正視機床行業(yè)的問題和不足，加快推動機床工業(yè)轉(zhuǎn)型升級，意義重大

機床是制造機器的機器，亦稱工作母機。機床上游包括鋼鐵和鑄造行業(yè)，下游包括汽車、鐵路、核電、船舶、航空以及國防軍工。如果說制造業(yè)是國家的根底和命脈，那機床則是制造業(yè)的重中之重。機床在軍事工業(yè)發(fā)展中處于統(tǒng)治性地位，不能自主生產(chǎn)機床就沒有國防工業(yè)的自主權(quán)。

當(dāng)年蘇聯(lián)從日本東芝搞到四臺九軸數(shù)控機床，使本國核潛艇靜音性能大大提升，令西方苦心經(jīng)營數(shù)十載、耗巨資建成的反潛探測網(wǎng)毀于一旦?？梢姍C床技術(shù)的提升，對軍工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有多么巨大的影響。

01 國產(chǎn)機床現(xiàn)狀

由于起步較晚，我國機床行業(yè)發(fā)展初期，主要依靠模仿和引進。相對于機床發(fā)展成熟的德美日，我國工藝技術(shù)較為落后，很難擺脫“低端”的尷尬狀況，盡管擁有著廣闊的市場，但在很多重要行業(yè)的機床應(yīng)用，國外產(chǎn)品依舊占有較大的比重。

1958年，在前蘇聯(lián)的幫助下，我國研制出了第一臺數(shù)控機床，從此開始數(shù)控機床之路。上世紀(jì)六十年代，歐美對我國進行技術(shù)封鎖，前蘇聯(lián)也停止對我國的幫助，機床行業(yè)靠著自立更生出現(xiàn)了十八家骨干企業(yè)，也就是后來的機床行業(yè)“十八羅漢”。

“十八羅漢”機床企業(yè)

它們包括濟南第二機床廠、上海機床廠、重慶機床廠、南京機床廠、無錫機床廠、武漢重型機床廠、長沙機床廠、天津第一機床廠、昆明機床廠等。這十八家企業(yè)支撐著我國整制造業(yè)的發(fā)展，1965年末，這些企業(yè)累計制造的高精度精細機床種類達26種。

上世紀(jì)70年代末到80年代初，西方國家基本實現(xiàn)了機床數(shù)控技術(shù)的普及。改革開放初期，國產(chǎn)機床還停留在傳統(tǒng)的手動操作技術(shù)水平。面對巨大的技術(shù)差距，我國大力引進西方技術(shù)，合資合作，力爭盡快消化和普及數(shù)控技術(shù)。但因種種原因，效果不是很理想。

上世紀(jì)80年代中期，原機械部所屬企業(yè)全部下放地方。90年代初，我國大幅降低機床產(chǎn)品進口關(guān)稅、放開進口限制，隨后放寬外資企業(yè)的市場準(zhǔn)入。我國機床行業(yè)集中度低、企業(yè)規(guī)模普遍偏小，行業(yè)管理弱化，大量機床企業(yè)被市場競爭淘汰。原來的“十八羅漢”或破產(chǎn)重組，或勉強維持。

外資機床企業(yè)進入國門后，在中國賺的盆滿缽滿，可是真正的核心技術(shù)一直沒有出口到中國。在我們生產(chǎn)不出五軸機床的時候，只賣給我們?nèi)S機床，當(dāng)咱們研發(fā)出五軸機床后，他們的五軸機床立刻在中國銷售。還有用于加工哈勃太空望遠鏡鏡面的超精細機床，國外1990年就造出來了，可是20年后我們還在苦苦探索。

數(shù)控機床產(chǎn)品大體分為高、中、低三個檔次，加工復(fù)雜零件的高檔精密數(shù)控機床為軍工生產(chǎn)所必需，屬于戰(zhàn)略性產(chǎn)品，西方長期對我國實行嚴(yán)格控制或封鎖。

低檔機床市場，經(jīng)過多年努力，國產(chǎn)機床產(chǎn)品（包括系統(tǒng)和整機）已基本占領(lǐng)國內(nèi)市場。由于這部分門檻較低，零部件容易買到，前些年大量中小企業(yè)進入?，F(xiàn)在中低檔、通用型、單機類的同質(zhì)化機床產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，陷入降價競爭。

中檔機床市場是目前中外企業(yè)競爭的主要領(lǐng)域，主要競爭對手是中國臺灣（麗馳、友嘉、東臺、臺中精機）和韓國企業(yè)。國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)和進口系統(tǒng)的競爭也集中在這一領(lǐng)域，國產(chǎn)中檔系統(tǒng)技術(shù)正趨向成熟，目前市場占有率近50%，國產(chǎn)化趨勢不斷擴大，可能最終占據(jù)市場主導(dǎo)地位。（廣州數(shù)控是國內(nèi)最大的中低檔系統(tǒng)廠商）

高檔機床市場，國內(nèi)供給能力嚴(yán)重不足，長期被歐日企業(yè)壟斷，進口依賴度超過90%。在高檔數(shù)控系統(tǒng)領(lǐng)域，我國少數(shù)產(chǎn)品在精度方面可以和西門子、發(fā)那科相比，但產(chǎn)品的使用壽命、性能、穩(wěn)定性還遠不如他們，國產(chǎn)高檔機床的市場占有率不足10%。（高檔機床廠商：日本FANUC、MAZAK、大隈、牧野，德國DMG、哈默，美國哈斯等）

高檔機床的核心技術(shù)聚集在功能部件、關(guān)鍵零部件、工具量儀上（伺服驅(qū)動單元、主軸單元、測量反饋元件、轉(zhuǎn)臺、換刀機構(gòu)、滾動元件、軸承、液氣潤滑裝置等）。它們的性能和質(zhì)量，決定了整機的性能和質(zhì)量。

在高檔核心功能部件領(lǐng)域，我國技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，其性能、功能、質(zhì)量、可靠性不能滿足市場需求，自我配套能力很低，國內(nèi)市場占有率不足5%。如果從歐洲進口高檔功能部件，當(dāng)?shù)胤梢?guī)定必須加價16%-18%，有些重要產(chǎn)品根本不賣。這方面技術(shù)的落后，嚴(yán)重制約了我國機床工業(yè)的發(fā)展。

PS：數(shù)控機床功能部件包括數(shù)控系統(tǒng)、主軸單元、數(shù)控刀架和轉(zhuǎn)臺、滾珠絲杠副和滾動直線導(dǎo)軌副、刀庫和機械手、高速防護裝置等。

國產(chǎn)高檔機床的整機設(shè)計和裝配技術(shù)尚未過關(guān)，在性能、加工質(zhì)量、穩(wěn)定性和使用可靠性方面，與國外高檔機床還有相當(dāng)大的差距。業(yè)內(nèi)專家曾經(jīng)將國產(chǎn)TOP2機床和日本馬扎克（MAZAK）的技術(shù)水平進行比較，認(rèn)為兩者存在40年的靜態(tài)差距，況且日本企業(yè)正在向網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向升級。

不過好消息是，廣州數(shù)控、華中數(shù)控以及大連光洋等企業(yè)憑借創(chuàng)新技術(shù)，不斷刷新著國產(chǎn)數(shù)控技術(shù)的最高水平，這表明我國已經(jīng)具備沖擊世界頂尖技術(shù)的能力。

經(jīng)過“十一五”、“十二五”兩個五年計劃，中國數(shù)控機床企業(yè)通過自身的努力和對德國希斯公司、聯(lián)合美國工業(yè)公司等先進機床企業(yè)的并購，使產(chǎn)業(yè)整體水平基本具備了國際競爭力，進入中檔機床規(guī)模產(chǎn)業(yè)化、高檔機床實現(xiàn)小批量生產(chǎn)的階段，其中北一機床對德國科堡的收購，獲得了先進的機床生產(chǎn)技術(shù)和科堡經(jīng)營半個世紀(jì)的客戶群。

02 國產(chǎn)機床劣勢

國產(chǎn)機床劣勢在于基礎(chǔ)材料學(xué)、工藝、規(guī)劃上的差距，這使得國產(chǎn)機床絲杠、導(dǎo)軌、伺服電機、力矩電機、電主軸、編碼器，這些核心功能部件大部分依賴國外產(chǎn)品。以絲杠為例，盡管我國是世界上最大的鋼產(chǎn)國，可是在基礎(chǔ)材料學(xué)上的差距，國內(nèi)根本不能生產(chǎn)出優(yōu)秀絲杠的鋼材。

再比如數(shù)控系統(tǒng)，我國高檔機床的數(shù)控系統(tǒng)大部分來自于日本FANUC、德國西門子、德國海德漢等企業(yè)。盡管我們也有華中數(shù)控、廣州數(shù)控等企業(yè)研發(fā)國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，但實用性、可靠性、兼容性以及穩(wěn)定性等方面，與國外先進的機床制造廠商始終有一定差距。

和國外設(shè)備相比，國產(chǎn)機床在穩(wěn)定性、可靠性、效率等方面差距明顯。歐美日國家已先后完成數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)化進程。與國外產(chǎn)品相比，國產(chǎn)數(shù)控機床的差距主要是在機床的高速高效化和精密化上。

眾多國產(chǎn)中小機床企業(yè)的加工精度、定位精度等性能并不能讓用戶信服。設(shè)備維護相對于國外產(chǎn)品，國內(nèi)產(chǎn)品的性能還不夠優(yōu)異，后期維護壓力較大，從全生命周期來看，國內(nèi)產(chǎn)品依舊需要改善。

國產(chǎn)機床數(shù)控功能部件生產(chǎn)發(fā)展緩慢，品種少，產(chǎn)業(yè)化程度低，精度指標(biāo)和性能指標(biāo)都還不過硬。一般國產(chǎn)的機床可以使用4~5年，但是要用激光校正儀年年校正，精度和容錯性比較差。

還有航空業(yè)使用的很多設(shè)備是專用機床，一般數(shù)控機床的精度在0.05mm到0.001mm之間，但是遠不能滿足高精度零件的加工，只能加工一些中高精度要求的產(chǎn)品，對于像陀螺儀這類零件就需要專用機床。

說一下經(jīng)典案例。歷史故事日本“東芝事件”；德國蒂森克虜伯公司造“古斯塔夫列車炮“；日本機床可加工YAMAHA坦克；德國Zimmermann龍門銑直接加工中型艦艇。DMG加工女神雕塑；DMG和Mazaka一次性整鋁加工頭盔。

03 國產(chǎn)機床存在的問題

首先，機床行業(yè)是個大周期產(chǎn)品，一臺機床產(chǎn)品從設(shè)計、生產(chǎn)、安裝調(diào)試、驗收直到正常使用，沒個三五年是做不來的（這里說的是非標(biāo)產(chǎn)品）。而高精度機床更是如此，在追求利潤最大化為目的現(xiàn)代市場下，想做好做精很難，主要是企業(yè)耗不起。

以德國為例，以前加工一根臥式銑床的刀具軌需要的工人數(shù)為一名工程師，兩名技師，3～5名高級工人（大約相當(dāng)于國內(nèi)剛拿到8級鉗工證的人），而且也非常耗時間，大約要半年（包括精加工和表面處理，以及修配）。這樣下來，除非是大規(guī)模企業(yè)，小企業(yè)根本負擔(dān)不起這樣的開支和時間。

其次，機床行業(yè)待遇低，留不住高層次人才。設(shè)計機床不是一個輕松的工作，專業(yè)知識要過硬，要熟知制圖和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，機床相關(guān)的機械圖紙復(fù)雜程度更是一般人很難想象的，但是機床設(shè)計人員收入和付出的差距有點過大。

舉個例子，培養(yǎng)八級鉗工耗資就不是個小數(shù)字，而且時間也很長。八級鉗工也不能止步不前，也需要時不時進修一下，另外還要經(jīng)常給他高難度的工作，不然技術(shù)會生疏的。培養(yǎng)一個高水平技工，沒有5～8年的時間根本辦不到。如果企業(yè)制度不能提供優(yōu)越的條件，也留不住這樣的人才，這就造成了很多企業(yè)不愿意投入資金去培養(yǎng)優(yōu)秀技工。

再者，機床行業(yè)是個比較務(wù)實的行業(yè)，沒有高成本肯定做不出好產(chǎn)品。比如一臺機床，德國成本200萬賣300萬。同樣精度及性能的產(chǎn)品，如果中國企業(yè)做，由于各方面的技術(shù)限制，成本要遠遠高于200萬。兩臺機床，如果性能精度基本一樣，德國與中國價格一樣，用戶會選擇哪個？這個結(jié)果可想而知。

最后，國產(chǎn)機床的零部件性能有待提高。以軸承為例，國產(chǎn)軸承的使用壽命可以達到機床設(shè)計要求，但機床最主要的是精度、精度保持性及可靠性這三個指標(biāo)。最普通的車床合格產(chǎn)品其主軸的跳動要求不超過2絲，好點的機床其主軸跳動不超過1絲。（1絲＝0.01毫米，1絲約等于頭發(fā)直徑的十分之一）

數(shù)控銑床的電主軸

2絲的精度國產(chǎn)哈瓦洛（哈軸、瓦軸、洛軸，代表國內(nèi)軸承最高綜合水平）可以達到，但機床還要求長時間保持這個精度，好機床甚至能用十年精度沒啥變化。國產(chǎn)軸承要同時達到這三個指標(biāo)，目前看來確實有困難。

正常情況下，國產(chǎn)機床一般精度很難超過兩年，大多數(shù)國產(chǎn)機床的壽命不到五年基本都報廢了，而外國機床基本上都是十年以上，還是在國內(nèi)這種超負荷運行缺少專業(yè)保養(yǎng)的情況下，足以說明了兩者之間的巨大差距。

還有機床鑄件是一臺機床的骨骼，是承受切削扭矩力和分散振動力的關(guān)鍵，是整機穩(wěn)定性的基礎(chǔ)。機床沒有好鑄件，就算用最好的主軸絲桿導(dǎo)軌，整機精度也難以持續(xù)保持。國內(nèi)機床對于鑄件要求較寬松，滿足于價格便宜、夠用就好，這就導(dǎo)致它的強度硬度等都不行。

而進口機床用了多年依然精度良好，鑄件功不可沒，國外鑄件采購人員很多是鑄造行業(yè)的資深人士，鑄件廠也是對國外機床鑄件的品質(zhì)控制達到了高水平。機床功能部件的使用、機床的裝配和調(diào)機等方面都會影響機床的長久精度。所以，機床精度是一個系統(tǒng)的有機組成，是很多因素綜合在一起的結(jié)果。

數(shù)控機床設(shè)備中有些關(guān)鍵技術(shù)（如高速、高精運動控制技術(shù)，動態(tài)、熱態(tài)綜合補償技術(shù)，多軸聯(lián)動和復(fù)合加工技術(shù)，智能化控制技術(shù)，高精度直驅(qū)技術(shù)及可靠性技術(shù)等）尚需進一步突破，有些重大技術(shù)離產(chǎn)業(yè)化還有相當(dāng)距離。以市場為導(dǎo)向、以企業(yè)為主體，產(chǎn)、學(xué)、研、用相結(jié)合的研發(fā)體系尚未真正建立，行業(yè)的自主創(chuàng)新發(fā)展缺乏基礎(chǔ)支撐。

我們要正視機床行業(yè)的問題和不足，加快推動機床工業(yè)轉(zhuǎn)型升級，盡快縮短和國際先進水平的差距，實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)自主可控，意義重大。

責(zé)任編輯：xj

原文標(biāo)題：字字戳心，夾縫中求生的“工業(yè)母機”國產(chǎn)機床行業(yè)現(xiàn)狀！

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