把握機遇共謀發展——訪北京機床研究所副總工程師、高級顧問盛伯浩

□本刊記者 梁玉 汪藝 □撰文 汪藝

盛伯浩高工：1955年畢業于浙江大學機械工程系機械制造專業。現任北京機床研究所副總工程師，教授級高級工程師、浙江大學博士研究生導師，享有政府特殊津貼專家稱號。主要研究方向為機床基礎理論、數控技術、柔性制造工程和計算機輔助設計與制造。曾先后負責國家重點科技攻關、國家863計劃CIMS主題、國家自然科學基金和機械工業技術發展基金等。公開發表論文100余篇，出版主要著作和手冊7部，培養碩士、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，國產數控機床市場占有率連年下滑，我國高檔數控機床與基礎制造裝備主要依賴進口。這種情況引起了黨和國家領導人的高度重視。科技重大專項是《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020年）》（以下簡稱《規劃綱要》）的重中之重，對我國實施自主創新戰略，建設創新型國家具有重要意義。“高檔數控機床與基礎制造裝備” 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技術”為主題，特別走訪了業內知名專家、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聯合會牽頭的課題，方向是分析國內數控機床產品和國外數控機床產品的差距。課題組從自主開發能力、質量控制、制造能力和經濟性、自身條件等多方面因素進行分析，技術條件、技術發展等多方面比較，運用加權平均等多種技術手段最后得出結論：國內的機床產品和國外的機床產品總體上差距在20.5年左右。

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

現在國內產品實現了高速化、復合化、多軸聯動和重型化等目標，先進產品的品種增多了，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化成有市場競爭力的產品以及解決功能部件國產化率低的問題。

現在有些專項成果已經應用于廠家的實際生產，但多數屬于首臺套產品。首臺套國家有資助，對解決重要領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控機床還未實現批量化生產，從研制品變成產品的任務還非常艱巨。

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

因此承擔單位在實現高檔數控機床的產業化上有著很大的責任，同時也能發揮很大作用。承擔單位應該利用這個機會，首先不是著眼于擴大規模，而是著手提高產品的精度、可靠性和穩定性，最終提高產品的制造能力。等到做出適合市場的先進產品實現利潤后能更給力科研，最終在專項的支持下實現單位科研、經營和管理的良性循環。

目前看，對一些專用性較強的高檔數控機床以用戶為領頭羊或由掌握產品應用情況的用戶積極參與的一些產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用工藝不熟悉的缺陷。

產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，減低了產品的效能發揮、提高了折舊率和資源消耗，不利于行業的可持續發展。國產機床的精度保持性及可靠性和國外產品相比還有很大差距，大部分國產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。

目前國內的功能部件廠家有些已經頗具規模，不過高檔和中高檔數控機床仍長期依賴國外進口功能部件，確不利于推進國內功能部件企業的發展。另一方面國內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控系統。其中數控裝置入門雖然不難，但是做好很難，超越更難，需要從實現各種加工方法的優化、補償、自適應和智能化控制的角度進行系統設計，并具有與國內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。目前國內絲杠能夠滿足中檔和經濟型機床的需要，主要問題表現在精度、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。現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。加工中心和數控復合機床自動換刀裝置的平均無故障運行次數目前大多≤30萬次，要求實現100萬～200萬次運行無故障，這就要求凸輪機構和機械手的材質、抗疲勞強度高和制造精確。

解決途徑

盛總說要想真正實現通用型中高檔數控機床的批量化，首先關鍵功能部件需要實現國產化，使與國外同類產品相比不僅有明顯的價格優勢，更需有優良的性能，從而保證作為用戶的主機廠和最終使用廠能夠在市場規律的作用下選擇用國產功能部件的數控機床。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）。此外產品的售后服務也很重要，使國產化中高檔數控機床用得滿意使得放心，對獲得用戶支持使用國產數控機床有著決定性的影響。

在機床產品的生產過程中還有一個很重要的問題，就是應用工藝。國外的先進產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，勢必要考慮到產品加工應用中的工藝問題。國外產品對使用有很多指導意見和數據，國內產品多數還是光機。我們在消化吸收過程中，往往只是看到機床的外在結構，而不能掌握加工過程參數優化的規律，只能做到形似神不似。機床的不斷進步應該建立在不斷解決實際加工問題的基礎上。因此，我們應該從自身的國情出發，以客戶的需要為出發點，將工藝優化問題考慮進去，在此基礎上自主創新，擁有的核心技術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新基礎的新工藝研究。

變化和進步

“十二五”重大專項對專項成果功能部件的國產化率提出了要求。先抓主機，從抓主機的過程中發現功能部件的問題，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用，示范應用好了，不僅對機床廠有技術促進作用，而且也有助于加強客戶與機床廠的結合。

重大專項的最大好處是計劃的持之以恒。可以按部就班長時間地推動機床行業的發展。扎實建立技術發展平臺，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技術的試驗如精度壽命、可靠性壽命和應用工藝等研究的經費比例。

“十二五”期間重點實施的內容和目標分別是：重點攻克數控系統、功能部件的核心關鍵技術，增強我國高檔數控機床和基礎制造裝備的自主創新能力，實現主機與數控系統、功能部件協同發展，重型、超重型裝備與精細裝備統籌部署，打造完整產業鏈。國產高檔數控系統國內市場占有率達到8%～10%。研制40種重大、精密、成套裝備，數控機床主機可靠性提高60%以上，基本滿足航天、船舶、汽車、發電設備制造等四個領域的重大需求。目標令人振奮。

讓我們為這個目標共同努力！