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数控机床才是中国的命门 - 专业生产镗铣床龙门 精密数控镗床 数控加工中心

发布日期:2018-08-16 作者: 点击:

1/ 数控产业对基础工业与制造业的影响


一、数控产业基本内容

什么是数控?通常意义上认为是计算机数字控制的简称,即CNC(Computer Numerical Control);


什么是数控机床?数字控制机床,一种装有程序控制系统的自动化机床;被尊称为“工业母机”;


什么是数控系统?利用数字指令控制机器动作的系统,常用受控对象包括位移、角度、速度、力等模拟量和电流、功率、扭矩等数字量;也就是说,用数控系统控制加工的机床,就是数控机床。数控机床应该算是工业自动化最基本的制造单元了。


什么是数控产业?一般泛指数控机床产业。但本人认为,除数控机床外,数控产业还应包括数控系统、伺服驱动器、电机、传感器、执行部件、机床本体和机床制造工艺、机床加工工艺等内容,涵盖了机械、电子、控制、自动化、软件、材料、工艺等学科。数控产业是一个集资金密集型、劳动力密集型、知识密集型等于一体的产业,如果把数控机床比作一个人的话,数控系统是人的大脑,伺服驱动器是人的肌肉,电机是人的关节,传感器是人的眼睛,执行部件(回转工作台或摆角铣头)是人的手脚,机床本体(床身/裸机)是人的骨架。通俗地讲,数控机床的出现就是替代了人的手工操作,使得生产制造更规范、更专业、一致性好,不依赖于人力。但其为工艺服务的本质是不变的。          专业生产镗铣床龙门  精密数控镗床  数控加工中心 


什么是机床制造工艺?机床制造工艺是指机床的生产制造过程,机床加工工艺是指机床加工零部件的使用过程,其中有一些关键概念,常见包括:1)   五轴联动:准确地说是五坐标联动。核心是刀尖点旋转编程(RTCP),意思是刀尖点可以到达空间中任意位置,作用是可实现空间任意曲面的加工,例如船用推进器的螺旋桨,汽车增压器叶轮、飞机发动机整体叶盘、汽轮机和燃机用叶片等关键工业零件。换句话说,就是复杂的自由曲面,没有这个功能就不能由图纸变成实物。

2)   复合加工:多种工艺手段在工件一次装卡下完成,例如车铣复合、车削复合、铣削复合、磨削复合、增材制造(3D打印)与金切制造复合(加减一体化制造)等,是最大限度地提升工艺能力、保证加工精度的制造方式;尤其是加减一体化制造,对未来的影响极其重要,例如飞机异形结构件、鱼雷推进器等。          专业生产镗铣床龙门  精密数控镗床  数控加工中心


很多军事工业技术的源头都有数控产业技术的身影,例如:航母用的电磁弹射技术,其技术原型就是数控产业的直线电机技术;中国的直线电机技术,现在已经基本成熟了。所以我们新建的航母采用电磁弹射,完全没有技术障碍,只存在工程解决方案的问题。          专业生产镗铣床龙门  精密数控镗床  数控加工中心


二、数控产业现状和趋势


数控产业目前以美国、德国、日本、瑞士等国家为技术领先者。          专业生产镗铣床龙门  精密数控镗床  数控加工中心


美国在电子信息方面占据垄断地位,全球的芯片和实时控制软件几乎都来自于美国。同时,美国制造业的发展得益于军事工业,尤其是航空航天产业发展的拉动。德国的制造业由大量掌握技术诀窍的中小企业支撑,由大型企业牵引,机械、电子、材料、工艺等各方面技术都发展非常均衡。也得益于战争经济的驱动。日本的制造业是在模仿创新(学习英国、德国、美国等)的基础上,由战争驱动的典型,尤其是其二战后,在美国的帮助下,技术经济得以快速发展。


如果说德国是精密和品质的代名词,那么瑞士的代名词就是极致。在数控产业,同种类、同规格的系列产品中,瑞士产品的价格基本是德国产品价格的2~3倍左右。其它接近第一阵营的还有英国、法国、意大利、奥地利、瑞典和部分前独联体国家等。


从市场上看,中国是全球机床产量最大的、采购额最高的国家,但销售额却不是前列。因为在高档机床领域,中国尚不能实现自给自足。所以中国主要是从上述国家进口机床,尤其是美日德。          专业生产镗铣床龙门  精密数控镗床  数控加工中心


尽管如此,但中国仍有95%以上的高档机床来自于进口。其余5%为自主生产,但其数控系统等关键部件仍然有95%来自于进口。


未来,数控产业的趋势,是要向 “更好地服务于用户工艺”发展。它包括但不限于更高精度、更快速度、更高效率,要向柔性制造、绿色制造、增材制造和网络化、信息化、生产化等方面发展。但万变不离其宗,用户工艺才是数控产业的灵魂所在。


三、数控产业与制造业企业的系统性影响


制造业企业的生产制造饱和能力是由数控产业决定的。不论何种制造业企业,其生产工具或生产资料,都直接或间接的需要数控机床作为母机,参与生产过程。因此,制造业企业的生产极限,主要由数控产业决定。例如,汽车工业,汽车的产能受制于零部件的产能和装配效率,而零部件则几乎全部是由数控机床加工生产的,国内汽车整车厂和零部件厂,凡是精密加工环节,几乎都来自于进口机床,所以数控机床的产出效率和质量,决定了汽车的产能和质量。


制造业企业的生产制造工艺体系是由数控产业决定的。由于我国不具备成熟的高档数控机床研制能力,因此,制造业企业在制定生产制造工艺的时候,只能选择进口机床或者装配了进口数控系统的国产机床来加工工件。因此,用户制定的制造工艺直接受制于数控系统的功能开放程度。简言之,我们的想法再好,还需要进口产品的支持,想法才能变成现实。


制造业企业的技术改造升级或者技术产品迭代受制于数控产业。在利用原有数控机床实现技术改造升级或者技术产品迭代的过程中,数控系统软件功能和开放程度直接影响其实现;而在数控机床或数控机床核心部件改进升级的时候,制造业企业为了保障自身的制造能力和制造优势,往往不得不对现有的生产装备进行改造升级或者新购置。


制造业企业的基础技术工人队伍的知识和技能体系受制于数控产业。数控系统的品牌体系和功能体系直接决定了基础技术工人队伍的知识体系和操作技能。为了降低管理成本,积累技工经验和进行知识系统集成管理,企业所有数控产品可能全部采用同一个品牌的数控系统,技术工人只能掌握和使用同一品牌系统的功能。这一条是很致命的。我们很多的现场技术工人,如果给他换一个品牌的数控系统,他就真的不会干活了,所以,我们的产业工人都成为了国外技术的“奴隶”。


制造业企业的生产制造安全受制于数控产业。制造业企业的生产制造安全,尤其是信息和数据安全,一切都是由数控机床决定的,所有的加工过程、加工数据、产量信息等等,一切都没有秘密可言,完全被数控系统所掌握。


2/ 数控产业关系国家战略、经济、工业安全


一、国家战略安全:主要反映在军事安全上。高档数控机床以及其关键部件(高档数控系统等)都属于国家战略物资,禁止公开国际采购。我们国家军工企业进口的高档数控机床,少则倒手两三次,多则倒手五六次,方才能够买回,而且没有任何售后服务。一旦爆发战事,我们的军工厂应该如何应对?          专业生产镗铣床龙门  精密数控镗床  数控加工中心


二、国家经济安全:我们国家的制造业虽然门类齐全,但是并不具备独立自主的生产能力,关键部件和关键装备、设备依然大量依赖进口。经济体系不能独立稳定运行,例如外采的铁矿石、原油、民航大飞机、高档数控机床、特种钢材、高档轴承、减速机等。禁止进口等同于经济制裁。          专业生产镗铣床龙门  精密数控镗床  数控加工中心


三、国家工业安全:我们国家的工业现场,到处都有各种进口的PLC、现场总线、工控系统(ARM结构或X86结构)、数采系统、数控系统等产品。所有工业数据的记录、采集、传输、存储、分析等工作,完全在进口产品研制国家的掌控之下。也许,美国的一条指令,就可以让中国的工业经济瘫痪。          专业生产镗铣床龙门  精密数控镗床  数控加工中心


4/ 数控产业的人力资源


一、人力资源特征:

  1、专业复杂性:论专业知识,必须是复合型人才,这是前提条件;

  2、 政治觉悟高:必须爱国、爱党、爱人民,为了国家和民族利益,可以奉献一切;

  3、培养周期长:一名合格的、成熟的现场操作技工,培养周期至少需要3~5年;

  4、培养成本高:为提高经验值,需要在各类高档机床上,消耗大量材料和刀具;

  5、流动率极高:略有技能者,企业工龄往往不足五年,行业大咖反倒相对稳定;

  6、成材率极低:真正科班毕业能走到总师级别的,在行业里寥寥无几。


二、主要的困境:

  1、在工程实践上,高端人才严重匮乏。高端人才几乎在其雏形时,便被跨国机构高薪供养起来,直至其工程技术才华消磨殆尽;          专业生产镗铣床龙门  精密数控镗床  数控加工中心

  2、缺乏切合工程实践的人才培养体系和机制。没有大专级技校,技术工人的能力层次要求一直没提高上来。我们国家忽视了产业工人的培养,企业间只能靠拿来主义和挖墙脚;          专业生产镗铣床龙门  精密数控镗床  数控加工中心

  3、我们中国的技术学校、技工学校在社会上倍受歧视,暂不具备培养优秀技术工人的理念和能力;

  4、中国产业工人的收入不足状况和社会地位,不足以支撑下一代人的理想,人们不屑于培养孩子向这一群体看齐,更谈不上从娃娃抓起;          专业生产镗铣床龙门  精密数控镗床  数控加工中心

  5、缺乏脚踏实地、甘于寂寞、厚积薄发的工匠精神。基础技术研究不可一蹴而就,国内政策环境、学术环境、研究环境,基本没有容忍度。在数据行业中,对人才的培养往往是“十年磨一剑”的过程,但他们穷尽努力,往往只能做到助理工程师。

  6、学术界、技术界一片国外的喉舌,奉进口为万能,视国产为无能。教育界对此也没有足够的重视,刚才说到的,技术学校缺乏社会地位和技术人才培养能力就是证明。此外,学术界的大量研究是基于国外产品的研究,没有真正自主研发的成果。

  7、浮躁的社会风气让大部分企业家和大多数行业从业者丧失了自主创新的愿望和动力。国家领导提出过,信心最重要。但数控产业却整体缺乏信心。          专业生产镗铣床龙门  精密数控镗床  数控加工中心


三、如何突围:

  1、学习德国的“学徒制”培养产业工人,这是重要的社会基础;

  2、产业高端人才的培养不能指望高校和科研院所,还要靠领军企业;放弃心理依赖;

  3、教育界客观地评价和引导学生的知识体系构建,与企业一起加强社会实践;

  4、加强社会精神文明建设,培育大国工匠精神文化;五、对数控产业举国之力,重点突破。


关于德国的学徒制,需要做一点补充。在德国,大部分规模工业企业,全部有自己的技工学校,即自己所需的产业技术工人来自于自己的技校培养。这种培养是建立在理论和实践深度融合的基础之上的,也是常规化的。他们的技术工人在教学阶段,每周就有固定的2-3天是理论学习,其余天数进行实践操作。等到考察验收阶段,则完全由实践来检验。


5/ 从东北经济看中国经济乃至世界经济


在以上一些认识的基础上,从更深的层次看,数控产业的发展与国家的工业化建设密切相关。也就是说,数控产业的水平和成熟度与国家工业化水平是正相关的,与国家的经济质量是正相关的,但与国家的经济总量是无关的。


那么,作为曾经工业化的榜样、共和国的长子,为什么东北三省近几年来沦落到了经济增长的倒数三名呢?从产业发展的角度看,其难点在于技术突破,从制造变为“智造”。这是一个比较大的影响因素。在不完全的市场经济条件下,市场的确会受到宏观政策的影响,但是,这并不能证明市场是由政府完全掌控的。          专业生产镗铣床龙门  精密数控镗床  数控加工中心


首先,排除东三省过去经济总量的基准问题,尤其是工业部分,它的基数占比是很大的。所以,经济总量增长的乏力,主要是工业经济增长乏力;其次,东北三省的服务业,多数是围绕工业发展的服务业。在工业增长乏力的时候,服务业增长也就失去了动力;第三,工业经济的惯性较强。从长周期经济走势看,在08年经济危机的时候,工业经济是最后受到波及的,数控产业更是在10年下半年才开始进入长周期下滑。而东三省在惯性下滑之前,没有对经济结构、经济质量改善作出有效的改进或改善措施。          专业生产镗铣床龙门  精密数控镗床  数控加工中心


可以说,东北三省作为我国工业化程度和工业成熟度最高的地区,其经济的下滑,揭露的其实应该是我国工业经济的整体衰落,而不是表面反映出来的东北的经济问题。表现掩盖了其本质和核心的问题,使政府成为了后知后觉者。等到真正的问题暴露出来之后,政策工具却已完全失灵。          专业生产镗铣床龙门  精密数控镗床  数控加工中心


工业是国之根本,希望中国能够扎扎实实地发展它,而不要走上工业化大跃进的道路。德国和法国支撑起了欧盟,靠的是工业,不是金融;美国打遍世界靠的是军事工业;日本在最狂妄的时候,遭到了美国的“狙击”,但依旧持续投资于工业制造业,不惜大幅贬值日元。反观历史,我们会发现,它们的发展策略都对了。


所以,对于中国工业化的发展之路,必定要认清现实,抓住主要矛盾,以科学的方法,持之以恒地向前推进。

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