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自上世纪90年代大学毕业,20多年来我一直和机床行业打交道。我目前所在的公司,主要为航空领域内的制造企业实施自动化项目、进行数控机床再制造等,对国内外的机床设备、数控系统也都比较了解。
我对中国机床产业的现状和今后的发展比较悲观,我们今后的路也还很长,一步到位不可能,也没人会教你,这个过程必须一步一步、扎扎实实地走。
航空领域国产机床止步精加工阶段
对于中航工业的设备采购,国家有一定要求,一是三轴以下系统必须国产,三轴以上可以进口;二是进口系统不能单一。国际上比较领先的数控系统有德国的西门子、海德汉,日本的发那科、马扎克等品牌。自2017年开始国家不允许在航空领域内有日系设备出现。之前,中航有许多生产连接件的主机厂使用发那科系统,其占比达到了70~80%,现在国家开始有意识地改变这种局面。
从2003年开始,为了提高设备制造水平,中航工业集团开始大量增加机床以及专用设备等在内的高端装备进口量,如热处理、电火花、激光加工设备,以及一种特殊的加工装备慢走丝。据了解,2003年之后的几年,八大主机厂每个厂每年都至少投资2~3亿元,2015~2016年的投资额更大,可能达到5亿元。近几年,因为制造装备趋于饱和,进口也趋于平稳。即便如此,主机厂平均每年也要为进口设备投入1.5~2亿。
中航集团采购较多的机床品牌是德马吉,其性价比比较高;起落架厂一般购买奥地利WFL的专用设备,它应该是世界上做车铣复合最好的品牌:主机厂进口的五轴龙门设备大多来自于意大利的PAMA,法国的Forest-Line,德国的Jobs、ZIMMERMANN等品牌;叶片生产使用的五轴加工中心,多来自于德国的DST;车床早就不用进口了,现在用的较多的是沈机还有宁江、南京二机床的设备;一些特殊的装备比如磨床,我们使用北京二机床、上海三机的设备,同时也进口一些来自瑞士、德国的小众品牌磨床,主要是齿轮磨和工具磨,用于发动机里的齿轮加工。
航空系统进口机床装备的应用情况大致如此。整体来看,这些年进口品牌的购买力度在下降,但这并非是因为国产品牌的占比提升。一来是装备趋于饱和。我们现在更关注的是如何提升设备效率和原材料制造能力。航空叶片合金较多,用国产材料变形量大,导致加工效率低、工艺比较复杂。同时,我们在工艺上也与国外有差距,虽然采用的设备都是世界上最好的,但其价值并没能完全发挥出来。
二来军品不允许出现加工问题。国产机床只敢用于粗加工阶段,精加工用的话风险大成本高:航空工件加工不是一天或短短几个小时就能完成的,复杂些的零件往往需要一个月的时间,而且原材料非常昂贵,基本都是以万计,若到最后阶段加工失败工件报废,代价就太大了!
三来我们当前的自主数控系统也仅能用于中低端设备。
航空领域大量采购国外设备,并不是我们崇洋媚外,也不是我们用户不给国内厂商机会,而是厂家没有给自己机会,没有生产出最终用户需要的高精度设备。体制问题制约国企活力
机床工具行业以前的十八罗汉、八大金刚,现在没有几家经营得好的。这些厂里不缺很牛的技术人员,包括机械设计、电气设计、装配和调整,但为什么造不出好东西呢?我认为是体制有问题。
首先,其分配制度导致人的积极性没被调动起来。典型的情况是,在国企里干多干少没有明显差别。就拿机床装配来说,一般都要按照设计图纸来,而设计也会随着装配操作动态调整。但就我从齐齐哈尔一机、沈一机了解的情况看,设计师很少和装配工人沟通,也许在厂里干了一年,车间里的人都还不认识,导致装配图纸和设计图差别很大。这种情况下,即便装配出来的设备很好用,但也没能反馈到设计室,使得经验和工艺沉淀下来。等装配师傅走了,这台机床或者就装配不了,或者又要改变装配方式。
但这在民营企业是绝对不可能的。老的机床厂里随便一个老师傅到南方的民营企业去,拿到的工资就可能是他在老厂里一辈子的数额。在民企的装配环节,一般是总工拿着设计图纸现场指导,他们通常是一天到晚泡在生产线上,设备一旦出问题,用户找上门来,总工直接担责,就要和装配工人一起改进,改好后再将修改反馈到设计图纸上。
还有另外一个突出问题是大而全。以沈机为例,该企业产品类型多,几万块钱的做,上百万的也做,没有清晰的市场定位。而且产业链也通吃,铸造、喷漆、钣金都是自己做,优势是改型方便、成本可控、产能可控。但从国际贸易上来看,大家都讲究分工合作,做自己擅长的事。因为当工厂越来越大时,很难把每一个工艺段都管理得非常好,这反而会让自己的节奏变慢,并背负巨大的资金压力。
欧洲的机床厂没有一家是车铣刨磨钻全都做的。机床厂真正应该擅长的有两方面,一是机械设计,二是对机床应用工艺的了解。比如生产立车的机床厂对轮彀加工的所有工艺都要很懂,包括配刀、节拍、生产线设计等。做到这一点,绝对超不过一百人。德马吉有几百人,在欧洲都算是巨型企业了。
产业发展呈现新格局
当然,我们不是对所有的机床企业都不信任。在机床领域,传统的国企破产、消亡的越来越多,但民企日渐兴起,將是未来机床市场的主力。比如华东地区涌现出的海德曼、海天、日发等,这些企业领导人年轻有魄力,舍得砸钱搞设备和工艺生产线,真心想做好这一行。
目前,国内也有一些私企制造很高端或是稳定性和精度都不错的装备,一些小的专用设备甚至打到了国外市场,占有很高的市场份额。但在航空系统,这些设备还是不敢用于精加工阶段,因为担不起军品加工的责任。
国有机床厂或原来的老厂装备做得还是很扎实,但小毛病很多。虽然有几十年攒下来的工艺,但未来在哪里?我认为,未来的市场格局应该是,民营企业做通用装备,而更容易获得资金、人才和厂房等资源的国有企业应发挥优势聚焦国家需要的高端、专用装备。这些专用设备私企投不起但却是国家所必需的,一年量并不大,但单价巨大,一台龙门中心就7000多万,更大的则要上亿。现在我国高精度高速五轴龙门全要进口。 机床同质化竞争太激烈,行业内曾出现龙头老大和南方民营企业抢市場最终溃败的情况,这种对同行的打压毫无意义。据了解,海天的领导者正在花巨资搞研发,其目标是到下一代把设备做到一定程度。国企更要着眼未来10~20年的发展,不能仅仅追求十亿或一百亿这样单纯的数字指标。
当然,高端装备的研发时间非常漫长,这就需要国企同时做好中端装备,保证兜里有钱挣。还有关键的一点,要改变原来对国有机床厂的考核制度。客户的需求大家都知道,但投资未来的话,没有回报,而领导者又面临业绩考核,这一定程度上导致其追求短期利益。这才是企业发展真正的问题,中国的机床产业扛不住这样的长期消耗。
数控系统差距巨大纯属人祸
机床可以分两大部分,一个是机械,一个是电气控制。仅仅是电气控制,也就是数控系统,我国和国外的差距就在15年以上,在我看来,这完全是主观原因造成的。
目前国内主流的数控厂家包括华中数控、沈机i5、广数、凯恩帝等。其中风光无限的沈机i5系统前途比较迷茫,客户反馈其原来以租赁形式推到南方市场上的几百台设备稳定性差。
真正完全国产的数控系统只有华中数控,但市场的反馈是,在四轴以上加工中,其稳定性不太好,加工10个工件,很难保证10个工件都一致。华中数控一直把系统当课题而不是产品来做,其系统型号变化特别快,缺乏很好的实用性和延续性以及不断的反馈改进。
所以,业内对华中数控还是有些失望的,华中数控已经发展20年了,不但依托华中科技大学的雄厚科研实力,国家还给其投入了足够的财力、物力和人力,但它却没能给国家一个很好的交代。假如某天机床行业遭遇类似中兴禁售的事件,必须要依赖国产数控系统的时候,而你拿不出东西,就是历史的罪人。
西门子和发那科等的算法积累了半个多世纪,经过了不断的实践,才有了今天的稳定性,才实现了系统平台上的各种应用。站在巨人肩膀上的我们,完全可以复制这些应用,但怎么实现,这个过程还需要我们一步一步、扎扎实实地走,要经过失败、经过实验、一点点地攒经验,一步到位不可能,也没人会教你。
实际上,我们的数控系统并非没有希望,中国也不缺人才,北京大学的应用数学系在全世界都很知名,资金也够雄厚,真正需要的是有情怀的几代人连续认真地做下去,而这又需要国家层面的规划。
妄提比肩欧洲纯属急功近利
现在,习主席提出千年大计,包括保护环境,留给后代绿水青山。我觉得机床行业更要如此,要考虑长久的发展。希望大企业的领导能有这样的远见卓识,有一种做百年老店的心态。
我前几天曾经见过一个生产磨床的瑞士品牌,其床身上代表生产日期的钢印是20世纪80年代的。他们的工厂在海边,所有机床造好以后,都包上油纸沉到海里20年后再打捞出来,也就是说,父辈制造的床身是给儿子用的。经过海水的浸泡、生锈、处理,这种床身多少年都不变形,精度非常高。这个工厂有30多人,每台机床的制造周期1年,年产能在20台左右。
在他们看来,机床就是工艺品,可以带着自己的想法和设计去制造。但在国内,我们却是当钢材来做,论吨称的,没有体现出机床应有的价值。
作为工业母机,如果机床工具行业浮躁,那制造业就毁了。现在不少企业都在作秀,很多人都在谈弯道超车或换道超车,但在机床领域赶上欧洲,我认为绝不是我们这代人能够看到的事情。
我们完全有可能在某个小的单项上超越欧洲,但是整个产业链和设计理念的超越,在我们这代不可能。就像赛车,我们的速度可以比欧洲快,但他们已经领先很多公里,追赶需要时间,不是一脚油门就可以超过去的,这在制造业更是绝对不可能。
制造业是一个产业链,机床也不是一个机床厂加上一个数控系统。机床的核心部件包括床身、数控系统、导轨、丝杠、刀库,还有测量系统,光栅尺、轴承等,还与设计、材料、工艺密切关联。以轴承为例,国内生产的一些相对高端的机床没有一个用国产的,都是用SKF、NSK的。刀库也全是台湾的和欧美的。而真正的国产是所有核心部件都是自己的,只有这样造出来的机床才好用,才代表我们真正进步了。
即使是某个单项的超越,也需要我们从现在开始踏踏实实地做。如果大家真正想着把事情做好,到我们这代干不动的时候,能够看到中国的装备产业有一个飞跃,但还会和欧洲水平有一定差距。中国的路还很长,现在提比肩欧洲,还是急功近利。
先不谈将来如何,就看眼下国内机床不被认可的问题。市场对中国机床的不信任,是几十年积累的结果,要改变这个一念,我觉得至少需要十几年。首先得让大家觉得产品稳定可靠,而且至少有品牌。在船舶、航空领域,机床至少要应用到3~5年,如果效果稳定,大家才会认为不错,产品才有可能进入精加工阶段,但是也需要国家制定相应的政策去推动,鼓励大家尝试。
我对中国机床产业的现状和今后的发展比较悲观,我们今后的路也还很长,一步到位不可能,也没人会教你,这个过程必须一步一步、扎扎实实地走。
航空领域国产机床止步精加工阶段
对于中航工业的设备采购,国家有一定要求,一是三轴以下系统必须国产,三轴以上可以进口;二是进口系统不能单一。国际上比较领先的数控系统有德国的西门子、海德汉,日本的发那科、马扎克等品牌。自2017年开始国家不允许在航空领域内有日系设备出现。之前,中航有许多生产连接件的主机厂使用发那科系统,其占比达到了70~80%,现在国家开始有意识地改变这种局面。
从2003年开始,为了提高设备制造水平,中航工业集团开始大量增加机床以及专用设备等在内的高端装备进口量,如热处理、电火花、激光加工设备,以及一种特殊的加工装备慢走丝。据了解,2003年之后的几年,八大主机厂每个厂每年都至少投资2~3亿元,2015~2016年的投资额更大,可能达到5亿元。近几年,因为制造装备趋于饱和,进口也趋于平稳。即便如此,主机厂平均每年也要为进口设备投入1.5~2亿。
中航集团采购较多的机床品牌是德马吉,其性价比比较高;起落架厂一般购买奥地利WFL的专用设备,它应该是世界上做车铣复合最好的品牌:主机厂进口的五轴龙门设备大多来自于意大利的PAMA,法国的Forest-Line,德国的Jobs、ZIMMERMANN等品牌;叶片生产使用的五轴加工中心,多来自于德国的DST;车床早就不用进口了,现在用的较多的是沈机还有宁江、南京二机床的设备;一些特殊的装备比如磨床,我们使用北京二机床、上海三机的设备,同时也进口一些来自瑞士、德国的小众品牌磨床,主要是齿轮磨和工具磨,用于发动机里的齿轮加工。
航空系统进口机床装备的应用情况大致如此。整体来看,这些年进口品牌的购买力度在下降,但这并非是因为国产品牌的占比提升。一来是装备趋于饱和。我们现在更关注的是如何提升设备效率和原材料制造能力。航空叶片合金较多,用国产材料变形量大,导致加工效率低、工艺比较复杂。同时,我们在工艺上也与国外有差距,虽然采用的设备都是世界上最好的,但其价值并没能完全发挥出来。
二来军品不允许出现加工问题。国产机床只敢用于粗加工阶段,精加工用的话风险大成本高:航空工件加工不是一天或短短几个小时就能完成的,复杂些的零件往往需要一个月的时间,而且原材料非常昂贵,基本都是以万计,若到最后阶段加工失败工件报废,代价就太大了!
三来我们当前的自主数控系统也仅能用于中低端设备。
航空领域大量采购国外设备,并不是我们崇洋媚外,也不是我们用户不给国内厂商机会,而是厂家没有给自己机会,没有生产出最终用户需要的高精度设备。体制问题制约国企活力
机床工具行业以前的十八罗汉、八大金刚,现在没有几家经营得好的。这些厂里不缺很牛的技术人员,包括机械设计、电气设计、装配和调整,但为什么造不出好东西呢?我认为是体制有问题。
首先,其分配制度导致人的积极性没被调动起来。典型的情况是,在国企里干多干少没有明显差别。就拿机床装配来说,一般都要按照设计图纸来,而设计也会随着装配操作动态调整。但就我从齐齐哈尔一机、沈一机了解的情况看,设计师很少和装配工人沟通,也许在厂里干了一年,车间里的人都还不认识,导致装配图纸和设计图差别很大。这种情况下,即便装配出来的设备很好用,但也没能反馈到设计室,使得经验和工艺沉淀下来。等装配师傅走了,这台机床或者就装配不了,或者又要改变装配方式。
但这在民营企业是绝对不可能的。老的机床厂里随便一个老师傅到南方的民营企业去,拿到的工资就可能是他在老厂里一辈子的数额。在民企的装配环节,一般是总工拿着设计图纸现场指导,他们通常是一天到晚泡在生产线上,设备一旦出问题,用户找上门来,总工直接担责,就要和装配工人一起改进,改好后再将修改反馈到设计图纸上。
还有另外一个突出问题是大而全。以沈机为例,该企业产品类型多,几万块钱的做,上百万的也做,没有清晰的市场定位。而且产业链也通吃,铸造、喷漆、钣金都是自己做,优势是改型方便、成本可控、产能可控。但从国际贸易上来看,大家都讲究分工合作,做自己擅长的事。因为当工厂越来越大时,很难把每一个工艺段都管理得非常好,这反而会让自己的节奏变慢,并背负巨大的资金压力。
欧洲的机床厂没有一家是车铣刨磨钻全都做的。机床厂真正应该擅长的有两方面,一是机械设计,二是对机床应用工艺的了解。比如生产立车的机床厂对轮彀加工的所有工艺都要很懂,包括配刀、节拍、生产线设计等。做到这一点,绝对超不过一百人。德马吉有几百人,在欧洲都算是巨型企业了。
产业发展呈现新格局
当然,我们不是对所有的机床企业都不信任。在机床领域,传统的国企破产、消亡的越来越多,但民企日渐兴起,將是未来机床市场的主力。比如华东地区涌现出的海德曼、海天、日发等,这些企业领导人年轻有魄力,舍得砸钱搞设备和工艺生产线,真心想做好这一行。
目前,国内也有一些私企制造很高端或是稳定性和精度都不错的装备,一些小的专用设备甚至打到了国外市场,占有很高的市场份额。但在航空系统,这些设备还是不敢用于精加工阶段,因为担不起军品加工的责任。
国有机床厂或原来的老厂装备做得还是很扎实,但小毛病很多。虽然有几十年攒下来的工艺,但未来在哪里?我认为,未来的市场格局应该是,民营企业做通用装备,而更容易获得资金、人才和厂房等资源的国有企业应发挥优势聚焦国家需要的高端、专用装备。这些专用设备私企投不起但却是国家所必需的,一年量并不大,但单价巨大,一台龙门中心就7000多万,更大的则要上亿。现在我国高精度高速五轴龙门全要进口。 机床同质化竞争太激烈,行业内曾出现龙头老大和南方民营企业抢市場最终溃败的情况,这种对同行的打压毫无意义。据了解,海天的领导者正在花巨资搞研发,其目标是到下一代把设备做到一定程度。国企更要着眼未来10~20年的发展,不能仅仅追求十亿或一百亿这样单纯的数字指标。
当然,高端装备的研发时间非常漫长,这就需要国企同时做好中端装备,保证兜里有钱挣。还有关键的一点,要改变原来对国有机床厂的考核制度。客户的需求大家都知道,但投资未来的话,没有回报,而领导者又面临业绩考核,这一定程度上导致其追求短期利益。这才是企业发展真正的问题,中国的机床产业扛不住这样的长期消耗。
数控系统差距巨大纯属人祸
机床可以分两大部分,一个是机械,一个是电气控制。仅仅是电气控制,也就是数控系统,我国和国外的差距就在15年以上,在我看来,这完全是主观原因造成的。
目前国内主流的数控厂家包括华中数控、沈机i5、广数、凯恩帝等。其中风光无限的沈机i5系统前途比较迷茫,客户反馈其原来以租赁形式推到南方市场上的几百台设备稳定性差。
真正完全国产的数控系统只有华中数控,但市场的反馈是,在四轴以上加工中,其稳定性不太好,加工10个工件,很难保证10个工件都一致。华中数控一直把系统当课题而不是产品来做,其系统型号变化特别快,缺乏很好的实用性和延续性以及不断的反馈改进。
所以,业内对华中数控还是有些失望的,华中数控已经发展20年了,不但依托华中科技大学的雄厚科研实力,国家还给其投入了足够的财力、物力和人力,但它却没能给国家一个很好的交代。假如某天机床行业遭遇类似中兴禁售的事件,必须要依赖国产数控系统的时候,而你拿不出东西,就是历史的罪人。
西门子和发那科等的算法积累了半个多世纪,经过了不断的实践,才有了今天的稳定性,才实现了系统平台上的各种应用。站在巨人肩膀上的我们,完全可以复制这些应用,但怎么实现,这个过程还需要我们一步一步、扎扎实实地走,要经过失败、经过实验、一点点地攒经验,一步到位不可能,也没人会教你。
实际上,我们的数控系统并非没有希望,中国也不缺人才,北京大学的应用数学系在全世界都很知名,资金也够雄厚,真正需要的是有情怀的几代人连续认真地做下去,而这又需要国家层面的规划。
妄提比肩欧洲纯属急功近利
现在,习主席提出千年大计,包括保护环境,留给后代绿水青山。我觉得机床行业更要如此,要考虑长久的发展。希望大企业的领导能有这样的远见卓识,有一种做百年老店的心态。
我前几天曾经见过一个生产磨床的瑞士品牌,其床身上代表生产日期的钢印是20世纪80年代的。他们的工厂在海边,所有机床造好以后,都包上油纸沉到海里20年后再打捞出来,也就是说,父辈制造的床身是给儿子用的。经过海水的浸泡、生锈、处理,这种床身多少年都不变形,精度非常高。这个工厂有30多人,每台机床的制造周期1年,年产能在20台左右。
在他们看来,机床就是工艺品,可以带着自己的想法和设计去制造。但在国内,我们却是当钢材来做,论吨称的,没有体现出机床应有的价值。
作为工业母机,如果机床工具行业浮躁,那制造业就毁了。现在不少企业都在作秀,很多人都在谈弯道超车或换道超车,但在机床领域赶上欧洲,我认为绝不是我们这代人能够看到的事情。
我们完全有可能在某个小的单项上超越欧洲,但是整个产业链和设计理念的超越,在我们这代不可能。就像赛车,我们的速度可以比欧洲快,但他们已经领先很多公里,追赶需要时间,不是一脚油门就可以超过去的,这在制造业更是绝对不可能。
制造业是一个产业链,机床也不是一个机床厂加上一个数控系统。机床的核心部件包括床身、数控系统、导轨、丝杠、刀库,还有测量系统,光栅尺、轴承等,还与设计、材料、工艺密切关联。以轴承为例,国内生产的一些相对高端的机床没有一个用国产的,都是用SKF、NSK的。刀库也全是台湾的和欧美的。而真正的国产是所有核心部件都是自己的,只有这样造出来的机床才好用,才代表我们真正进步了。
即使是某个单项的超越,也需要我们从现在开始踏踏实实地做。如果大家真正想着把事情做好,到我们这代干不动的时候,能够看到中国的装备产业有一个飞跃,但还会和欧洲水平有一定差距。中国的路还很长,现在提比肩欧洲,还是急功近利。
先不谈将来如何,就看眼下国内机床不被认可的问题。市场对中国机床的不信任,是几十年积累的结果,要改变这个一念,我觉得至少需要十几年。首先得让大家觉得产品稳定可靠,而且至少有品牌。在船舶、航空领域,机床至少要应用到3~5年,如果效果稳定,大家才会认为不错,产品才有可能进入精加工阶段,但是也需要国家制定相应的政策去推动,鼓励大家尝试。