把握機(jī)遇共謀發(fā)展——訪北京機(jī)床研究所副總工程師、高級(jí)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(yè)于浙江大學(xué)機(jī)械工程系機(jī)械制造專業(yè)。現(xiàn)任北京機(jī)床研究所副總工程師，教授級(jí)高級(jí)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(hào)。主要研究方向?yàn)闄C(jī)床基礎(chǔ)理論、數(shù)控技術(shù)、柔性制造工程和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造。曾先后負(fù)責(zé)國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)、國(guó)家863計(jì)劃CIMS主題、國(guó)家自然科學(xué)基金和機(jī)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(cè)7部，培養(yǎng)碩士、博士生17名，獲部級(jí)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)和三等獎(jiǎng)各5項(xiàng)。

21世紀(jì)初，國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)占有率連年下滑，我國(guó)高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備主要依賴進(jìn)口。這種情況引起了黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人的高度重視。科技重大專項(xiàng)是《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)劃綱要》）的重中之重，對(duì)我國(guó)實(shí)施自主創(chuàng)新戰(zhàn)略，建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家具有重要意義。“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備” 被確定為16個(gè)國(guó)家科技重大專項(xiàng)之一。

本期以“科技重大專項(xiàng)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(jī)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(gè)由機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)牽頭的課題，方向是分析國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品和國(guó)外數(shù)控機(jī)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(jì)性、自身?xiàng)l件等多方面因素進(jìn)行分析，技術(shù)條件、技術(shù)發(fā)展等多方面比較，運(yùn)用加權(quán)平均等多種技術(shù)手段最后得出結(jié)論：國(guó)內(nèi)的機(jī)床產(chǎn)品和國(guó)外的機(jī)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(xiàng)的實(shí)施對(duì)行業(yè)的推動(dòng)作用下，機(jī)床行業(yè)進(jìn)步很大。目前驗(yàn)收的重大專項(xiàng)已生產(chǎn)出研制品，所針對(duì)的目標(biāo)多相當(dāng)于市場(chǎng)上2005年國(guó)際先進(jìn)產(chǎn)品，在假設(shè)這些產(chǎn)品研制完成至成功進(jìn)入商品市場(chǎng)的時(shí)間為5年的基礎(chǔ)上，得出重大專項(xiàng)的很多研制品和國(guó)際先進(jìn)產(chǎn)品差距已縮短至10年左右的結(jié)論。從這個(gè)角度看，重大專項(xiàng)在縮小和國(guó)際產(chǎn)品距離上起到的效果很顯著。

現(xiàn)在國(guó)內(nèi)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了高速化、復(fù)合化、多軸聯(lián)動(dòng)和重型化等目標(biāo)，先進(jìn)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(xiàng)成果目前還存在如何從研制品轉(zhuǎn)化成有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品以及解決功能部件國(guó)產(chǎn)化率低的問題。

現(xiàn)在有些專項(xiàng)成果已經(jīng)應(yīng)用于廠家的實(shí)際生產(chǎn)，但多數(shù)屬于首臺(tái)套產(chǎn)品。首臺(tái)套國(guó)家有資助，對(duì)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(duì)機(jī)床市場(chǎng)起著重要作用的通用型的高檔數(shù)控機(jī)床還未實(shí)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(xiàng)作為國(guó)家重點(diǎn)科技項(xiàng)目，其目標(biāo)在于創(chuàng)新研發(fā)先進(jìn)適用的高檔數(shù)控機(jī)床，國(guó)家對(duì)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(chǎng)和發(fā)展決定于各個(gè)單位領(lǐng)導(dǎo)的思路，因此重大專項(xiàng)對(duì)行業(yè)的推動(dòng)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(guó)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(qiáng)技術(shù)研發(fā)能力、精化制造裝備、嚴(yán)格質(zhì)量控制，并注重改進(jìn)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(xiàng)、自身和市場(chǎng)做好計(jì)劃，綜合運(yùn)用好專項(xiàng)資助的設(shè)備、資金，在國(guó)家的支持下真正研制出具有核心競(jìng)爭(zhēng)力技術(shù)的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，將是提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的一次很好機(jī)遇。

因此承擔(dān)單位在實(shí)現(xiàn)高檔數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)業(yè)化上有著很大的責(zé)任，同時(shí)也能發(fā)揮很大作用。承擔(dān)單位應(yīng)該利用這個(gè)機(jī)會(huì)，首先不是著眼于擴(kuò)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(chǎng)的先進(jìn)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)后能更給力科研，最終在專項(xiàng)的支持下實(shí)現(xiàn)單位科研、經(jīng)營(yíng)和管理的良性循環(huán)。

目前看，對(duì)一些專用性較強(qiáng)的高檔數(shù)控機(jī)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(xiàng)完成得比較好。這是由于客戶有切身利益、對(duì)工藝熟悉，從而彌補(bǔ)了機(jī)床廠對(duì)機(jī)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(guó)產(chǎn)機(jī)床的精度保持性及可靠性和國(guó)外產(chǎn)品相比還有很大差距，大部分國(guó)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(guó)外先進(jìn)水平的1/3。說明制造業(yè)還有很多工作需要做。爭(zhēng)取普通機(jī)床的精度保持性和可靠性能夠達(dá)到8-10年。精密機(jī)床、大型機(jī)床的精度保持性能達(dá)到25年左右。

目前國(guó)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(jī)床仍長(zhǎng)期依賴國(guó)外進(jìn)口功能部件，確不利于推進(jìn)國(guó)內(nèi)功能部件企業(yè)的發(fā)展。另一方面國(guó)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(jìn)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(shí)現(xiàn)各種加工方法的優(yōu)化、補(bǔ)償、自適應(yīng)和智能化控制的角度進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并具有與國(guó)內(nèi)先進(jìn)伺服裝置融合的能力。功能部件中另一個(gè)有代表性的部件為高速、精密滾珠絲杠副也存在依賴進(jìn)口的問題。滾珠絲杠產(chǎn)品要求精度和抗疲勞強(qiáng)度高，并且要求良好的流暢性以保證定位精度。目前國(guó)內(nèi)絲杠能夠滿足中檔和經(jīng)濟(jì)型機(jī)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(jī)床對(duì)絲杠精度的要求越高。現(xiàn)隨著機(jī)床主軸的高速化，進(jìn)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(jī)床自動(dòng)換刀裝置的平均無故障運(yùn)行次數(shù)目前大多≤30萬次，要求實(shí)現(xiàn)100萬～200萬次運(yùn)行無故障，這就要求凸輪機(jī)構(gòu)和機(jī)械手的材質(zhì)、抗疲勞強(qiáng)度高和制造精確。

解決途徑

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

在機(jī)床產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中還有一個(gè)很重要的問題，就是應(yīng)用工藝。國(guó)外的先進(jìn)產(chǎn)品都以提供整體解決方案作為營(yíng)銷的理念，以完善的解決問題為制造目標(biāo)，勢(shì)必要考慮到產(chǎn)品加工應(yīng)用中的工藝問題。國(guó)外產(chǎn)品對(duì)使用有很多指導(dǎo)意見和數(shù)據(jù)，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品多數(shù)還是光機(jī)。我們?cè)谙者^程中，往往只是看到機(jī)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(jī)床的不斷進(jìn)步應(yīng)該建立在不斷解決實(shí)際加工問題的基礎(chǔ)上。因此，我們應(yīng)該從自身的國(guó)情出發(fā)，以客戶的需要為出發(fā)點(diǎn)，將工藝優(yōu)化問題考慮進(jìn)去，在此基礎(chǔ)上自主創(chuàng)新，擁有的核心技術(shù)才有其實(shí)際意義和不可替代性。重大專項(xiàng)已正在開始注重機(jī)床創(chuàng)新基礎(chǔ)的新工藝研究。

變化和進(jìn)步

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

重大專項(xiàng)的最大好處是計(jì)劃的持之以恒。可以按部就班長(zhǎng)時(shí)間地推動(dòng)機(jī)床行業(yè)的發(fā)展。扎實(shí)建立技術(shù)發(fā)展平臺(tái)，避免了好高騖遠(yuǎn)和炒概念的選題。資金管理比原來細(xì)致很多，如在人員費(fèi)用方面細(xì)目比較詳細(xì)，似宜加強(qiáng)對(duì)一些基礎(chǔ)技術(shù)的試驗(yàn)如精度壽命、可靠性壽命和應(yīng)用工藝等研究的經(jīng)費(fèi)比例。

“十二五”期間重點(diǎn)實(shí)施的內(nèi)容和目標(biāo)分別是：重點(diǎn)攻克數(shù)控系統(tǒng)、功能部件的核心關(guān)鍵技術(shù)，增強(qiáng)我國(guó)高檔數(shù)控機(jī)床和基礎(chǔ)制造裝備的自主創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)主機(jī)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(xì)裝備統(tǒng)籌部署，打造完整產(chǎn)業(yè)鏈。國(guó)產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到8%～10%。研制40種重大、精密、成套裝備，數(shù)控機(jī)床主機(jī)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(gè)領(lǐng)域的重大需求。目標(biāo)令人振奮。

讓我們?yōu)檫@個(gè)目標(biāo)共同努力！