智能制造

30年也追不上德日?中國數(shù)控機(jī)床輸在"看不見的地方"

ainet.cn   2025年03月14日

令人費(fèi)解的行業(yè)悖論

2022年,山東某重工集團(tuán),居然斥資4.6億采購了一條日本的二手生產(chǎn)線,這一舉動(dòng),在機(jī)床行業(yè)引發(fā)了軒然大波。其實(shí)在常人眼中,新設(shè)備總是相較于二手設(shè)備更優(yōu),但是為何企業(yè)卻如此青睞二手進(jìn)口設(shè)備呢?這一現(xiàn)象背后,是中國機(jī)床行業(yè)一個(gè)亟待深思的矛盾。

材料玄機(jī):特種鋼的差距

機(jī)床制造的核心在于材料,而且特種鋼的質(zhì)量,更是決定了機(jī)床的性能與壽命。德國蒂森克虜伯的特種鋼是行業(yè)標(biāo)桿,它的壽命竟然是國產(chǎn)材料的5倍以上。這一差距,其實(shí)成為中國機(jī)床產(chǎn)業(yè)難以跨越的鴻溝。

從微觀結(jié)構(gòu)來看,德國特種鋼,在金相顯微鏡下,呈現(xiàn)出均勻細(xì)密的晶粒結(jié)構(gòu),而且晶粒大小均勻,排列緊密,這賦予了鋼材出色的強(qiáng)度和韌性。而國產(chǎn)材料的晶粒相對(duì)粗大,并且分布不均,這樣的話容易在受力時(shí)產(chǎn)生應(yīng)力集中,反而導(dǎo)致材料過早失效。

在化學(xué)成分這個(gè)層面上,蒂森克虜伯特種鋼的合金元素配比是極其精準(zhǔn)的,各個(gè)元素相互之間進(jìn)行協(xié)作,從而提升了鋼材的耐腐蝕性以及高溫強(qiáng)度。對(duì)比之下,國產(chǎn)材料在化學(xué)成分控制這一方面,并不是那么精準(zhǔn),合金元素的含量有著較大的波動(dòng),這對(duì)性能的穩(wěn)定性和一致性造成了影響。

這種差距在實(shí)際應(yīng)用中,表現(xiàn)得尤為明顯。在高精度、復(fù)雜曲面的零部件加工里,德國特種鋼制造的零部件,能夠長(zhǎng)時(shí)間地保持穩(wěn)定性能,而國產(chǎn)材料制造的零部件卻容易磨損,精度下降,這樣的話增加了生產(chǎn)成本和時(shí)間。

軟件之痛:代碼量的差距

如果說材料是機(jī)床的骨架,那軟件系統(tǒng)便是機(jī)床的“大腦”。其實(shí)在軟件范疇內(nèi),國產(chǎn)系統(tǒng)與國際巨頭西門子間存在著很大的差異。據(jù)某高校實(shí)驗(yàn)室的報(bào)告表明,國產(chǎn)系統(tǒng)的代碼數(shù)量?jī)H為西門子的十分之一。這一差距背后,悄悄潛藏著諸多亟須處理的問題。

首先代碼量的不足,直接導(dǎo)致了功能的匱乏。西門子系統(tǒng)憑借其龐大的代碼量,能夠很好地支持復(fù)雜的多軸聯(lián)動(dòng)加工,并且輕松地應(yīng)對(duì)航空航天領(lǐng)域的高精度需求。而國產(chǎn)系統(tǒng)在面對(duì)類似任務(wù)時(shí),往往顯得力不從心,無法提供精準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)控制算法,其加工精度也難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

其次在系統(tǒng)穩(wěn)定性方面,西門子系統(tǒng)憑借著大量的代碼,構(gòu)建了穩(wěn)健的底層架構(gòu)以及完善的錯(cuò)誤處理機(jī)制,能夠在長(zhǎng)時(shí)間且高強(qiáng)度的運(yùn)行當(dāng)中保持穩(wěn)定。對(duì)比而言,國產(chǎn)系統(tǒng)因?yàn)榇a量不夠充足,所以穩(wěn)定性相對(duì)較差,容易出現(xiàn)死機(jī)或是程序中斷等狀況,這樣的話給企業(yè)帶來了經(jīng)濟(jì)上的損失。

在兼容性方面,西門子系統(tǒng),能夠與各種硬件設(shè)備以及軟件工具,無縫地對(duì)接,這極大地提升了生產(chǎn)的靈活性與可擴(kuò)展性。而國產(chǎn)系統(tǒng)呢,卻常常因?yàn)榧嫒菪缘膯栴},致使設(shè)備無法正常地工作,進(jìn)而影響了生產(chǎn)效率。

技工斷層:青黃不接的危機(jī)

機(jī)床行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng),不僅是技術(shù)與材料的較量,更是人才的比拼。其實(shí)中國機(jī)床行業(yè)正面臨著技工斷層的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。據(jù)長(zhǎng)三角制造業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,能調(diào)試高端機(jī)床的技師,平均年齡竟高達(dá)49歲,這一現(xiàn)象敲響了行業(yè)人才危機(jī)的警鐘。

在機(jī)床行業(yè),經(jīng)驗(yàn)至關(guān)重要。

技師需要憑借多年積累的經(jīng)驗(yàn),精準(zhǔn)調(diào)整機(jī)床參數(shù),以應(yīng)對(duì)不同加工任務(wù)的需求。

老師傅們憑借著豐富的經(jīng)驗(yàn),能夠快速地,判斷并且解決機(jī)床運(yùn)行當(dāng)中的問題,從而確保生產(chǎn)順利地進(jìn)行下去。

不過隨著老師傅們漸漸地退休,年輕一代對(duì)這一行業(yè)缺少熱情,進(jìn)而導(dǎo)致了人才斷層的現(xiàn)象越發(fā)嚴(yán)重。

一些企業(yè),甚至出現(xiàn)了青黃不接的局面,這對(duì)機(jī)床行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。

黎明曙光:大連科德數(shù)控的突圍

雖然面臨諸多挑戰(zhàn),但中國機(jī)床行業(yè)依然是有希望的。大連科德數(shù)控,靠著自身的自主創(chuàng)新能力,給中國機(jī)床產(chǎn)業(yè)增添了新的活力??频聰?shù)控一直專心于,高端五軸機(jī)床的研發(fā)和制造,經(jīng)過多年不停地努力,戰(zhàn)勝了重重艱難險(xiǎn)阻,順利打破了國外在這個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)壟斷。

持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新,以及研發(fā)投入,讓科德數(shù)控提升了自身的核心競(jìng)爭(zhēng)力,也給國內(nèi)同行做出了榜樣。這個(gè)成就表明,中國機(jī)床行業(yè)在高端裝備制造領(lǐng)域,走出了堅(jiān)實(shí)的步伐。

科德數(shù)控的五軸機(jī)床在精度方面,以及穩(wěn)定性等核心性能指標(biāo)上,已達(dá)到了國際先進(jìn)水平,而且成功地打入了航空航天領(lǐng)域。

其產(chǎn)品靠著優(yōu)良的性能,可以極為精確地達(dá)成復(fù)雜零部件的加工任務(wù),從而滿足了行業(yè)嚴(yán)苛的需求,也正因如此獲取了市場(chǎng)的高度認(rèn)同。

2023年,國產(chǎn)高端機(jī)床的退貨率由35%降至18%;這樣的數(shù)據(jù)明顯下降,其實(shí)不僅反映出國產(chǎn)機(jī)床在性能與質(zhì)量上有了突出的提升,而且意味著市場(chǎng)對(duì)國產(chǎn)機(jī)床的信心正在逐步恢復(fù)。

結(jié)語:向“精度霸權(quán)”發(fā)起反擊

中國機(jī)床行業(yè),在前行的道路之上,面臨著材料、軟件以及人才等諸多方面的挑戰(zhàn)。不過大連科德數(shù)控等企業(yè)成功地突圍,還有國產(chǎn)高端機(jī)床退貨率明顯地下降,為行業(yè)注入了極為強(qiáng)大的信心。這不但證明了自主創(chuàng)新所具備的潛力,而且讓我們看見了打破國外“精度霸權(quán)”的希望。

將來自主創(chuàng)新,依舊會(huì)是推動(dòng)中國機(jī)床行業(yè)發(fā)展的主要?jiǎng)恿ΑN覀兊眉哟髮?duì)材料研發(fā)的資金投入,以便突破特種鋼這類關(guān)鍵材料的技術(shù)瓶頸;在軟件領(lǐng)域,要鼓勵(lì)企業(yè),跟科研機(jī)構(gòu)一起加強(qiáng)研發(fā)工作,進(jìn)而提高軟件的穩(wěn)定性和兼容性;這個(gè)時(shí)候,我們一定要非常重視人才的培養(yǎng),不斷完善培養(yǎng)體系,通過這種方式增強(qiáng)行業(yè)的吸引力,以解決技工短缺的問題。

每一顆螺絲,都承載著中國機(jī)床人的執(zhí)著與他們的追求;每一次技術(shù)突破,都是對(duì)“精度霸權(quán)”的有力反擊。

相信在自主創(chuàng)新的道路之上,中國機(jī)床行業(yè)定能披荊斬棘,實(shí)現(xiàn)從機(jī)床大國向著機(jī)床強(qiáng)國的華麗轉(zhuǎn)身,并且在全球制造業(yè)的舞臺(tái)之上綻放光芒。

參考文獻(xiàn):

1、《中國科技核心期刊目錄》(2024年版):收錄了中文期刊2022種和英文期刊196種,共計(jì)2218種,是了解中國科技領(lǐng)域核心期刊的重要資源

2、《中國科技發(fā)展歷程》:詳細(xì)介紹了中華民族的科技活動(dòng)悠久歷史,以及16世紀(jì)中期以前一直處于世界科技舞臺(tái)中心的成就。

3、《中國科技70年:重大科技成就一覽》:回顧了新中國成立70年來中國科技事業(yè)走過的不平凡發(fā)展之路,以及重大科技成就。

(來源: 科技怪獸家)

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