从现实和历史分析机床行业如何走出困境

机床行业，企业和产品结构失衡，重主机轻配套；重数量轻质量；重“脸”轻基础；比软实力更重视硬实力。有的同质化严重，有的“空白”；这些问题没有解决，也很难解决。

目前政府领导和企业都没有紧迫感。在全球经济一体化的今天，主机厂使用的配套件和功能件可以从世界知名企业在中国生产的产品中采购。而国内功能部件企业数量很少，竞争力较弱，很难感受到威胁，这是一把双刃剑。

这也为用户开发专用数控机床创造了条件。因为用户熟悉使用流程，所以他们开发的专用数控机床实用性强，性价比高，去掉了多余的功能。比如山东滨州活塞厂，有专门制造数控机床的专业制造分厂，只有200到300人，年销售额3000万元。生产活塞的专用数控生产线三分之一自用，三分之一内销，三分之一出口。再比如常熟轴承厂，根据需要生产轴承套圈粗精加工的数控车床。为了方便去除切屑，主轴上下颠倒，效果很好。Timkin在中国、美国的独资轴承厂全部采用这种专用数控车床。东方汽轮机等其他企业也开发生产了专用数控车床。功能部件的专业化生产为用户制造机床提供了便利，这可能是一种趋势，机床行业又多了一个竞争的“对手”。客观上填补了机床行业的一项空白。

在这些功能部件中，最重要的是数控系统及其伺服驱动装置。在中国机床发展的历史长河中，几经沉浮。五六十年过去了，迄今为止，大部分高端数控系统和驱动装置依赖进口。尽管有“04专项”的大力支持，中高档系统主要由发那科和西门子提供，中低档系统由广州数控设备有限公司等国内少数厂家提供，仍有一定竞争力。其中广州数控设备有限公司已成气候，去年销量和产值较前年大幅增长，实在可喜可贺。而多轴联动的高档数控系统厂家只有几百套，如华中数控、杨光，而华中数控生产的中档数控系统却有千余套。国产数控系统在取得可喜成绩的同时，也面临着普及的难题。主机厂不敢用，终端用户也不爱用。因此，它们不能工业化。没有“量”，就没有“质”，成本也无法降低。如何解开这个“结”，完全不是市场机制能解决的。在“市场在资源配置中起决定性作用”的进一步深化改革的形势下，国产高档数控可能会更加边缘化，机床强国的梦想将遥遥无期，这只能靠决策者的智慧和手段来解决。

思考4:可靠性、准确性、一致性和保持性是弱点。

用户反映数控机床大故障不多，小故障多，维修服务跟不上，高端用户不敢用。根据力推宁江机床厂和重庆大学支持的可靠性研究结果，中小型精密立式和卧式加工中心的初始故障频率需要三个月左右，而国外机床在使用中很少或没有初始故障，MTBF(无故障时间)和MTTR(维修时间)无法与国外机床竞争。据推宁江机床厂56年的研究，中小型精密卧式、立式加工中心的MTBF可达900小时，目标为1500小时。根据研究结果，工厂制定了一套保证可靠性的管理制度，制作了40多台可靠性试验装置，消除工厂中的不可靠因素。我觉得目标一定是可以实现的，这要靠傻傻的努力，耐得住寂寞，排除不靠谱的因素。成果融入设计、技术和制造过程，成为规范，严格执行。然后得到用户的反馈来改进。这种多重内外部反馈的PDCA方法积累了大量有价值的数据，未来将形成独特的数据库，为“问题导向”的创新提供数字化基础。

再看其他企业，据媒体报道，重型数控机床的MTBF只有200~300小时。对于用户来说，停机就是不能创造价值，用户没意见才怪。

日本Fanuc公司生产的数控系统和伺服装置有严格的统计和原因分析。根据公司2012年从1到12的统计，中国需要维修服务的单位总数从10年的34.9万台增加到12年的38.5万台，拥有量覆盖了生命周期的各个阶段，故障率仅为0.004~0.008台/台。发那科的创始人老刀野先生已经90岁了。他每个月都会亲自询问和研究故障原因，并采取必要的措施加以解决。中国的高端数控装备企业能出这个数据吗？

准确度的一致性，即Cpk(过程能力指数)，是现代企业用来表示过程能力的指标，即某一项目或过程水平的定量反应，也是工程评价的一种指标——编者)应达到1.33以上，这是汽车行业等大型生产企业采购机床产品时必须考虑的。目前国产机床精度不高，这些大用户不敢用国产机床及其生产线。当然，还有其他原因。德、日、美、法、韩合资汽车厂都是用合作方的国外机床，中国企业根本进不去这些行业。德国、美国、日本、法国、韩国等国家汽车工业的发展促进了各自国家机床工业的发展，中国是个例外。这也需要几代机床企业的努力才能扭转这种局面。一些急功近利的企业领导能下定决心吗？

影响加工精度和平整度的机床静动态刚度、热变形、振动等基础理论，在北京机床研究所60年代的样机试验中已经成熟，试验了几十台机床，包括高精度坐标镗床、磨边机等。，有些是工厂做的，有些是工厂做的。笔者和一帮同事曾经在武汉机床厂招待所住了三个月。比较了德国Kapp开刃机和国产开刃机的静动态刚度、热变形和振动对机床加工精度和平整度的影响，并提出了改进建议。现在测试条件好多了。非接触式测试仪器有很多，比如测量振动和热变形到亚微米级，测量温度到0.5℃。可以用丹麦产BK噪声计和傅立叶函数分析噪声，分析噪声的来源。可以用泰勒霍布森圆度仪测量圆度，测量多个谐波来分析振动的来源。当时在各个工厂办了专门的学习班，培训实验研究人员。老机床工人可能还印象深刻。建议北京机床研究所把过去的资料整理一下，举办培训班，进行人员培训，在行业内推广。去年，笔者在昆明机床厂看到，其新研制的高精度数控卧式镗床正在做热变形试验。希望04专项的院士、教授、专家关注这些已有成果的推广。当时有一些补偿热变形的科学方法，包括对称设计和互补误差，现在有了数控。动态测得的变形可以用软件补偿，并不是很玄乎。老老实实做就好。