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YSC数控刀柄

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国产数控技术败在“依赖症”  

2016-05-17 11:29:28|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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世界机床技术在20世纪50年代发生了一次重大变革,即数控机床的出现。1952年,美国空军出于军备竞争的需要,发起数控机床技术研究,目的是使机床能够加工形状复杂的飞机零部件。从美国引进了数控技术的日本企业则把数控系统广泛地应用于廉价的普通机床上,使得数控机床在20世纪70年代后期得到普及。




相比于传统的机床,数控机床不仅在加工效率上有大幅度的提高,而且还能够加工形状复杂、加工精度要求高的零部件。


进入1980年代以后,数控机床迎来了全球市场的持续增长,成为机床行业发展的方向和竞争焦点。目前,发达国家机床产量的数控化率的平均水平在65%以上,产值的数控化率在80%左右。


差距从1980年代开始


中国对数控机床的研发起步并不晚,1958年北京第一机床厂和清华大学合作研制出中国第一台电子管电路(第一代)的数控铣床。当西方国家的数控系统从1960年代初开始采用晶体管(第二代)作为控制元件后,中国的研发工作也迅速转向了新一代数控系统。


从1958年到1978年,中国除了最初得到苏联的一些援助,基本以自主开发为主,并成功地自主研制出了几类数控机床品种,而且有些产品的技术还很先进。如哈工大研制的数控铣床,在总体设计构思上与当时世界先进水平是同一档次的。但中国研发的数控机床一直没能进入产业化阶段,即使有出厂,也因质量问题最终报废,其根本原因与计划体制下的研发与生产脱节有关。


中国数控技术和世界先进水平拉大差距是从1980年代开始的。从技术条件上来讲,制约中国数控技术发展的一个重要原因是中国在计算机和集成电路领域远远落后于发达国家。


数控系统的控制元件大致经历了三次变化:电子管半导体晶体管计算机和集成电路。在电子管和晶体管时代,中国的技术水平还能跟上,但到了计算机和集成电路阶段,中国在数控技术上就彻底落后了——关键互补技术的缺失导致没有新的知识融入机床行业。


败在“三段式”道路选择


除了技术上的因素,导致中国数控技术落后更重要的原因还是技术道路的选择。改革开放以后,中国机床工业和其他工业一样,放弃了自主开发,转而实行“引进国外先进技术实现国产化达到自主开发”的“三段式”道路。


据不完全统计,1980年到1999年,中国机床工业先后从国外引进技术约150项。“六五”期间,国家投入属于数控攻关和数控国产化的技改专项有75项,“七五”期间有58项。但“三段式”产业政策不仅没有让企业发展出技术能力,还阻断了企业之前自主研发积累起来的技术能力和知识经验。结果,中国的机床工业走上了高度依赖国外数控技术的道路。




当时,中国引进国外数控技术的主要方式有两种:


一是许可证生产或合作生产,即由外方直接提供数控系统,中方负责把系统搭载在成品机床上。整个过程不需要中国企业自主研发技术,长此以往就使中国机床企业丧失了产品开发设计的能力。


二是技术转让,中方获得国外数控系统的芯片后,进行反向开发。最早的数控系统软件是用汇编语言写到芯片里面的,可以用反汇编语言读出来。中国引入汇编语言最早的技术源头有两个,一个是日本发那科((FANUC),另一个是欧洲的ABB。但是,反汇编出来的语言极其难理解,因为汇编语言的背后是大量的开发经验和缄默知识,对于没有任何数控系统开发经验的人来说,反汇编出来的机器码没有任何技术意义。按照这种方式开发出的数控机床故障频频,根本无法投入市场使用。


沈阳机床集团(以下简称“沈机”)自己也以引进模式尝试过开发数控系统。1995年,沈机引进美国桥堡公司的数控系统技术。但技术买来之后开发人员立即意识到一个问题,只买到了一个含有原始代码的数据包,底层的技术根本没有卖给沈机。这意味着沈机的开发人员根本不可能在买来的技术之上进行任何修改和拓展。2002年,这个花费了近亿元的项目宣告失败。


在国产化的过程中,“七五”期间国家曾安排“数控一条龙”攻关项目,项目包括5种主机和3种数控系统的消化、吸收和国产化。1990年项目验收时,国产化率都高达70%以上,经鉴定,“技术达到20世纪80年代初水平”。但这些项目“显然没有抓住市场需求最多的品种”,“可靠性却随着国产化率的提高而降低”。


这个直到今天仍然存在的问题根源是,政策和项目的制定者始终把目光聚焦于国外的技术上,以领先者已达到的技术水平和标准作为唯一的衡量指标,同时把“国产化率”作为最终目标,完全忽略了本国市场的需求,最终导致技术攻关项目与市场需求脱节。


事实上,引进的技术其实是产品,其中凝聚的知识和经验对于引进者来说都是“黑箱”,不可能只是通过购买和使用就会自动掌握。因此,引进技术不能替代自主开发。但“三段式”政策把“引进国外先进技术”规定为唯一的技术来源,同时却没有对自主开发的要求和鼓励,执行了这个政策的中国工业也就不可能从“引进外国先进技术+国产化”的阶段走到“自主开发”的阶段。


受制于人的“跟随者”


在引进技术的政策影响下,国内研究机构和企业不再愿意自主开发数控系统,而是更倾向于通过引进来“开发”。当技术引进没有取得预期效果后,就索性依靠外国企业的“合作”。


1992年,日本数控巨头发那科与国内某机床研究所共同出资成立了北京发那科机电有限公司,实际上是从事发那科数控装置的组装、销售和维修。这样一路走下来,中国机床工业以前积累的数控开发能力基本被瓦解,最终只能依靠进口数控系统。


1993年市场全面开放以后,如洪水般涌入中国市场的进口机床最终让中国机床企业全面陷入困境。


进入21世纪后,中国国内机床工业之外出现了一些数控系统的制造商,一度为中国在数控技术上的突破带来希望,但迄今仍然没有扭转中国在数控系统上的弱势,国内市场上的主流产品,尤其是高端的数控机床还是以西门子和发那科的系统为主。


中国数控技术在出现本国系统供应商之后仍然没有实现明显突破,其原因在于大多数中国企业在技术开发上仍然是跟随外国领先者。以市场为导向的企业,往往在跟随外国技术轨道的条件下靠低价竞争。以国家项目为导向的企业,往往以外国已有的技术性能标准作为开发目标,虽做到了“填补空白”,但因为不是从市场需求出发,所以做出来的“成果”往往没有应用价值。


根据业内专家的分析,国内开发数控系统呈现出两个特征,一是数控系统制造商“把主要精力放在国外技术的跟踪上,基础理论和应用研究皆有所欠缺”;二是系统供应商与制造厂家、最终用户联系不紧密,产品无法满足市场的需要。


事实上,中国最近几个五年规(计)划中都有关于数控系统的研发专项,也都验收合格了,但同样的技术项目每次都会重新申报。于是,数控系统成了中国机床工业挥之不去的软肋。更多数控运用


文/《瞭望》新闻周刊特约研究员路风 王晨

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