陳循介
(北京機床研究所 北京 100102)
工業(yè)化國家如一座雄偉壯麗的大廈,制造業(yè)為大廈樓體,而機床工業(yè)則為其堅固基礎(chǔ),往往是隱而不現(xiàn)。美國建立世界第一個機床工業(yè)、制造業(yè)、工業(yè)化強國的豐富經(jīng)驗,引起了全世界對機床工業(yè)強國的重視。而農(nóng)業(yè)國、發(fā)展中國家對此缺乏感性和理性的認識,對機床工業(yè)的重要性、戰(zhàn)略性和關(guān)鍵性體會不深。針對這種情況,現(xiàn)對美國的機床工業(yè)與制造業(yè)、工業(yè)化結(jié)合的主要經(jīng)驗作一介紹。
美國的機床發(fā)展比英國晚半個世紀,在18世紀后半期,美國還是一個農(nóng)業(yè)國。其紡織工業(yè)發(fā)展所需的機器及各種機床全部需要向英國購買。
自19世紀后半期起,美國后來居上,機床技術(shù)一步步取代了英國的地位。關(guān)鍵是美國勇于研究創(chuàng)新,走出了開發(fā)新技術(shù)的三大步。第一步:因軍工毛瑟槍大量生產(chǎn)的需要,研究出公差、零件互換性技術(shù),制定出公差標準,開創(chuàng)了世界上高效、大量生產(chǎn)的先例,研制出一批風(fēng)格獨特的專用機床。在此過程中,1898年由工人泰勒研制出了鎢鉻合金的高速鋼刀具,切削線速度提高到50 m/min,美國工廠的勞動生產(chǎn)率普遍提高了60%。第二步:美國福特發(fā)明了汽車(1896年),隨著汽車工業(yè)發(fā)展的需要,研究出大批量生產(chǎn)的自動化技術(shù)。美國首先在世界上研制出各種由機、電、液控制的高效自動化機床;1932年研制出組合機床;1934年研制出世界上第一條組合機床自動線;實現(xiàn)大批量自動化生產(chǎn)汽車業(yè)發(fā)展需要的各種配套件,如軸承、電機等;1948年美國建成了世界上第一條(套)年產(chǎn) 3 000萬套軸承的自動線;到1978年美國擁有各種自動生產(chǎn)線6 084條。大批量高效自動化生產(chǎn)快速發(fā)展,使其制造業(yè)、工業(yè)化實力大大增強。第三步:在為汽車、軸承、電機等行業(yè)中大批地生產(chǎn)高效自動化機床和自動生產(chǎn)線之后,因飛機制造復(fù)雜零件和加工特殊材料的需要,進行了大量的原理性和應(yīng)用性技術(shù)試驗。美國麻省理工學(xué)院(MIT)研制出世界上第一臺數(shù)字控制(NC)機床;1958年又研制出自動換刀、多工序復(fù)合加工的加工中心(MC)。隨著微電子、計算機技術(shù)的迅速發(fā)展,經(jīng)過學(xué)習(xí)和仿制,NC機床在全世界得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。隨著汽車的大批生產(chǎn)和自動化程度的高速發(fā)展,CNC機床已成為當今世界上競相采用的先進現(xiàn)代化機床。
在第一次世界大戰(zhàn)(1914-1918年)和第二次世界大戰(zhàn)(1938-1945年)期間,歐洲和亞洲一些國家卷入了戰(zhàn)爭炮火之中。而遠在美洲的美國,卻趁機供應(yīng)戰(zhàn)爭所需的軍械武器,機床工業(yè)獲得了迅速的壯大和發(fā)展,這樣,美國機床工業(yè)獲得了得以強大的兩大機遇。
1783年美國正式脫離英國統(tǒng)治后獨立,在以后的228年期間,發(fā)展成為世界上第一個機床工業(yè)、制造業(yè)、工業(yè)化強國。美國工業(yè)技術(shù)先進,機、電、液、氣、光,門類齊全。質(zhì)量、效率、自動化程度高,勞動生產(chǎn)率(美國有3.147億人口,按GDP測算,2010年每人為45 307美元)居世界第一。美國的主要工業(yè)產(chǎn)品,例如:石油、電力、汽車、飛機的產(chǎn)量最多,其微電子工業(yè)、計算機、激光、宇航技術(shù)、生物工程技術(shù)、核能利用、新材料、新技術(shù)的研制和開發(fā)等,均在世界上領(lǐng)先。
在議論美國建立世界上第一個機床工業(yè)、制造業(yè)、工業(yè)化強國的主要經(jīng)驗時,不一定很全面,很深入,但希望國人,特別是涉及到制造業(yè)、工業(yè)基石的機床工業(yè)的有關(guān)人員,能夠進行深思、互勉并加以努力。美國的經(jīng)驗主要有以下幾個方面。
1)突出重視人才、知識、創(chuàng)新
世界發(fā)展的歷史表明:任何時代、任何國家,誰要是重視人才和知識,創(chuàng)新者強,反之則弱。不僅應(yīng)成為國策,更應(yīng)深入人心,人人身體力行,并見之于效果。
美國的教育,在世界上最為發(fā)達。各州實行9-10年或11-12年免費義務(wù)教育制度。網(wǎng)羅了各種精英人才,有來自世界各地的科學(xué)家和工程師,近百年期間,有195人榮獲自然科學(xué)諾貝爾獎,占全世界的1/3。在培養(yǎng)人才、選拔人才和使用人才上,都有整套科學(xué)方法和先進制度。對事不對人,不計個人恩怨,唯才是舉,使各類人才的能力得到充分發(fā)揮。
在當今的知識經(jīng)濟時代,知識決定一切。美國宣告獨立以來,從總統(tǒng)到企業(yè)公司領(lǐng)導(dǎo)、到基層都是任人唯才,知識是用。在中小學(xué)教師中,有 1/2的人為碩士畢業(yè)生,在高等學(xué)校任職的教師中,均有博士學(xué)位。
美國的產(chǎn)品以技術(shù)創(chuàng)新聞名于世,其質(zhì)量檔次長期居于世界領(lǐng)先地位。在專用機床、高效自動化機床、自動線、數(shù)控(NC)機床的創(chuàng)新上,百年領(lǐng)先,引領(lǐng)世界機床技術(shù)的發(fā)展趨勢。美國在宇航、太空技術(shù)、高分子化學(xué)、生物工程、新材料、新能源開發(fā)應(yīng)用、超導(dǎo)和核能等方面,均居世界領(lǐng)先地位。
2)講究質(zhì)量、可靠性、提高精度效率和自動化
美國人在做事情和制造產(chǎn)品方面,特別講究質(zhì)量和可靠性。
美國為汽車工業(yè)研發(fā)了各種車、銑、鉆、磨和齒輪加工的高效自動化機床。在大批量生產(chǎn)中,力求高質(zhì)量和高可靠性,在工廠中連續(xù)實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)。曾在1948年建立了3 000萬套軸承加工自動線,1934-1978年間發(fā)展了6 084條自動生產(chǎn)線,正常運行,實現(xiàn)了高效優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)。
美國的汽車產(chǎn)量,1913年為40萬輛;自從1934年美國出現(xiàn)第一條組合機床自動線后,到1940年汽車產(chǎn)量增至447.2萬輛,1973年達到1 268.16萬輛。
質(zhì)量和可靠性是產(chǎn)品品牌、信譽的基礎(chǔ)。由于高效自動化機床和自動線的發(fā)展,汽車產(chǎn)量因此迅速提高,美國的機床工業(yè)和汽車工業(yè)都居世界第一位,有著過硬的質(zhì)量和可靠性的保證。美國通過大批量生產(chǎn)高效自動化產(chǎn)品,對質(zhì)量、可靠性、穩(wěn)定性有著感性和理性的認識,真正做到深入人心,堅持以恒,至今在世界上仍是首屈一指。
美國對機床及各種產(chǎn)品的精度、效率和自動化程度特別重視。其生產(chǎn)的超精密加工機床,水準位居世界第一。美國摩爾公司的高精度坐標磨床,精度和可靠性水平,全世界聞名。美國機床廠、汽車廠、軸承廠、電機廠和飛機廠的自動化生產(chǎn)程度和勞動生產(chǎn)率,一直成為世界最高水平。
3)高度重視基礎(chǔ)理論、尖端技術(shù)、戰(zhàn)略性和方向性的研究
美國擁有世界一流的科技隊伍,從事科研的科學(xué)家、工程師,在數(shù)量上超過德、法、日三個國家科技隊伍的總和。
高度重視科研開發(fā)工作,重點狠抓基礎(chǔ)理論、尖端技術(shù)、戰(zhàn)略性和方向性的科學(xué)研究。在基礎(chǔ)科學(xué)研究方面,美國在世界上遙遙領(lǐng)先。1946年美國研制出世界上第一臺電子數(shù)字計算機,1969年美國軍方將4臺計算機聯(lián)網(wǎng),誕生了因特網(wǎng)絡(luò)。如今,在研究計算機、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)方面的項目,美國遙居世界第一。
全美國強大的科研體系,由四個部分組成:一、政府和國防部門的科研機構(gòu);二、產(chǎn)業(yè)部門的科研機構(gòu);三、大學(xué)的科研機構(gòu);四、非盈利性科研機構(gòu)??蒲薪?jīng)費來源,由政府提供約50%,其余為企業(yè)、大學(xué)等自行投入,全世界約40%的科研工作量落實在美國。
4)熟悉用戶、針對市場、實事求是、講究實效、自由競爭、優(yōu)勝劣汰和合理利用資源
美國機床業(yè)和制造業(yè)的發(fā)展,互相配合默契,異常緊密。關(guān)鍵是在總體上,人員素質(zhì)高、人才充足、思想明確、行動果斷、領(lǐng)導(dǎo)堅強、組織嚴密、管理科學(xué)、任務(wù)明確、實事求是和講究實效。機床企業(yè)對用戶生產(chǎn)、市場需求非常熟悉。在20世紀初、中期,美國機床制造企業(yè)已有能力精通汽車、軸承、電機和飛機等各行業(yè)用戶的生產(chǎn)工藝和發(fā)展的需要,根據(jù)用戶產(chǎn)品工藝,提出了多種技術(shù)改造方案,供用戶選擇,以提高現(xiàn)有的生產(chǎn)效率。在企業(yè)之間,進行自由競爭,優(yōu)勝劣汰。通過產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性的提升建立起品牌和信譽。在美國,工農(nóng)各業(yè)高度重視合理利用資源。美國的人力、物力和財力,資源十分豐富,但他們精打細算、目光遠大。在全國各地和企業(yè)中,依靠科學(xué)知識,進行合理的使用,絕不浪費。這些理念在企業(yè)中表現(xiàn)十分突出,這是美國機床工業(yè)、制造業(yè)和工業(yè)化發(fā)展迅速并成為世界第一強國的重要原因。
人類社會生產(chǎn)發(fā)展的三大要素為:人、工具和資源。人,可以創(chuàng)造工具;人,可以合理利用資源;人是根本。美國成為世界第一個工業(yè)強國的經(jīng)驗是十分突出有效的。究其成功的關(guān)鍵,就是美國善于抓住人類發(fā)展的三大要素。美國在1783年建國后,由于建立了各種科學(xué)制度,進行了周密地組織,合理地管理,充分發(fā)揮了人、工具、資源三大要素的威力,因此美國能在較短的時間內(nèi),脫穎而出,建立起世界上第一個機床工業(yè)、制造業(yè)、工業(yè)化強國。
目前,在中國各行各業(yè)貫徹落實“十二五”發(fā)展規(guī)劃的形勢下,經(jīng)濟發(fā)展較快。2010年中國的GDP達到5.87萬億美元,超過了日本(日本為5.47萬億美元),位居世界第二經(jīng)濟大國。雖然在機床業(yè)、制造業(yè)和工業(yè)各方面的產(chǎn)品中,產(chǎn)量和產(chǎn)值很大,但屬中低檔產(chǎn)品居多,沒有掌握關(guān)鍵核心技術(shù),優(yōu)質(zhì)高檔產(chǎn)品還需要從國外大量進口,。
在當今世界上,有美國、德國和日本三個機床工業(yè)、制造業(yè)、工業(yè)化強國,為全世界所公認。這些國家都有各自不同的發(fā)展道路,可以供后進者學(xué)習(xí)和借鑒。研討美國是怎樣成為世界上第一個機床工業(yè)、制造業(yè)、工業(yè)化強國的經(jīng)驗,希望能對中國今后的發(fā)展,有所借鑒,并且能夠從中受益。