聯(lián)動高檔數(shù)控機(jī)床實現(xiàn)了配套。國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)已在沈飛、成飛、航天8院、東汽等航空航天、汽車、發(fā)電裝備制造等一批重點(diǎn)領(lǐng)域批量應(yīng)用，其功能、性能、可靠性經(jīng)受了用戶的考驗，受到用戶的好評。中國數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)迎來了快速發(fā)展的曙光。

 

中國工程院院士、西安交通大學(xué)教授盧秉恒是04科技重大專項的技術(shù)總師。他在接受上海證券報記者采訪時說，中國在高檔數(shù)控機(jī)床技術(shù)上實現(xiàn)了重大突破，正在走向應(yīng)用，如在五軸聯(lián)動、高精密等領(lǐng)域都有突破。

 

與國外最先進(jìn)技術(shù)相比，目前國產(chǎn)中高檔數(shù)控系統(tǒng)在性能上、可靠性上還有一些差距。但盧院士認(rèn)為，研究是無法預(yù)測應(yīng)用中可能遇到的所有問題的，中國高檔數(shù)控系統(tǒng)瓶頸是缺乏大量應(yīng)用，沒有大量應(yīng)用就發(fā)現(xiàn)不了問題，就無法優(yōu)化。中國已經(jīng)能夠做高檔數(shù)控機(jī)床和系統(tǒng)，接下來必須加速應(yīng)用，用得越多，國產(chǎn)技術(shù)才能越好。

 

艱難開拓高檔市場應(yīng)用

 

目前國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)較大問題是高端客戶認(rèn)同度低，尤其是國防軍工企業(yè)，還不信任國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)在可靠性、功能方面能滿足要求。

 

推動商業(yè)應(yīng)用，開拓市場，成為當(dāng)下發(fā)展數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)最現(xiàn)實的問題。

 

04科技重大專項對此有明確要求：到2020年，高檔數(shù)控系統(tǒng)、關(guān)鍵功能部件與主機(jī)實現(xiàn)批量配套，并得到應(yīng)用示范;國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控系統(tǒng)市場占有率從30%提高到60%以上;國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)的市場占有率將從現(xiàn)在的2%提高到20%左右。

 

04科技重大專項數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)取得突破后，在市場拓展方面取得了不小成績。以廣州數(shù)控為例，其在高檔數(shù)控專項支持開發(fā)的高檔數(shù)控系統(tǒng)成果 27i、25i 已經(jīng)實現(xiàn)配套近百臺，用于沈陽巨浪特種機(jī)床、廣州宏力立加、江陽貝爾滾齒機(jī)、寧國飛鷹專機(jī)改造、哈斯機(jī)床舊機(jī)改造等。與上海航天八院聯(lián)合研制的攪拌摩擦焊已經(jīng)成功應(yīng)用，其配套的廣數(shù)高檔數(shù)控系統(tǒng)得到好評。

 

民營企業(yè)大連光洋集團(tuán)只做高端五軸數(shù)控機(jī)床，其控制系統(tǒng)、伺服電機(jī)、主軸、傳感器都是自主研發(fā)。2009年參與04科技重大專項后，公司技術(shù)取得很大進(jìn)步。在6月北京國際機(jī)床展上，該公司人士透露，目前公司每年機(jī)床銷量100臺左右，在國內(nèi)高端市場做得較大。

 

而華中數(shù)控利用04科技重大專項支持所取得的技術(shù)積累，針對3C制造行業(yè)的巨大需求，研制和批量銷售了具有高速高精、高速主軸控制等關(guān)鍵技術(shù)的鉆攻中心數(shù)控系統(tǒng)，其加工效率優(yōu)于國外同類產(chǎn)品，并且建立了3C加工智能工廠。目前，華中8型鉆攻中心數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)銷售7000多臺套。另外，大連機(jī)床集團(tuán)與華中數(shù)控合作，自主開發(fā)了大連機(jī)床自己的DMTG數(shù)控系統(tǒng)，近年來累計銷售了近萬臺套。

 

根據(jù)04專項總體組的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2012年至今，04專項支持研發(fā)的高檔型數(shù)控系統(tǒng)已累計銷售近千臺，標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控系統(tǒng)已累計銷售5萬多臺。

 

據(jù)統(tǒng)計，國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)的市場占有率已從04專項啟動前的2%提升到目前的5%，中檔、標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控系統(tǒng)的市場占有率已從04專項啟動前的20%提升到目前的約40%。

 

國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)最近兩年取得的成績有目共睹，但華中數(shù)控董事長陳吉紅認(rèn)為，雖然國產(chǎn)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)上與國外的差距在縮小，但技術(shù)突破不等于市場突破。目前國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)較大問題是高端客戶認(rèn)同度低，包括國防軍工企業(yè)，還不信任國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)在可靠性、功能方面能滿足它們的要求。有企業(yè)反映：去向軍工企業(yè)推銷時，都說;我們從來不用國產(chǎn)設(shè)備，除非國防科工局發(fā)文。如果影響了軍品交貨誰負(fù)責(zé)?

 

記者在北京機(jī)床展期間，隨機(jī)采訪了昆明機(jī)床、秦川機(jī)床等企業(yè)，這些核心機(jī)床企業(yè)都沒有批量選用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，主要認(rèn)為國產(chǎn)系統(tǒng)在功能等方面和國外系統(tǒng)還有差距。

 

陳吉紅列舉了市場拓展的難處：國外數(shù)控系統(tǒng)在中國市場耕耘了四十多年，其產(chǎn)品在技術(shù)上、性能上的優(yōu)勢，形成了很好的市場品牌與客戶美譽(yù)度，大量的客戶已經(jīng)習(xí)慣使用它們的產(chǎn)品，形成了一個;市場生態(tài)圈。

 

同時，當(dāng)中國技術(shù)突破后，國外企業(yè)就解除技術(shù)封鎖或者大幅降價，沖擊中國新技術(shù)。

 

以3C領(lǐng)域廣泛使用的鉆攻中心數(shù)控系統(tǒng)為例，當(dāng)國內(nèi)技術(shù)沒突破時，日本發(fā)那科公司31i數(shù)控系統(tǒng)在中國市場賣28萬元一套，而且部分功能還是屏蔽的。當(dāng)華中數(shù)控等國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)的鉆攻中心數(shù)控系統(tǒng)推向市場后，發(fā)那科公司把31i數(shù)控系統(tǒng)的算法、功能移植到0imate系統(tǒng)上，以5萬元一套的價格在市場上與中國國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)競爭，保持市場優(yōu)勢。

 

中國機(jī)床行業(yè)協(xié)會一位專家稱，有的行業(yè)如汽車，由外資品牌主導(dǎo)市場，均采購國外設(shè)備。而據(jù)統(tǒng)計，汽車行業(yè)機(jī)床銷量占機(jī)床總量的40%。這些實際情況也讓國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)難以打破國外產(chǎn)品的市場生態(tài)圈。

 

“沒有市場就無法形成數(shù)控產(chǎn)業(yè)規(guī)模，沒有產(chǎn)業(yè)規(guī)模，就不會有好的經(jīng)濟(jì)效益，也就留不住優(yōu)秀人才，影響資金的再投入，形成惡性循環(huán)。” 陳吉紅說。

 

正是看到了中國高檔數(shù)控機(jī)床拓展市場的困境，中國工程院院士才聯(lián)合寫報告，向高層建言大力推動高檔數(shù)控機(jī)床的國產(chǎn)化，希望國家從多個層面，全力支持產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵期的中國中高檔數(shù)控機(jī)床。院士們希望改變當(dāng)前數(shù)控機(jī)床采購中的;不平等狀態(tài)即政府采購中，往往指定采購國外品牌，而不是理直氣壯地支持國產(chǎn)貨。;日本、韓國，全部是用自己的數(shù)控機(jī)床，而中國寧愿用國外的。

 

參與建言的盧秉恒院士稱，接下來有望出臺推動國產(chǎn)技術(shù)走向應(yīng)用的扶持政策。

 

“中國機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)，技術(shù)上如華為、小米一樣，已經(jīng)形成自己的特色，可以堵槍眼、拼刺刀了。我相信，中國數(shù)控系統(tǒng)會像當(dāng)年中國彩電行業(yè)、現(xiàn)在華為手機(jī)一樣，一旦市場認(rèn)可了，國外品牌就會出局。”陳吉紅說。