“2020年，機床行業運行情況好于預期，呈現恢復性增長態勢。”日前， 中國機床工具工業協會常務副理事長毛予(yu)鋒表示，經(jing)歷了近(jin)10年(nian)的(de)低(di)迷期，機床行業正迎來(lai)發展新機遇。

機床，生產機器的機器，被稱為“工業母機”，是裝備制造業的核心生產基礎。在極不平凡的2020年，機床業精耕細作，在高檔數控機床領域取(qu)得了諸多新突破(po)(po)：超大(da)型五軸(zhou)機床取(qu)得重大(da)突破(po)(po)，世界首臺(tai)鑄鍛(duan)銑一(yi)體化3D打印數控機床研發成功……

“十四五”時期，機(ji)床行業如(ru)何補(bu)短板(ban)、鍛(duan)長板(ban)？記者(zhe)進行了(le)采訪。

中高端多點開花，機床行業呈現觸底回暖跡象

2020年春天(tian)，機(ji)床業(ye)喜報頻傳。

由(you)通用(yong)(yong)技(ji)術集團沈(shen)陽(yang)機床研制的國(guo)內首(shou)臺超長行程高(gao)鐵專用(yong)(yong)高(gao)速五軸(zhou)加(jia)工中心成功下線。這(zhe)臺機床用(yong)(yong)于(yu)高(gao)鐵大型結構件(jian)(jian)的復雜(za)曲面加(jia)工，標志(zhi)著國(guo)產高(gao)端(duan)數控裝備(bei)首(shou)次用(yong)(yong)于(yu)高(gao)鐵行業核(he)心零部件(jian)(jian)的生(sheng)產。

在(zai)這(zhe)一個(ge)月之前，由我國主(zhu)持修訂的“S試(shi)件”五軸機(ji)床(chuang)檢(jian)測方法(fa)正式成為國際標準，機(ji)床(chuang)人坦言，“這(zhe)可是啃(ken)下了硬(ying)骨頭(tou)”。

“S試件”被視為機床加(jia)(jia)工領(ling)域“皇(huang)冠上(shang)的(de)(de)明珠(zhu)”。一臺機床只要(yao)能(neng)夠加(jia)(jia)工出(chu)合格的(de)(de)“S試件”，那么(me)再復雜的(de)(de)薄壁零件，都(dou)能(neng)勝(sheng)任。“S試件”的(de)(de)加(jia)(jia)工，需要(yao)機床變換多種角(jiao)度(du)加(jia)(jia)工，且保證(zheng)極高的(de)(de)加(jia)(jia)工精度(du)。

“我(wo)們機(ji)(ji)床(chuang)的(de)(de)(de)核心部件(jian)經受住(zhu)了‘S試件(jian)’的(de)(de)(de)考驗(yan)。”國內某機(ji)(ji)床(chuang)龍頭企業負責人說(shuo)，闖關“S試件(jian)”，吃的(de)(de)(de)苦頭可不少，“試驗(yan)過(guo)程(cheng)中，機(ji)(ji)床(chuang)加工(gong)的(de)(de)(de)各個檢測點指標都是(shi)合(he)格的(de)(de)(de)，可組(zu)合(he)起來的(de)(de)(de)‘S試件(jian)’卻總(zong)是(shi)達不到標準(zhun)。”

究其原(yuan)因，還是(shi)加工(gong)精度(du)有差距。每個檢測點不(bu)(bu)僅要(yao)達標(biao)，還要(yao)幾(ji)乎零(ling)誤差，才能保(bao)證“S試(shi)件”外形輪(lun)廓尺寸的誤差不(bu)(bu)超過0.05毫米。該企業的研發(fa)攻關團隊不(bu)(bu)斷向零(ling)誤差逼近，經過1200多次試(shi)驗(yan)，終于啃下(xia)了這塊“硬骨頭”，實現“S試(shi)件”加工(gong)100%合格。

毛予鋒稱，如(ru)今(jin)我國高(gao)端機床(chuang)的(de)國產(chan)化程度不斷提高(gao)。截(jie)至(zhi)目前，國產(chan)五軸(zhou)聯動加(jia)工中心、高(gao)檔數控系(xi)統等代(dai)表性產(chan)品的(de)國內市(shi)場占(zhan)有率已提升至(zhi)30%左右。

更可喜的是(shi)，不(bu)僅大型機床龍頭企業(ye)(ye)持續攻克關鍵技術(shu)，細(xi)分領域的“隱(yin)形(xing)冠(guan)軍”也在(zai)破局。2020年11月，機床行業(ye)(ye)有(you)近20家企業(ye)(ye)入(ru)選(xuan)工信部第(di)二批(pi)專精特新“小(xiao)巨(ju)人”企業(ye)(ye)公示名單。

2021年1月4日，深圳(zhen)市創世紀(ji)機械(xie)有(you)限公司再傳捷報(bao)，產品T—V856S機床單日出(chu)貨218臺，創近(jin)年來新高，贏得“開門紅”。憑借可靠的加工質(zhi)量(liang)，公司短短10多年就躍居(ju)細分領域的前列。

“近10年是(shi)我國機床(chuang)市(shi)場(chang)需(xu)求急劇變化的10年，從(cong)完全依賴投(tou)(tou)資向投(tou)(tou)資兼顧消費(fei)方向轉變。”毛予鋒(feng)說，過去，機床(chuang)企(qi)業(ye)(ye)(ye)的客戶主要集(ji)中在能(neng)(neng)源(yuan)、鋼鐵、裝備制(zhi)造(zao)業(ye)(ye)(ye)等重工業(ye)(ye)(ye)，如今，客戶已向電子產品、新能(neng)(neng)源(yuan)汽車(che)、醫療器械、半導體等領域拓展(zhan)，“一些不適合市(shi)場(chang)需(xu)求的企(qi)業(ye)(ye)(ye)被淘(tao)汰，而一批反(fan)應快(kuai)速、聚焦細分領域的企(qi)業(ye)(ye)(ye)迅速成(cheng)長。”

高(gao)端(duan)有(you)突破、中(zhong)端(duan)有(you)進展，機床(chuang)行(xing)業正逐步擺(bai)脫(tuo)多(duo)年(nian)的下行(xing)態(tai)勢，呈(cheng)現觸底回暖的跡象。中(zhong)國機床(chuang)工具工業協會數據(ju)顯示，2020年(nian)金屬加工機床(chuang)全年(nian)訂單總量增(zeng)長了(le)16%。

加強協同創新，實現從1到100、由點及面的擴張

作為“工業母機”，機床(chuang)(chuang)(chuang)的應用場(chang)景遍地皆(jie)是(shi)，小到(dao)手機、電視(shi)、洗衣機，大到(dao)汽車、高(gao)鐵(tie)、飛機、火(huo)箭，精細如醫學植入(ru)物和醫療器械等等，都(dou)離不(bu)(bu)開機床(chuang)(chuang)(chuang)。中國經濟邁向(xiang)高(gao)質量(liang)發展，對產品(pin)質量(liang)的要(yao)求越(yue)(yue)來越(yue)(yue)高(gao)，對機床(chuang)(chuang)(chuang)的要(yao)求也越(yue)(yue)來越(yue)(yue)高(gao)。“可以說(shuo)，國產高(gao)端(duan)機床(chuang)(chuang)(chuang)的供給能力與(yu)需求不(bu)(bu)匹配(pei)，不(bu)(bu)僅整機與(yu)進口機床(chuang)(chuang)(chuang)有(you)差(cha)(cha)距，關鍵基(ji)礎(chu)配(pei)套件也有(you)差(cha)(cha)距。”毛予鋒說(shuo)。

差距(ju)在哪(na)里？在于以應用為基礎的(de)可持(chi)續(xu)創新。

廣州數控設備有(you)(you)限(xian)公司副總工(gong)程(cheng)師朱孔鋒表示，以數控機床的核心技(ji)術(shu)——數控系統(tong)為例，我國(guo)已有(you)(you)能力生產(chan)高(gao)端(duan)機床數控系統(tong)，實現了從0到1的突破。但(dan)與進口高(gao)端(duan)數控系統(tong)相(xiang)比，在(zai)技(ji)術(shu)成熟度和品(pin)(pin)牌影響力上(shang)還存在(zai)差距。“正是這(zhe)些差距，讓國(guo)產(chan)數控系統(tong)遲遲難以實現從1到100、由點(dian)及(ji)面的擴張。與此同時，缺乏了高(gao)端(duan)應用場景的錘煉，國(guo)產(chan)高(gao)端(duan)數控系統(tong)與國(guo)外產(chan)品(pin)(pin)的差距就難以彌補(bu)，甚至會(hui)越來越大(da)。”

“好產品是用出來的，無(wu)人使用就無(wu)從知(zhi)道差距(ju)，沒有應(ying)用場(chang)景，如何升級(ji)迭代？”大(da)連光洋(yang)科技集(ji)團董事長助理江(jiang)世琳感慨，高(gao)端(duan)機(ji)床市場(chang)規模(mo)小、單價高(gao)，價格(ge)因素影響較(jiao)小，“僅依(yi)靠企業(ye)自(zi)身、依(yi)靠市場(chang)力量，國產高(gao)端(duan)數控機(ji)床的開拓困難很大(da)。”

毛予鋒坦言(yan)，長期以來，機(ji)床行業重樣機(ji)研究、輕應用(yong)驗證(zheng)，往(wang)(wang)往(wang)(wang)樣機(ji)通過驗收即意味著項目(mu)完(wan)成，很少有(you)人關注產(chan)品的后續應用(yong)、市場拓展，對企業創新產(chan)品的推廣缺乏政策支撐(cheng)。這種創新模式(shi)往(wang)(wang)往(wang)(wang)只能滿(man)足解決(jue)“有(you)沒(mei)有(you)”的問(wen)題，不能適(shi)應高質量發展的需求。

面(mian)對這一困境，一些企業進行了(le)有益探索。

“我們(men)把(ba)找客(ke)(ke)(ke)戶的(de)時間提(ti)前了。”江(jiang)世琳說(shuo)，以前是(shi)有(you)(you)了產品向(xiang)客(ke)(ke)(ke)戶推銷，請他們(men)試用。現在我們(men)是(shi)先找上門，問客(ke)(ke)(ke)戶有(you)(you)什么需求，雙方一起(qi)研發，“我們(men)理解(jie)客(ke)(ke)(ke)戶青睞進口成熟機床的(de)心理，畢(bi)竟生產線的(de)每(mei)一次(ci)故障、停(ting)機都會造成巨(ju)大的(de)損失。所以，我們(men)只(zhi)能把(ba)功課做到前頭。”

回憶(yi)起第一次(ci)和某研究機構合作(zuo)的(de)(de)(de)場(chang)景(jing)，江(jiang)世琳不會忘記那寫滿問(wen)題(ti)的(de)(de)(de)200多頁A4紙，“第一次(ci)共同(tong)研發，客(ke)戶用考(kao)察進口先進設備(bei)的(de)(de)(de)標準(zhun)要求我們(men)。對我們(men)而(er)言，那厚達3厘米的(de)(de)(de)問(wen)題(ti)紙不是苛責，是寶貝(bei)。”江(jiang)世琳回憶(yi)，改(gai)進設備(bei)后(hou)，公(gong)司直接把工程師派到(dao)了(le)客(ke)戶的(de)(de)(de)車(che)間，隨時解(jie)決問(wen)題(ti)，提高設備(bei)的(de)(de)(de)可(ke)靠(kao)性、工藝的(de)(de)(de)適應性和生產(chan)的(de)(de)(de)穩定性，以免影(ying)響操作(zuo)工人(ren)的(de)(de)(de)績效(xiao)，提高他們(men)操作(zuo)國產(chan)設備(bei)的(de)(de)(de)積(ji)極性。經(jing)歷了(le)一次(ci)共同(tong)研發，大連(lian)光洋終于贏得了(le)客(ke)戶的(de)(de)(de)認可(ke)。客(ke)戶一次(ci)性購置了(le)22臺高端五軸聯動機床(chuang)組建(jian)智能生產(chan)線，“在(zai)那之(zhi)后(hou)，公(gong)司的(de)(de)(de)產(chan)品在(zai)航空(kong)航天領域打開(kai)了(le)局面。”

“機床(chuang)行業(ye)的供給方式正(zheng)從批量化(hua)(hua)向定制化(hua)(hua)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)，特別(bie)是(shi)中高(gao)端產(chan)品，更需要機床(chuang)行業(ye)加(jia)強(qiang)與(yu)用戶的協(xie)同創新(xin)實踐(jian)，從被(bei)動跟(gen)隨式解決(jue)用戶需求(qiu)問(wen)題，向聯合預研(yan)新(xin)需求(qiu)和新(xin)工藝轉(zhuan)(zhuan)變(bian)。”毛(mao)予鋒說。

產學研用一盤棋，積極擁抱新技術

工欲善(shan)其事，必先利其器(qi)。對于(yu)制造業來說，這個“器(qi)”就是機床(chuang)。“十(shi)四五(wu)”時期(qi)，機床(chuang)行業要補短板、鍛長板，任重道(dao)遠。

“從產品(pin)看，一臺好的(de)機床需要全(quan)產業鏈‘齊步走(zou)’，基(ji)礎(chu)部(bu)件決定(ding)(ding)了功能(neng)部(bu)件，功能(neng)部(bu)件又決定(ding)(ding)了主機的(de)性能(neng)，這是一個環(huan)環(huan)相扣(kou)的(de)過程。”朱孔鋒說。

從行業看，機(ji)床與半(ban)導(dao)體、原材料、刀(dao)具等一(yi)系列基礎工業是互為表(biao)里、互相依存的(de)。例如，一(yi)臺高端機(ji)床需(xu)要有高質(zhi)量(liang)的(de)軸(zhou)承，而高品質(zhi)的(de)軸(zhou)承除(chu)了取(qu)決于鋼(gang)材的(de)質(zhi)量(liang)，更重要的(de)是加工軸(zhou)承所(suo)用機(ji)床的(de)性能。

“這意味著，機床行業要補短板，僅靠頭部企業不可行，而是需(xu)要用戶需(xu)求(qiu)引(yin)領(ling)、產學(xue)研用一(yi)盤棋(qi)齊發力。”江世琳說。

毛予鋒強調，可(ke)以預見的是(shi)，“十四五”期間，對國產高端機床的需(xu)求有望進一步爆(bao)發。在(zai)重大需(xu)求拉動和共性技術研發方面，我(wo)們需(xu)要探索(suo)新型舉(ju)國體(ti)制如何更好發揮作用。

朱孔鋒(feng)表示，正如“十四五”規(gui)劃《建議》提出的(de)實行(xing)“揭榜掛帥”等制度，希望(wang)有關(guan)部(bu)門指(zhi)導下游企(qi)業(ye)(ye)公開發(fa)(fa)布需求，聯合(he)各基(ji)礎工業(ye)(ye)、機床(chuang)產業(ye)(ye)鏈上下游共(gong)同(tong)研發(fa)(fa)，形成相(xiang)輔(fu)相(xiang)成、協同(tong)攻關(guan)、互促互進的(de)發(fa)(fa)展新格局，“政府部(bu)門可以采(cai)取(qu)購(gou)買服務的(de)方式，由龍頭企(qi)業(ye)(ye)承包相(xiang)關(guan)課(ke)題，自行(xing)組織課(ke)題參與方，以實現(xian)關(guan)鍵核心(xin)技術的(de)攻克。”

“雖然機床(chuang)行業(ye)(ye)占GDP比重不(bu)(bu)足(zu)1%，卻是制造業(ye)(ye)向中高(gao)(gao)端升級的(de)(de)(de)基礎。行業(ye)(ye)實現高(gao)(gao)質(zhi)量發展，需要更多(duo)(duo)(duo)資本的(de)(de)(de)大力支持。” 毛予鋒建議，國家級大基金更多(duo)(duo)(duo)地投(tou)向機床(chuang)行業(ye)(ye)，同時也給(gei)予民營企(qi)業(ye)(ye)更多(duo)(duo)(duo)的(de)(de)(de)機會，“機床(chuang)行業(ye)(ye)經過近10年的(de)(de)(de)發展，民營企(qi)業(ye)(ye)已成為不(bu)(bu)可忽視的(de)(de)(de)重要力量。”

不(bu)過，埋頭(tou)趕路也要抬頭(tou)看(kan)路。近些(xie)年，機(ji)床業的顛覆性(xing)創新(xin)陸(lu)續問世(shi)，不(bu)僅彌補了傳(chuan)統(tong)數(shu)控機(ji)床的短板，也影響著傳(chuan)統(tong)機(ji)床的研發思路。

據介紹，傳統數(shu)控機(ji)床在加(jia)工(gong)時“做減法(fa)”，通過(guo)車、銑(xian)、刨(bao)、磨等方(fang)式對機(ji)械零件進行(xing)加(jia)工(gong)，勝在可靠性(xing)高。3D打印技術則(ze)是“做加(jia)法(fa)”，先將液體(ti)材料固化為(wei)平(ping)面(mian)薄(bo)層，再(zai)將一層層薄(bo)層累積成所需(xu)要的(de)三維物體(ti)，勝在可駕馭復雜造型。日前，在武(wu)漢(han)，一種全新的(de)機(ji)床——鑄鍛銑(xian)一體(ti)化3D打印數(shu)控機(ji)床，將二者優點相結合(he)。

“現代(dai)工業所需的不(bu)(bu)少精(jing)密零部件，結構復(fu)雜，對精(jing)度、氣密性要(yao)求(qiu)極高。用傳統數(shu)控(kong)機(ji)床進行加(jia)工，控(kong)制精(jing)度難(nan)度極大(da)(da)，3D打印技(ji)術則在(zai)氣密性等方面有短板。”項(xiang)目牽頭人、華中(zhong)科技(ji)大(da)(da)學教授(shou)張(zhang)海鷗說(shuo)，鑄鍛(duan)銑(xian)一體化(hua)3D打印數(shu)控(kong)機(ji)床將二者優勢“合(he)二為(wei)一”，邊鑄型邊鍛(duan)打，僅一次就成功試制出飛機(ji)復(fu)合(he)材料成型模具，不(bu)(bu)僅參數(shu)符合(he)要(yao)求(qiu)，還克服了復(fu)雜大(da)(da)型模具加(jia)工難(nan)度大(da)(da)、成品(pin)率低等瓶頸問題，制造周期縮短至少1/3。

“為滿足高效、柔性制造的需(xu)求，傳(chuan)統(tong)機床的變(bian)革勢在(zai)必行，這(zhe)要(yao)求機床行業在(zai)練好內功(gong)的同時，積極擁抱新(xin)技術，隨(sui)時準備應對新(xin)挑(tiao)戰。”毛(mao)予(yu)鋒說。