重大专项推动中国高档数控机床研发

---

数控机床被称为“工业之母”,是现代制造业的基石。当前,中国高档数控机床在高效高速化与精密性上,与全球几大先进国家相比,仍有着不小的差距。

来自前瞻产业研究院的数据显示,2018~2023年我国数控机床在技术发展以及下游市场的逐渐复苏等原因推动下,仍将保持10%~12%之间的增长速度,到2023年我国数控机床行业的市场规模将突破5000亿元。

中国工程院院士、“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项总师卢秉恒在首届中国高科技产业化高峰会议上表示,重大专项推动了中国高端数控机床研发,我国航空航天领域、汽车制造领域已逐渐用上国产的数控机床。但应当正视的是,我国与国外先进水平相比仍然还有差距。

 

国产数控机床在航天汽车领域占比提升

为了在一定时限内完成重大战略产品、关键共性技术和重大工程,《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006~2020)》确定了大型飞机、高档数控机床与基础制造装备、核高基等16个重大专项,力图通过核心技术突破和资源集成实现国家目标。

卢秉恒表示:“高端数控系统‘三打祝家庄’都没有打下来,但目前通过重大专项已经基本上攻下来。如今我国的数控系统已经达到国际主流数控系统功能的99%以上,用高端数控系统做出的高端数控机床已基本进入航空航天的制造领域,并建设了一系列的生产线。”

毫无疑问,重大专项有力地推动了我国十大标志性装备研发及相关行业的技术发展,并在国家重大工程、重大计划中发挥了重要的作用。

卢秉恒说:“我国航空航天领域、汽车制造领域已逐渐用上国产的数控机床。如我国自主研发的8万吨的模锻压力机,这是世界上压力最大的压力机,可以为航空装备批量化制造提供装备机组;研发的万吨级的铝板拉伸机则解决了飞机原材料保障问题。此外,还建造了大型黑色金属垂直挤压机、大型数控龙门铣车复合加工中心等。”

同时,我国汽车领域则有了达到国际领先水平的高效数控全自动冲压生产线,已有九条生产线出口到美国本土,法国、日本也都选用了中国的生产线。

卢秉恒指出,目前在航空航天和汽车领域,国产数控系统与国产数控机床已经配备了数十条生产线,高端数控系统占有率从原来不到1%,提高到7%,“希望在重大专项结束之前能达到15%~20%”。

他表示,我国数控机床经过攻关,已经完成了自主开发数字化设计的工具集。“原本数控机床都是仿制的,现在走向正向设计并已经完成了11项标准和规范(截至2018年11月),建立了设计资源的云平台,在六大类、十个系列的重点型号机床开展了设计研究,并在十多家企业中推广”。

但应当正视的是,我国与国外先进水平仍然还有差距。“中美贸易战开始后,对我国航空发动机制造装备开展了严格的封锁控制,甚至包括之前采购的进口机床返修工作——返修后的机床在回国的海上又被拦截住了,可能要将新换的零部件再换回去。”卢秉恒说。

 

智能制造与智能工厂是发展方向

有了数字化制造的基础,卢秉恒认为,下一步应当走向智能制造。“机器人、智能机床和3D打印技术是硬件的基础,智能制造能将传统的数控加工效率和品质提高2~3倍。”

卢秉恒还认为,在制造领域可以通过全社会的制造资源联网形成一个“务联网”。“务联网”是德国工业4.0出现的新名词,即将制造任务按照网络化进行分配,利用社会最优的资源,组建企业生产最核心的技术。

“智能装备、机器人和生产线联系起来,可以通过实施数据监测,发现设备的安全情况,用大数据来为服务业服务。我认为,这也是网络的深度学习。”卢秉恒说。

而对于今后的智能工厂或智能企业发展,他认为模式为“数字化工厂+工业互联网+人工智能”。智能工厂可以解决中国制造业的短板,如可应对市场响应慢、产业能力过剩、开发能力严重不足、制造柔性差、制造产品质量差、人力成本迅速上升等问题。缺乏工程经验的年轻大学生,也可以利用大数据、智能工厂解决自身的问题与短板。

不过,数字工厂和智能工厂之间并不完全等同。“863”启动后我国开始推动数字化工作,很多企业也因此而受益。卢秉恒指出:“但完全的数字化车间也有待过渡到智能工厂,以进一步来提高效率。”

 

“中国制造2025”有望提前实现

增材制造即3D打印则全部采用数字化的技术,可以精确地复制制造零件上的每个点。

卢秉恒指出,铸锻焊发展至今已有三千年历史,精细加工也有300年的历史,“我们进行了20多年增材制造领域的研究,已经形成快速开发系统,大大降低了产品开发周期和费用,可用于飞机和各种零件的开发,并用于工业的各方面”。

他认为,增材制造是一众颠覆性的创新技术,对传统产业进行改造可以做成精密制造的铸型,

近年来,金属制造发展非常快,激光、电子束、离子束的效率提高了10倍;非金属打印,用全面曝光或者连续拉拔技术使得效率提高了50倍以上。

“该领域前景非常诱人,为很多产品的设计、创新带来很大潜力,不仅可以重新再设计,还可以将几万个零件变成几十个零件,从而大大减轻运载工具的重量。”卢秉恒说。

同时,3D打印在建筑领域也获得迅速突破,低层建筑可以实现3D打印实验,高层在钢结构方面则还有一些障碍。卢秉恒提出,在太空经济领域,以后是否能将制造工厂搬到外太空?

“外太空的优势在于能源是无限的,环境没有污染,可以用很小的设备打印无限大的东西,甚至建立太空站。我相信,

相关阅读

政策措施发力显效 工业生产回升向好

2024-05-28

近期重要经济数据盘点

2023-04-24

十年来装备制造业高质量发展情况发布

2022-09-23