【工业研究】王磊、卢秉恒:中国事情母机工业生长研究

本文摘要:与500+全国社友,构建工业互联网认知框架买通资讯→信息→知识→认知→见识的通路【工业互联网研习风向视察】摘要:事情母机在传统界说的各种机床的基础上,还包罗增材制造装备、增减材复合制造装备,开展以事情母机为代表的我国高端制造装备工业生长战略研究,拓宽智能制造路径,支撑制造强国建设。

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与500+全国社友,构建工业互联网认知框架买通资讯→信息→知识→认知→见识的通路【工业互联网研习风向视察】摘要:事情母机在传统界说的各种机床的基础上,还包罗增材制造装备、增减材复合制造装备,开展以事情母机为代表的我国高端制造装备工业生长战略研究,拓宽智能制造路径,支撑制造强国建设。本文在系统分析全球事情母机工业链生长动态及趋势、研判我国事情母机工业生长情况的基础上,对标世界先进水平,梳理出我国工业生长存在问题的详细领域:超细密机床基础研究和关键技术、大型机床加工精度和加工效率、国产机床整机性能可靠性和精度、先进增材制造工艺与复合制造工艺装备的共性技术研发、高端事情母机智能化水平。

面向2035远期生长目的,突出“十四五”阶段性亟需,针对性提出以重大设施制造工艺装备、超细密加工装备为代表的事情母机工业重点生长偏向。研究建议:增强国家各种科技计划有效衔接,注重国家政策配套及评价体系协同,组建以事情母机为代表的高端制造装备共性技术协同创新体系。关键词:事情母机;工业生长;重点偏向;高端制造;数控装备本文来自《中国工程科学》 2020 年 第22 卷 第2 期,作者王磊、卢秉恒一、前言生长智能制造是我国制造强国建设的主攻偏向,事情母机是生长智能制造的基础。事情母机以高等数控机床为代表,具有基础性、通用性和战略性;在航空、航天、船舶、高细密仪器、车辆、医疗器械等工业领域获得广泛应用,处于制造业价值链和工业链的焦点环节。

本文所指的事情母机不仅包罗传统界说的各种机床,如车床、铣床、刨床、钻床、镗床、磨床、制齿机以及各种加工中心,还包罗增材制造(3D打印)装备、增减材复合制造装备。信息技术与制造技术的高度融合,推动了事情母机新的生长和创新。以事情母机为标杆的智能制造装备,融合了新一代人工智能(AI)、工业互联网、工业大数据等新兴技术,被视为工业强国重塑制造业优势、抢占竞争制高点的重要偏向。受智能制造技术应用、商业争端变化、制造业综合成本变化等因素的驱动,全球制造业泛起了大迁移和局部调整的态势,进而推动工业链、供应链和价值链发生变化。

在美国、日本、欧盟等工业蓬勃国家或地域,受技术创新衍生的价值红利的影响,跨国公司将制造业生产加速向蓬勃国家回流,在注重控制工业链高端环节的同时,推动将低端制造业向东南亚、南亚、非洲等综合成本更为低廉的地域转移。俄罗斯、巴西、印度和南非等新兴经济体正在快速结构新技术开发和新兴工业生长,努力到场全球工业再分工,承接工业及资本转移,拓展国际市场空间。

中国制造业处于“前有截堵,后有追兵”的倒霉竞争局势,制造供应链面临生长逆境,在钻营由高速增长模式转向高质量生长、通过技术创新动员工业升级方面存在迫切需求。我国事情母机工业生长情况一直是海内相关工业研究的重点内容。《中国机床工业生长蓝皮书(2018)》分析了机床工业的海内外生长状况、技术和工业生长趋势、重点应用领域的用户需求、主要国家工业政策情况等。

沈烈初[1]针对“新一代智能制造生长战略研究”主题,重点探讨了我国数控机床与数控系统方面的问题与建议。陈惠仁[2]对中国机床工业40年来的生长历史、当前存在问题和差距举行了客观全面的评估分析。当前,世界经济增长乏力、我国汽车工业首次泛起年度负增长,这不仅给以数控机床为代表的事情母机市场带来了生长不确定性,还对制造装备企业的投资和谋划带来直接打击。

事情母机装备工业作为智能制造的主战场,技术麋集、资金麋集、人才麋集的特征凸显,需要开展深刻厘革[3]。为此,本文主要举行以事情母机为代表的高等数控机床工业宏观生长研究,分析工业国际海内生长形势,研判工业生长存在问题,分阶段提出我国工业生长的偏向和建议。二、全球工业生长现状(一)全球工业链竞争态势国际关系的生长和重构,影响着全球制造业的工业结构,使得工业链竞争出现出新态势。世界工业大国纷纷制定并实施努力的工业生长战略。

2019年11月,德国公布《国家工业战略2030》,目的是保持德国工业在欧洲和全球市场竞争中的领先职位。2019年头,美国公布《美国主导未来工业》,明确建议将AI、先进制造业、量子信息科学和第五代移动通信技术(5G)作为高端工业的四大领域。

美国工业链价值判断尺度强调,必须确保美国控制和引领全球工业链,尤其是在技术麋集的高端装备制造业保持绝对优势。全球事情母机工业的生长大国和地域有美国、中国、日本和以德国为代表的欧洲,凭据赛迪照料统计,其中,中国、日本和德国是机床的主要生产国家。

2019年,日本数控机床工业规模占全球比重约为32.1%,是全球第一大数控机床生产国。中国数控机床工业规模略低于日本,占全球比重约为31.5%。

德国整体工业规模占全球比重约为17.2%。然而,全球高等数控机床龙头企业主要集中在德国、日本和美国,如表1所示,日本山崎马扎克株式会社、德国通快团体以及德日合资的德马吉森精机公司(DMG MORI)稳居行业龙头职位。

日本注重生长数控系统工业,细密轴承、导轨等关键功效部件工业,高等数控机床焦点机电、液压、气动和光学元器件和整机产物,先进刀具、丈量工具等,形成了具有全球竞争力的完整工业链。欧洲机床制造商在专用机床、高技术以及定制解决方案领域占据优势,其中德国和瑞士重视生长数控机床整机、关键功效部件以及高端配套部件的先进性和实用性,其整机产物和种种功效部件在质量、性能上位居世界前列。美国在航空、航天、军工等下游高端应用方面保持了连续创新能力,仍处于世界领先职位。中国则是世界最大的事情母机产销国和入口国。

受各国政策导向影响,全球高端装备制造业竞争格式正在发生重大调整,主要跨国装备企业纷纷通过吞并收购、服务增值等方式,提升企业焦点竞争力。全球增材制造工业的生长大国主要以美国、德国、中国、日本和英国为代表,其中,中国、日本和德国是增材制造设备的主要生产国家。凭据赛迪照料统计,2019年,全球增材制造工业规模达119.56亿美元,增长率为29.9%。其中,美国工业规模占全球比重40.4%,是全球第一大增材制造设备供应商;德国是第二大增材制造设备供应商,工业规模占全球比重约为22.5%;中国整体工业规模略低于德国,占全球比重约为18.6%;日本和英国划分占全球工业规模的8.2%和6.3%。

瞄准国际竞争获取先发优势的目的,世界工业大国或地域努力制定生长战略以推动先进制造业升级,对于高端装备工业接纳了扶持和优先的计谋。欧洲机床工业互助委员会(CECIMO)提出,保持未来欧洲机床工业竞争力的基础在于先进生产技术、连续研发投资、缩短创新周期、高技术劳动力等。

美国国防部将“先进机床与数控系统”定为潜在的技术生长领域,推动开展下一代高等机床的研究。美国国家科学技术委员会更新了《美国先进制造向导战略》,提出了3个偏向的战略目的:生长和转化新的制造技术,教育、培训制造业劳动力,提升海内制造业供应链,细化了3个方面的技术性内容,即研发世界领先的质料和加工技术,完善制造业创新生态系统,增强国防制造业基础。(二)全球高等数控机床装备工业生长趋势当前,高等数控机床技术朝着高速、高精度、高可靠、功效复合、极端制造、绿色制造、网络化和智能化的偏向生长。生长智能数控机床、提高数控机床装备工业的智能化水平,成为机床工业强国的一致选择。

美国、德国、日本等国在连续积累形成技术优势的基础上,集中气力提升装备智能化水平,进而增强未来竞争能力。瑞典、瑞士、意大利、西班牙和法国等国,因机床制造工业竞争力削弱,中小机床行业(欧洲机床工业中的80%由中小企业组成)正在开展数字化转型,探索智能化解决方案。工业技术领域创新生长的主线体现为:数控机床与新一代AI联合形成的智能机床,以智能机床为焦点的智能制造单元,联合机械人与控制等软硬件形成的智能生产线、智能制造车间、智能制造工厂、智能制造生态系统。此外,融合减材制造、增材制造和激光加工等多功效为一体的复合加工机床,对事情母机工业的生长带来深刻变化,已成为全球机床工业生长的重要偏向。

汽车工业是机床工业重要的下游工业,也是中高等金属切削机床的主要消费市场之一。世界各国纷纷加速新能源汽车的普及和产能结构,而依赖数控系统制造的动力总成有可能是颠覆性的,这将直接影响机床工业的生长偏向。全球航空制造工业对金属切削机床的需求量较大,但诸多企业都在面向世界接纳转包生产以解决产能问题,也将间接影响机床工业的漫衍格式。

(三)全球增材制造装备工业生长趋势随着航空、航天、海洋、新能源及新能源汽车、智能产物、高端医疗器械等领域对增材制造技术与装备的需求趋于旺盛,增材制造已经成为工业领域的主流制造手段,进入了批量化应用阶段。这标志着全球增材制造装备工业进入快速生长阶段。

全球增材制造工业2020年有望到达158亿美元,2022年可升至239亿美元,2024年则有可能到达356亿美元[4]。麦肯锡公司预测,到2025年,世界增材制造工业的经济效益可达2000亿~5000亿美元[5]。工业强国纷纷加速结构增材制造工业。

美国率先将增材制造工业视为战略性工业,2019年市场规模约为48.3亿美元。德国《国家工业战略2030》将增材制造列入未来重点生长的9大关键工业领域。凭据全球增材制造文献、专利以及装机量统计数据,全球增材制造工业已基本形成了以美国、欧洲等蓬勃国家和地域主导,亚洲国家和地域后起追赶的生长态势[5]。

中国增材制造装备工业的技术应用生长速度较快,工业链已初具规模,增材制造与传统制造在各个行业举行着深度联合。凭据赛迪照料统计,2019年,中国增材制造工业规模达157.47亿元,装备工业规模为70.86亿元,占比到达45%。中国在增材制造领域的专利、论文数量已经领先,但在原始创新和重大技术创新方面仍显单薄。

三、我国工业生长情况(一)高等数控机床装备工业链“高等数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项(简称04专项)实施以来,我国机床行业生长取得了显著希望。机床行业实现了由普通机床为主向数控机床为主、高等机床从无到有的重大转变,开端建设了高等数控机床装备的完整工业链,基本实现了航空、航天、汽车等工业领域战略性需求的自主可控。

我国企业主持修订的“S试件”国际尺度已获国际尺度化组织(ISO)批准并正式公布,实现了我国在高等数控机床检测领域国际尺度“零”的突破。但由于市场需求变化和行业自身基础不牢,我国机床行业的结构失衡问题尚未完全消除。对照04专项实施完毕后的状态来判断,我国机床行业与国际先进水平仍有15年左右的差距。(1)自2012年起,04专项支持研发的高等型数控系统已累计销售凌驾2000台(套),尺度型数控系统已累计销售凌驾10万台(套);但海内市场亟需的高等数控与伺服驱动系统仍有90%依靠入口,而高端基础部件(如细密轴承、高细密光栅等)仍是“卡脖子”问题。

机床行业整机正向设计能力仍有所缺乏,针对用户需求定制的工艺研究以及相应的整机、生产线设计能力更显不足。机床可靠性和精度保持性技术还处于推广应用阶段,数控系统、伺服系统、细密光栅等焦点元器件仍未形成连通配套,领域用户认同度不高。

(2)主要功效部件和关键零部件的生长水平有了较大提升,如高性能主轴单元、细密摆头、细密回转事情台、光栅等丈量反馈元件、自动换刀机构、细密转动导轨、细密丝杠单元、高精度轴承、液气润滑装置等。但从工业链角度来看,高端部件仍然滞后于高等数控机床主机的生长需求,如主要功效单元和关键零部件90%以上仍然依赖入口,尤其是电主轴、直线电机、主轴轴承、高细密光栅等。

(3)在整机方面,我国细密卧式加工中心等30多类重点产物到达了国际先进水平,保障了国家装备制造业的连续生长能力。在04专项支持下,国产高等数控系统大规模进入航空、航天、武器、船舶等领域并开展示范应用。

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25 m立柱移动立式铣车床的技术参数、技术品级处于世界领先水平,体现了我国高等数控重型机床的最高水平。但国产机床的性能可靠性、精度保持性与国际先进水平相比尚有不小差距。(4)在下游高等数控机床应用方面,得益于汽车、航空、航天、船舶、电力设备、工程机械等行业的快速生长,国产数控机床的生产量较大。

通过04专项的引领和动员,国产高等数控机床为核电、大飞机等国家重大专项和重点工程提供了关键制造装备,解决了各领域所需关键装备的“有无问题”,实现了多项关键技术和装备的突破。例如,航天领域建设了多条接纳国产数控装备的示范生产线,实现“备胎转正”性的规模化应用;汽车大型笼罩件高效自动冲压生产线到达了国际领先水平,全球市场占有率凌驾40%。然而,海内的汽车动力总成制造装备的工业化配套能力与国际领先水平仍然有较大差距,80%以上依赖设备入口;航空发念头等高端装备领域所需的高速细密及复合质料制造等的事情母机仍然不能满足需求;尚未形成应对新能源汽车等热门行业的多样高效解决方案。

(5)海内数控机床市场泛起了以外资企业本土化为代表的新形势。随着海内数控机床产物替代入口能力的不停提升,同时受政策、市场、成本、竞争四大因素影响,纯入口设备的比例正在减小。面临中国庞大的市场需求,本土化成为外资企业到场中国市场竞争的主要方式。大批跨国机床企业进入中国,加速实施制造和营销的本土化,甚至建设世界最大工厂、反向供应全球市场。

例如,德国埃马克团体金坛工厂2018年生产机床凌驾600台,供应规模笼罩中国、欧洲、美国、日本等市场。(二)高等数控机床装备工业集群我国数控机床工业凭借全球最大的市场、研发、制造和供应体系,已形成了从质料、功效部件、整机、现代服务体系到诸多领域应用笼罩的完整工业生态链系统。

现在,珠江三角洲地域、环渤海地域、长江三角洲地域、西北地域等四大工业集群趋于形成,重点省市包罗:辽宁、山东、北京、上海、江苏、广东、浙江、陕西。应对国家经济高质量生长要求,数控机床工业正在改变已往简朴追求规模、数量和增长速度的生长模式,朝向高质量生长模式转变。

客观来看,海内数控机床工业集群的生长水平和生长质量不平衡问题较为突出,亟待未来工业调整和优化。受国际商业争端、汽车产销量下滑等因素的影响,数控机床工业延续了低增长态势。一方面,海内机床企业生长泛起分化,部门企业因谋划模式盲目扩张等原因导致债务危机,泛起谋划困局、甚至破产重组;而部门企业注重技术创新、市场深耕,抓住细分市场生长时机得以快速发展壮大。另一方面,部门外资企业扩大在华投资,对工业集群漫衍组成重大影响。

在我国四大机床工业集群内,机床企业竞争态势形成了以技术实力雄厚的跨国企业组成的第一阵营,以大型国有企业或国有控股企业和少数技术实力较强的民营企业组成的第二阵营,以及以大量技术含量较低、规模较小的民营企业组成的第三阵营。在当前经济增长速度放缓的形势下,第二和第三阵营面临行业洗牌的风险,预计未来我国机床工业的集中度将进一步提高。(三)增材制造装备得益于《增材制造工业生长行动计划(2017—2020年)》的推动,我国增材制造装备工业生长迅速,在工业创新能力、工艺技术和装备、关键零部件配套、工业应用等环节的关键焦点技术方面取得了系列突破,已成为飞机、运载火箭、舰船、核能等战略领域的先进制造手段。

我国开端建设了涵盖增材制造金属质料、元器件、制造工艺、装备技术、重大工程应用的全链条的技术创新体系,整体技术水平靠近国际先进,在部门领域到达国际先进。总体来看,我国增材制造领域相关专利和论文数量已全球领先,但在焦点元器件、关键技术方面存在短板,原创技术缺乏,特别是高光束质量激光器、长寿命电子枪、高性能扫描振镜、阵列式高精度微纳增材制造头等焦点器件严重依赖入口。另外,我国增材制造尺度建设相对滞后,在国际上话语权不高。

近年来的国际商业摩擦更是凸显了我国增材制造工业在原始创新、关键元器件等方面的单薄环节。后续,应瞄准关键共性技术实施突破、破解工业生长中的“卡脖子”问题,尽快实现工业关键焦点技术的自主可控,从而掌握工业创新和生长的主动权。

我国已开端形成了以环渤海地域、长江三角洲地域、珠江三角洲地域为焦点,中西部地域为纽带的增材制造工业空间生长格式,涌现出具有市场竞争力的主干企业,形成了若干工业集聚区。①长江三角洲地域具备良好经济生长优势、区位条件和较强的工业基础,已开端形成了包罗增材制造质料制备、装备生产、软件开发、应用服务及相关配套服务的增材制造工业链。②珠江三角洲地域,随着粤港澳大湾区建设的推进,增材制造工业将获得进一步集聚。

③中西部地域,如陕西、湖北、湖南等省份成为我国增材制造技术和工业化的重要生长区域。四、我国事情母机工业面临问题我国事情母机工业只管在战略需求领域已经开端形成了自主保障能力,可是在高端数控机床方面整体竞争能力不强、工业规模化水平低、技术创新能力单薄,高端产物对外依存度仍然较高。我国中档数控机床国产化率为60%,国产高等数控系统的市场占有率不到15%。

在下游行业应用领域,大部门精加工数控机床仍依赖于入口。机床工业整体上与先进国家的差距大为缩小,但国产机床加工效率、可靠性、精度和使用寿命等与世界先进水平另有差距。我国机床工业整体上仍然处于全球工业价值链的中低端,缺乏有国际竞争力的企业及产物。

我国事情母机工业的自身基础不牢,面临猛烈的市场竞争,特别是高等数控机床面临市场化机制失灵的竞争形态。我国数控机床在正向设计、基础共性技术、工业前沿技术研究方面,与世界先进水平的差距出现进一步扩大的趋势。为满足高质量、高可靠性、低成本的制造目的,我国机床工业对于数控系统及焦点数控装备的依赖水平趋于提升;而现在相关焦点元器件、关键工业软件、高等数控系统、高端功效部件及其制造装备依赖入口,严重制约了国产高性能装备的设计和制造水平。整体上,我国高端数控加工装备距离世界先进水平或许存在10~15年的差距。

在增材制造装备的技术方面,我国整体上处于跟跑状态,增材制造装备工业化生长势头良好,但受限于焦点器件及专用软件的单薄,我国高等增材制造装备,特备是高性能金属增材制造整机装备相比世界先进水平具有一定的差距,装备的质量、性能和稳定性仍待提升。我国事情母机工业面临的生长问题主要体现在以下几个方面。(1)超细密机床基础研究和关键技术水平存在差距。着眼国际先进,超细密机床分辨率可达0.1 nm,定位精度可达1 nm;超细密镜头加工机床生产的光学镜面型误差在纳米级,高频粗拙度约为0.1 nm;部门国家对超细密机床实行严格禁运和技术封锁。

相比之下,我国超细密加工领域接纳的机床普遍于20多年前引进,加工精度仅能到达亚微米,精度相差1~2个数量级。由于无法满足产物研制的需求,我国高精度惯性器件等焦点产物的性能相对先进技术存在代差,这成为我国高端装备生长面临的重大瓶颈。(2)大型机床的加工精度和加工效率存在差距。

外洋先进的龙门铣床长达20 m,精度可达4μm,加工效率到达传统机床的3倍。海内普通机床的加工使用率仅在15%~30%,加速度一般小于0.8 g;而外洋普遍到达60%~90%,加速度基本到达1~1.5 g。这使得国产多轴联念头床的轨迹精度和加工效率始终未能有显着提升。

(3)国产机床整机可靠性和精度保持性存在差距。机床无故障运行时间短,生产节奏不宜保持;在机床全生命周期内的几何精度、主轴回转精度、运动控制精度难以保证,且无数据支撑。

这是制约国产机床进入汽车动力总成生产线的主要瓶颈,也是制约国产机床行业市场竞争力提升的主要问题。(4)先进增材制造工艺与复合制造工艺装备的共性技术研发滞后。我国在增材制造方面缺少原始技术创新,装备生长基本是追随状态,工业规模小且疏散的情况较为突出,高端大型装备入口受到限制。在复合工艺制造方面,车铣/镗铣等工序复合、增减材工艺复合、冷热加工工艺复合、多能源驱动等工艺装备是国际技术创新的主要方面,但我国基本上还处于单工序设备阶段,相比世界先进水平具有显着的差距。

(5)高端事情母机智能化水平存在差距。外洋企业在新产物开发历程中已经引入或开端实现了机床的智能功效,如智能制定加工工艺参数、加工历程自主感知情况和工况变化举行自适应控制、通过手机控制加工历程的宁静性、热处置惩罚设备基于机械学习功效智能地控制淬火和退火的时间以保证所需性能等。

海内智能数控系统尚处于起步开发阶段,距离投产应用尚有不小的距离。(6)事情母机装备创新能力和工业生态亟待提升。在工业集群内,高等数控机床工业价值链高端缺位,工业共性技术投入缺位;工业生长陷入中低端,缺少专精特配套企业。海内事情母机工业上下游企业之间未能形成良好的互助关系,倒霉于工业整体升级,军民装备共享机制也有待完善。

海内尚未建设智能制造装备尺度体系,亟待健全高质量研发人才造就体系、高技术技工人才造就和稳定就业体系。五、工业生长重点偏向智能制造正在快速生长,以智能制造为引领的全球制造业竞争加剧。围绕我国经济社会生长和国家宁静的重大战略需求,抓住新一轮科技革命和工业厘革的机缘,解决关键领域的“卡脖子”问题。

我国事情母机装备工业通过整体竞争力的大幅提高,在高端机床装备领域跻身国际生长前沿,构建工业竞争比力优势,支撑制造强国战略目的。(一)生长目的1. “十四五”生长目的以高等数控机床为代表的事情母机装备系列产物国际竞争力显着提高,解决一批高等数控机床的数控系统、关键功效部件制造的“卡脖子”问题,研发一批重点领域亟需的事情母机装备。高度重视各工业领域的事情母机、生产线的智能化革新,实施规模化验证,提升事情母机的智能化水平,促举行业的市场开拓及高速生长。

到2025年,焦点元器件和质料基本实现海内供应,形成国产高等数控机床完整的工业生长链;基本满足航空、航天、海工、国防以及新能源汽车领域的重点需求,启动国产新一代信息电子制造装备的攻关研制。增材制造在国产重大装备中实现工程化应用,成为大型庞大关键构件的重要制造手段。2. 2035年生长目的我国步入事情母机装备先进国家行列。以国产高等数控机床为主体的成套成组装备,支撑智能工厂建设,形成行业级解决方案,助力诸多重大装备领域的创新生长,支持制造业装备的换代升级,保障制造强国目的的实现。

(二)生长偏向1.航空、航天和航空发念头制造工艺装备在宇航及深空探测制造装备方面,解决新一代中型、大型运载火箭量产对成套装备的亟需,突破航行器大型构件和庞大构件批量高效细密制造技术瓶颈,满足深空探测航行器对庞大构件轻量化、结构功效一体化的重大需求。在大型飞机制造装备方面,突破大尺寸钛合金、碳纤维复合质料以及异性质料叠层的航空结构件高速切削、增减材复合以及大部件高精度交换性制造等技术问题,实现航空装备的高性能、高精度、高效率、低成本制造。在航空发念头制造装备方面,工业化推广发念头典型部件制造的国产化妆备,突破航空发念头关键零部件高温合金、高强度合金、复合质料的集成设计制造、高效和高精制造技术瓶颈,解决入口依赖问题。

2.新型舰船及深海探测制造工艺装备继续完善船舶及海工大型柴油机缸体、曲轴、齿轮和船用燃气轮机叶片、涡轮轴、叶盘等先进成套技术装备。突破大型舰船关键部件制造技术、大型船用螺旋桨推进器整机加工装备、深海焊接/探测及深海事情站制造装备等,推进舰船增材制造现场维修成套装备生长,实现关键装备自主可控。3.轨道交通车辆和新能源汽车关键零部件加工成套装备及生产线针对动车组车体、客车车体等大型庞大型面加工需求,研制智能磨抛系统和柔性打磨工具;针对转向架、变速箱、轮对等关键零组件制造需求,开发专用高效加工成套装备及生产线。重点开发新能源汽车变速箱高效加工、近净成形装备及成组工艺生产线,研制高效加工与成形、在线检测与装配成套装备及生产线。

4.国家重点领域亟需的超细密加工装备超细密加工技术是军民领域高端装备制造的焦点技术,超细密机床是实现超细密加工的基础。面向新一代惯性仪表制造、多目的红外探测及高精度智能导引等领域亟需,集中优势气力快速突破超细密加工机床技术瓶颈,推动超细密制造领域相关基础理论、丈量技术、超细密机床制造技术、在线丈量与智能控制技术的重大生长。探索形成超细密加工及高端机床自主研发的高效创新模式。

六、政策建议针对2035年建成科技强国的战略目的,围绕战略新兴工业生长对事情母机装备的亟需,发挥社会主义市场经济条件下关键焦点技术攻关新型举国体制的优势,壮大以事情母机为代表的高端装备工业,为制造强国战略实施提供基础和保障。工业生长历程中,有效打破行业壁垒,充实引入市场竞争,打牢国家大工业基础,以产物配套能力、价值链和创新链为中心,重构军民装备融合生长的工业体系,实现社会化配套。

(一)国家各种科技计划有效衔接联合事情母机工业生长特征,完善对基础性、战略性、前沿性科学研究和共性技术的支持机制,实现国家各种科技计划的有效衔接。发挥国家自然科学基金在基础研究和原始创新研究方面的引导和支持作用,提倡先进工艺多学科交织研究、母机装备原始创新研究。相关原始创新研究的部署应接续支持重点研发计划、科技重大专项,基础研究结果应联合有关专项的攻关任务举行贯彻、扩散及融入。

重点研发计划的详细结果,如样机、工艺等,应在有关专项中连续开展应用验证和推广示范。建议启动04专项的接续计划,延续我国高端制造装备的创新生长节奏,总体任务目的应从“跟跑”转向“并跑”。专项接续计划由探索领域重要用户(即业主)牵头,实行“产学研用”团结体大平台协同攻关的新举国体制,重点解决我国航空、航天、军工、核能动力、信息产物、新能源汽车等行业高端制造装备的自主可控和与时俱进的连续生长能力。

将数控机床和基础制造装备(“铸锻焊”)研究内容聚焦在高效、细密、可靠性和精度保持性,进而拓展到超细密机床、大型复合质料制造装备、大尺寸高效金属增材制造装备、冷热加工、宏微纳结构制造、高能束工艺复合装备及制造装备智能化等。注重专项研究结果的工业和企业应用,在配套政策支持下,进一步牢固创新结果、提升经济效益。(二)国家政策配套及评价体系协同优化国家科技结果采购体系,将各种科技结果体例目录简介举行宣传推广。

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国资企业技改采购应优先使用国家科技结果、优先采购国产高端装备,或者确定一定比例对结果产物实现税费补助,切实减轻制造业企业肩负和谋划成本。革新调整企业涉费比例,降低公共服务价钱,探索新的制造业融资方式,引导金融机构降低制造企业的融资成本。制定优惠政策,改变制造企业留人难、人才流失的逆境。

革新高等院校和职业院校的学科评估指标体系,在学科评估、人才选拔、人才造就的各项指标中,提倡注重实效、解决亟需。通过科研实践造就勇于创新、善于创新、献身实业的工程技术人才,增强论文、专利等研究结果的工程化导向。针对制造专业人才造就,在打牢基础、淡化专业的同时,应增强智能制造传感器、软件及大数据等方面的知识内容与研究实践。

(三)构建以事情母机为代表的高端制造装备共性技术协同创新体系我国高端制造装备工业的生长模式应由“跟踪引进吸收”逐步向“并行自主创新”以及进一步的“原始创新领跑”转变。进一步深化国家科技体制革新,应对航天、航空、军工等国家重大需求,探索高端制造装备全工业链协同创新模式。梳理焦点技术、关键元器件、工艺和装备的的短板问题,以及“缺链”和“断链”环节,以高端制造装备协同创新中心为基础,组建“产学研用”团结体。

组织全工业链协同创新、技术攻关,建设上游/中游/下游分工互助、利益共享的工业链组织新模式。以正在建设的制造业创新中心为基础,对现有疏散在高等院校和科研院所的国家重点实验室、国家工程实验室、工程研究中心等举行优化重组,建设“产学研用”长效互助机制,形身分布式、网络化的新型科研机构集群:作为非盈利研究机构,为全国制造业企业特别是中小企业提供技术支持,填补以高等院校和科研院所为主体的基础研究与以企业为主体的产物和工业技术创新之间的鸿沟。建议国家设立“事情母机国家实验室”,致力于正向设计、关键元器件、大数据及智能技术使能软件的研发,形成基础研究、竞争前沿高技术研究和社会公益研究的高端智力聚集地,支撑事情母机工业生长及行业应用。

造就一批世界领先企业,发挥“龙头”效应,形成工业上下游协作配套能力,动员工业竞争力的整体跃升,进而形成具有世界领先技术和连续创新能力的工业集群。引导竞争力不强的机床企业实施转型,成为民生领域或国防军工领域专用装备的提供商,制造业转型升级、智能化革新的领头羊和制造业整体解决方案的一体化供应商。引导中小企业向“专精特”偏向生长和发展,通过税收优惠或金融支持勉励其深耕基础零部件、质料、元器件、传感器、各种工业软件、以及专用装备等细分领域,实现差异化生长。

参考文献[1]沈烈初.再论“新一代智能制造生长战略研究”——读“制造的数字化网络化智能化的思考与建议”的启示[J].中国仪器仪表,2018(4):27–28.Shen L C.Further discussion on the development strategy ofthe new generation of intelligent manufacturing[J].ChinaInstruments,2018(4):27–28.[2]陈惠仁.中国机床工业40年[J].经济导刊,2019(2):42–52.Chen H R.40 years of China machine tool industry[J].EconomicHerald,2019(2):42–52.[3]中国机床工具工业协会.CIMT2019:全球机床工具行业生长的最新风向标[J].世界制造技术与装备市场,2019[5]赛迪智库.中国增材制造工业生长陈诉(2017年)解读@工业互联网研习社恒久深度聚焦#工业互联网#、#工业物联网#、#工业智能#等。接待加入研习社「头条圈子」,与#首席知识官#、 #刘成军 | 工业互联网视察#一起,构建工业互联网知识体系,读懂工业互联网生长局势!获得行业陈诉/白皮书无删减版,圈友可私信申请下载50+行业深度研究陈诉/白皮书PDF版全文。工业互联网研习社头条圈子(此处已添加圈子卡片,请到今日头条客户端检察)(此处已添加圈子卡片,请到今日头条客户端检察)。


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