□本刊記者 梁玉 汪藝 □撰文 汪藝

盛伯浩高工：1955年畢業(yè)于浙江大學(xué)機械工程系機械制造專業(yè)?，F(xiàn)任北京機床研究所副總工程師，教授級高級工程師、浙江大學(xué)博士研究生導(dǎo)師，享有政府特殊津貼專家稱號。主要研究方向為機床基礎(chǔ)理論、數(shù)控技術(shù)、柔性制造工程和計算機輔助設(shè)計與制造。曾先后負責(zé)國家重點科技攻關(guān)、國家863計劃CIMS主題、國家自然科學(xué)基金和機械工業(yè)技術(shù)發(fā)展基金等。公開發(fā)表論文100余篇，出版主要著作和手冊7部，培養(yǎng)碩士、博士生17名，獲部級科技進步二等獎和三等獎各5項。

21世紀初，國產(chǎn)數(shù)控機床市場占有率連年下滑，我國高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備主要依賴進口。這種情況引起了黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人的高度重視?？萍贾卮髮ｍ検恰秶抑虚L期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》（以下簡稱《規(guī)劃綱要》）的重中之重，對我國實施自主創(chuàng)新戰(zhàn)略，建設(shè)創(chuàng)新型國家具有重要意義?！案邫n數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備” 被確定為16個國家科技重大專項之一。

本期以“科技重大專項及相關(guān)技術(shù)”為主題，特別走訪了業(yè)內(nèi)知名專家、北京機床所副總工程師盛伯浩先生。

成果顯著

2007年左右，盛總曾主持了一個由機械工業(yè)聯(lián)合會牽頭的課題，方向是分析國內(nèi)數(shù)控機床產(chǎn)品和國外數(shù)控機床產(chǎn)品的差距。課題組從自主開發(fā)能力、質(zhì)量控制、制造能力和經(jīng)濟性、自身條件等多方面因素進行分析，技術(shù)條件、技術(shù)發(fā)展等多方面比較，運用加權(quán)平均等多種技術(shù)手段最后得出結(jié)論：國內(nèi)的機床產(chǎn)品和國外的機床產(chǎn)品總體上差距在20.5年左右。

經(jīng)過這幾年的發(fā)展，尤其是在重大專項的實施對行業(yè)的推動作用下，機床行業(yè)進步很大。目前驗收的重大專項已生產(chǎn)出研制品，所針對的目標多相當(dāng)于市場上2005年國際先進產(chǎn)品，在假設(shè)這些產(chǎn)品研制完成至成功進入商品市場的時間為5年的基礎(chǔ)上，得出重大專項的很多研制品和國際先進產(chǎn)品差距已縮短至10年左右的結(jié)論。從這個角度看，重大專項在縮小和國際產(chǎn)品距離上起到的效果很顯著。

現(xiàn)在國內(nèi)產(chǎn)品實現(xiàn)了高速化、復(fù)合化、多軸聯(lián)動和重型化等目標，先進產(chǎn)品的品種增多了，精度也有所提高。

存在的問題

盛總說重大專項成果目前還存在如何從研制品轉(zhuǎn)化成有市場競爭力的產(chǎn)品以及解決功能部件國產(chǎn)化率低的問題。

現(xiàn)在有些專項成果已經(jīng)應(yīng)用于廠家的實際生產(chǎn)，但多數(shù)屬于首臺套產(chǎn)品。首臺套國家有資助，對解決重要領(lǐng)域的問題起著積極的作用。但目前量大面廣、對機床市場起著重要作用的通用型的高檔數(shù)控機床還未實現(xiàn)批量化生產(chǎn)，從研制品變成產(chǎn)品的任務(wù)還非常艱巨。

重大專項作為國家重點科技項目，其目標在于創(chuàng)新研發(fā)先進適用的高檔數(shù)控機床，國家對承擔(dān)單位只是支持和監(jiān)管到產(chǎn)品研制出來，最終研制品的投放市場和發(fā)展決定于各個單位領(lǐng)導(dǎo)的思路，因此重大專項對行業(yè)的推動作用很大程度上還取決于承擔(dān)單位自身的努力。也就是說在國家提供一定資金支持的基礎(chǔ)上，單位自身還需要繼續(xù)投資，用于加強技術(shù)研發(fā)能力、精化制造裝備、嚴格質(zhì)量控制，并注重改進單位自身的管理、培訓(xùn)教育等工作。最好的辦法是如果承擔(dān)單位結(jié)合專項、自身和市場做好計劃，綜合運用好專項資助的設(shè)備、資金，在國家的支持下真正研制出具有核心競爭力技術(shù)的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，將是提升企業(yè)競爭力的一次很好機遇。

因此承擔(dān)單位在實現(xiàn)高檔數(shù)控機床的產(chǎn)業(yè)化上有著很大的責(zé)任，同時也能發(fā)揮很大作用。承擔(dān)單位應(yīng)該利用這個機會，首先不是著眼于擴大規(guī)模，而是著手提高產(chǎn)品的精度、可靠性和穩(wěn)定性，最終提高產(chǎn)品的制造能力。等到做出適合市場的先進產(chǎn)品實現(xiàn)利潤后能更給力科研，最終在專項的支持下實現(xiàn)單位科研、經(jīng)營和管理的良性循環(huán)。

目前看，對一些專用性較強的高檔數(shù)控機床以用戶為領(lǐng)頭羊或由掌握產(chǎn)品應(yīng)用情況的用戶積極參與的一些產(chǎn)品的專項完成得比較好。這是由于客戶有切身利益、對工藝熟悉，從而彌補了機床廠對機床應(yīng)用工藝不熟悉的缺陷。

產(chǎn)品精度保持性差和可靠性低必然影響其使用壽命和利用率，減低了產(chǎn)品的效能發(fā)揮、提高了折舊率和資源消耗，不利于行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。國產(chǎn)機床的精度保持性及可靠性和國外產(chǎn)品相比還有很大差距，大部分國產(chǎn)加工中心的保持性在1～4年，可靠性MTBF為600～900 h，不足國外先進水平的1/3。說明制造業(yè)還有很多工作需要做。爭取普通機床的精度保持性和可靠性能夠達到8-10年。精密機床、大型機床的精度保持性能達到25年左右。

目前國內(nèi)的功能部件廠家有些已經(jīng)頗具規(guī)模，不過高檔和中高檔數(shù)控機床仍長期依賴國外進口功能部件，確不利于推進國內(nèi)功能部件企業(yè)的發(fā)展。另一方面國內(nèi)功能部件一直以來走的都是仿造的道路，從仿造到自己制造再到自主創(chuàng)新，替代進口功能部件的道路還很艱難。

功能部件中最有代表性的就是數(shù)控系統(tǒng)。其中數(shù)控裝置入門雖然不難，但是做好很難，超越更難，需要從實現(xiàn)各種加工方法的優(yōu)化、補償、自適應(yīng)和智能化控制的角度進行系統(tǒng)設(shè)計，并具有與國內(nèi)先進伺服裝置融合的能力。功能部件中另一個有代表性的部件為高速、精密滾珠絲杠副也存在依賴進口的問題。滾珠絲杠產(chǎn)品要求精度和抗疲勞強度高，并且要求良好的流暢性以保證定位精度。目前國內(nèi)絲杠能夠滿足中檔和經(jīng)濟型機床的需要，主要問題表現(xiàn)在精度、速度和耐磨損能力不夠的問題。越是高檔機床對絲杠精度的要求越高?，F(xiàn)隨著機床主軸的高速化，進給速度已從30～40 m/s提高到50～60 m/s甚至更高，故絲桿副的精度壽命還有待提高。加工中心和數(shù)控復(fù)合機床自動換刀裝置的平均無故障運行次數(shù)目前大多≤30萬次，要求實現(xiàn)100萬～200萬次運行無故障，這就要求凸輪機構(gòu)和機械手的材質(zhì)、抗疲勞強度高和制造精確。

解決途徑

盛總說要想真正實現(xiàn)通用型中高檔數(shù)控機床的批量化，首先關(guān)鍵功能部件需要實現(xiàn)國產(chǎn)化，使與國外同類產(chǎn)品相比不僅有明顯的價格優(yōu)勢，更需有優(yōu)良的性能，從而保證作為用戶的主機廠和最終使用廠能夠在市場規(guī)律的作用下選擇用國產(chǎn)功能部件的數(shù)控機床。同時，主機廠也要充分掌握功能部件的特點，分析其與主機組裝時的位置誤差、運動誤差，實施精益制造，保障整機具有足夠的精度儲備（Cmk≥1.67）。此外產(chǎn)品的售后服務(wù)也很重要，使國產(chǎn)化中高檔數(shù)控機床用得滿意使得放心，對獲得用戶支持使用國產(chǎn)數(shù)控機床有著決定性的影響。

在機床產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中還有一個很重要的問題，就是應(yīng)用工藝。國外的先進產(chǎn)品都以提供整體解決方案作為營銷的理念，以完善的解決問題為制造目標，勢必要考慮到產(chǎn)品加工應(yīng)用中的工藝問題。國外產(chǎn)品對使用有很多指導(dǎo)意見和數(shù)據(jù)，國內(nèi)產(chǎn)品多數(shù)還是光機。我們在消化吸收過程中，往往只是看到機床的外在結(jié)構(gòu)，而不能掌握加工過程參數(shù)優(yōu)化的規(guī)律，只能做到形似神不似。機床的不斷進步應(yīng)該建立在不斷解決實際加工問題的基礎(chǔ)上。因此，我們應(yīng)該從自身的國情出發(fā)，以客戶的需要為出發(fā)點，將工藝優(yōu)化問題考慮進去，在此基礎(chǔ)上自主創(chuàng)新，擁有的核心技術(shù)才有其實際意義和不可替代性。重大專項已正在開始注重機床創(chuàng)新基礎(chǔ)的新工藝研究。

變化和進步

“十二五”重大專項對專項成果功能部件的國產(chǎn)化率提出了要求。先抓主機，從抓主機的過程中發(fā)現(xiàn)功能部件的問題，再抓功能部件。這個思路易于建立全局觀，有利于明確功能部件的指標。重大專項還提倡示范應(yīng)用，示范應(yīng)用好了，不僅對機床廠有技術(shù)促進作用，而且也有助于加強客戶與機床廠的結(jié)合。

重大專項的最大好處是計劃的持之以恒?？梢园床烤桶嚅L時間地推動機床行業(yè)的發(fā)展。扎實建立技術(shù)發(fā)展平臺，避免了好高騖遠和炒概念的選題。資金管理比原來細致很多，如在人員費用方面細目比較詳細，似宜加強對一些基礎(chǔ)技術(shù)的試驗如精度壽命、可靠性壽命和應(yīng)用工藝等研究的經(jīng)費比例。

“十二五”期間重點實施的內(nèi)容和目標分別是：重點攻克數(shù)控系統(tǒng)、功能部件的核心關(guān)鍵技術(shù)，增強我國高檔數(shù)控機床和基礎(chǔ)制造裝備的自主創(chuàng)新能力，實現(xiàn)主機與數(shù)控系統(tǒng)、功能部件協(xié)同發(fā)展，重型、超重型裝備與精細裝備統(tǒng)籌部署，打造完整產(chǎn)業(yè)鏈。國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)國內(nèi)市場占有率達到8%～10%。研制40種重大、精密、成套裝備，數(shù)控機床主機可靠性提高60%以上，基本滿足航天、船舶、汽車、發(fā)電設(shè)備制造等四個領(lǐng)域的重大需求。目標令人振奮。

讓我們?yōu)檫@個目標共同努力！