一、我國數(shù)控機床研制取得的成績
1．產(chǎn)業(yè)規(guī)模日益擴大
    2001年，我國機床工業(yè)產(chǎn)值已進人世界前五名。2001年國內(nèi)數(shù)控金切機床產(chǎn)量已達1．8萬臺，比上年增長28．5％，金切機床行業(yè)產(chǎn)值數(shù)控化率從2000年的17．4％ 提高到2001年的22．7％ 。機床工具出口額從1998年的約5億美元上升到2000年的7．85億美元。出口的數(shù)控機床品種以中低檔為主。廣州數(shù)控設(shè)備廠是國家863“中檔數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化支撐技術(shù)”項目承擔企業(yè)，2002年產(chǎn)品銷售額達1．3億元。常州亞興數(shù)控設(shè)備有限公司是民營股份制企業(yè)，2002年共銷售數(shù)控刀架7500臺套，與上年度同比增長近80％ 。南京工藝裝備制造廠認真實施品牌發(fā)展戰(zhàn)略，“品牌是金，服務(wù)是心”是他們對所有用戶的鄭重承諾。該廠每年都以不少于1000萬元的資金投入改造滾動功能部件生產(chǎn)線。現(xiàn)已建成滾珠絲杠副，滾動直線導(dǎo)軌副分品種、分規(guī)格、分精度的專業(yè)加工生產(chǎn)線，使產(chǎn)品質(zhì)量有了一個長期穩(wěn)定的保證，并大大縮短了生產(chǎn)周期。
2．技術(shù)開發(fā)進展神速 
    “十五”期間，國家科技部將數(shù)控機床列為制造業(yè)信息化工程的三大重點之一，在863計劃和科技攻關(guān)計劃中分別安排了“精密制造與數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用與示范”和“數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)與裝備產(chǎn)業(yè)化支撐技術(shù)及應(yīng)用”項目。經(jīng)過兩年多的努力，現(xiàn)已取得重要的階段性成果，科技部先后安排了14臺高、精、尖數(shù)控設(shè)備的研制，都是技術(shù)難度較大、進口價格很高的大型設(shè)備。其中10臺為國際20世紀90年代中期的水平，4臺為20世紀90年代末期水平。到2003年9月，已有7臺交付使用。中國機械工業(yè)聯(lián)合會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，科技部擇優(yōu)支持的六家機床企業(yè)去年共生產(chǎn)數(shù)控機床4 755臺，產(chǎn)值10．3億元，分別占2002年全國數(shù)控機床總產(chǎn)量和產(chǎn)值的19％ 和30％ ，分別比2001年提高了6個和10個百分點。 
    同時，研發(fā)的一些關(guān)鍵共性技術(shù)已應(yīng)用于其他產(chǎn)品的開發(fā)中，并派生出數(shù)十種重大數(shù)控設(shè)備。北京機電院為東方汽輪機廠開發(fā)的五軸聯(lián)動加工中心已在該廠進行了半年的應(yīng)用，不僅可完全滿足汽輪機葉片加工的質(zhì)量要求，加工效率可與瑞士進口同類機床媲美，且價格僅為進口機床的三分之一。沈陽機床股份公司為安彩集團成都電子玻殼有限公司研發(fā)的背投彩電玻殼數(shù)控壓屏專用生產(chǎn)線已投產(chǎn)使用，其整體技術(shù)水平達到了國際同類產(chǎn)品領(lǐng)先水平，使我國成為繼美、13之后世界第三個能生產(chǎn)此類專用設(shè)備的國家。 
    此外，沈陽機床股份公司還為上海磁懸浮列車軌道梁加工開發(fā)了數(shù)控加工成套設(shè)備，為神舟號載人飛船燃燒室加工開發(fā)了特殊銑床，為核電鍋爐加工開發(fā)了特高行程的數(shù)控立式車床。我國在高端數(shù)控機床關(guān)鍵技術(shù)研究方面取得的重大突破迫使國外一些公司在高檔數(shù)控系統(tǒng)上對我國全面開放。目前，我國已基本掌握了多(五)座標聯(lián)動的關(guān)鍵技術(shù)，不僅打破了國外的技術(shù)封鎖，而且使該技術(shù)進入實用階段。復(fù)合加工技術(shù)的研究也取得很大成績，已研制完成的五軸聯(lián)動車銑復(fù)合中心、五軸五面加工中心、雙主軸車削中心等關(guān)鍵設(shè)備均已實現(xiàn)商品化。在2003年4月北京國際機床展上，就展出了各類國產(chǎn)五軸聯(lián)動加工機床18臺。 
    高速加工技術(shù)(HSM)的研究與應(yīng)用也取得重要進展。其中在直線電機應(yīng)用技術(shù)的研究方面，基本掌握了負載變化擾動、熱變形補償、隔磁和防護等部分關(guān)鍵技術(shù)，填補了我國在直線電機應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域的空白，使我國在這一領(lǐng)域與國外差距由l5年縮短為l0年。完成了8000～10000r／min機械式高速主軸單元和10000—18000r／min高速主軸單元的產(chǎn)品開發(fā)和加工制造工藝的研究，實現(xiàn)了在國產(chǎn)加工中心和數(shù)控機床上的應(yīng)用。研制成功了適合高速機床加工的HSK工具系統(tǒng)，并已將其轉(zhuǎn)化成國家標準。
二、我國數(shù)控機床發(fā)展存在的問題
1．數(shù)控化水平低 
    近年來，我國數(shù)控機床生產(chǎn)一直保持兩位數(shù)增長。2002年產(chǎn)量居世界第四。但與發(fā)達國家相比，我國機床數(shù)控化率還不高，目前生產(chǎn)產(chǎn)值數(shù)控化率不到30％ ；消耗值數(shù)控化率還不到50％ ，而發(fā)達國家大多在70％ 左右。以金切機床為例，我國去年產(chǎn)量為23萬臺，其中數(shù)控機床只有2．4萬臺，僅為產(chǎn)量的十分之一強。高檔次的數(shù)控機床及配套部件只能靠進口。國產(chǎn)數(shù)控車床到2000年可供品種為700多種，接近數(shù)控機床品種的50％ ，其中占產(chǎn)量70％ 的是經(jīng)濟型數(shù)控車床。最高轉(zhuǎn)速一般在2000r／min，個別轉(zhuǎn)速達8000r／min， 坐標定位精度一般在0．01mm，重復(fù)定位精度在0．005mm，工作精度圓度在0．01—0．005mm 之間， 表面粗糙度Ra0．8—1．61xm。長城機床廠CK7815C主軸最高轉(zhuǎn)速3 500r／min，快速行程X軸9m／min，z軸12m／min，定位精度X軸0．016mm，z軸0．025mm， 工作精度圓度0．007mm，表面粗糙度Ra<1．6 m。 
    國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)MTBF可靠性大都超過1萬小時，但國際上先進企業(yè)數(shù)控系統(tǒng)MTBF已達8萬小時。國產(chǎn)數(shù)控車床、加工中心MTBF有少數(shù)廠達500h，但國際先進水平已達800h。用戶對國產(chǎn)加工中心刀庫機械手、數(shù)控車床刀架仍不放心，其定位精度、特別是重復(fù)定位精度也有待提高。此外，外觀、漏油等老問題也與工業(yè)發(fā)達國家產(chǎn)品有差距。
2．功能部件有差距 
    數(shù)控功能部件是指數(shù)控系統(tǒng)、主軸單元、數(shù)控刀架和轉(zhuǎn)臺、滾珠絲杠副和滾動直線導(dǎo)軌副、刀庫和機械手、高速防護裝置等，它們是數(shù)控機床的重要組成部分。功能部件技術(shù)水平的高低、性能的優(yōu)劣以及整體的社會配套水平直接決定和影響著數(shù)控機床整機的技術(shù)水平和性能，也制約著主機的發(fā)展速度。相對數(shù)控機床主機來說，我國功能部件生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展更顯滯后。功能部件不僅決定著機床的整機性能，還占到整機成本的60％ 左右，其發(fā)展狀況直接關(guān)系到機床的競爭力水平。 
    目前，我國的功能部件生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模普遍較小，布局分散，有些還依附于主機廠或研究所。從整體上看，我國功能部件生產(chǎn)發(fā)展緩慢，品種少雙色球，產(chǎn)業(yè)化程度低，從精度指標和性能指標都還不過硬。滾珠絲杠、數(shù)控刀架、數(shù)控系統(tǒng)、電主軸等數(shù)控機床功能部件雖已形成一定的生產(chǎn)規(guī)模，但僅能滿足中低檔數(shù)控機床的配套需要。衡量數(shù)控機床水平的高級數(shù)控系統(tǒng)、高速精密電主軸、高速滾動功能部件和數(shù)控動力刀架等還依賴進口。理順功能部件生產(chǎn)企業(yè)的體制，做大做強一批功能部件生產(chǎn)企業(yè)已迫在眉睫。
三、如何加快我國數(shù)控機床的發(fā)展 
    我國發(fā)展機床業(yè)有著得天獨厚的市場空間，特別是未來幾年，汽車、信息和高新技術(shù)等產(chǎn)業(yè)在我國將會強勁發(fā)展。以汽車工業(yè)為代表的機電裝備工業(yè)對機床工業(yè)提出了更高的要求。據(jù)三大汽車和九個骨干廠的統(tǒng)計，2004年投入技術(shù)改造資金261億元，而汽車零部件的技術(shù)改造投入也將近73億元，其中與機床工具工業(yè)有關(guān)的有42億元。專家指出，以我國目前高檔數(shù)控機床和成套成線設(shè)備的開發(fā)、生產(chǎn)能力，在品種、質(zhì)量和數(shù)量上還不能適應(yīng)市場需要，必須加快數(shù)控機床的發(fā)展。
1．生產(chǎn)專業(yè)化 
    由于歷史原因，我國機床工具行業(yè)千余家企業(yè)在國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)布局趨同，導(dǎo)致生產(chǎn)總量不小，低水平重復(fù)建設(shè)嚴重；“大而全”、“小而全”普遍存在，規(guī)模效益難以釋放；企業(yè)內(nèi)部自我配套意識濃厚，生產(chǎn)周期過長；成本居高不下，整機性能及可靠性無法保證；對市場需求反應(yīng)遲鈍，競爭乏力。以西部某省機床工具行業(yè)的產(chǎn)業(yè)布局為例，該省現(xiàn)有機床企業(yè)12家，分布在省內(nèi)四個地級城市，資產(chǎn)存量較大，近20億元，從業(yè)人員超過兩萬人，生產(chǎn)產(chǎn)品門類齊全。各廠產(chǎn)品雖然相互競爭度低，互補性強，但工藝裝備趨同，各廠幾乎都有鑄造、熱處理、機加工、裝配能力，“全而不專”、“專而不精”、“散、亂、小”的產(chǎn)業(yè)劣勢一覽無余，其中只有兩家企業(yè)的主營銷售收入達到2億元。 
    由此可以看出，該省每一個企業(yè)在國內(nèi)機床市場上所占份額都很小，影響甚微，根本談不上競爭優(yōu)勢，更無法與國外同行相抗衡。虛擬制造可有效解決此問題。業(yè)務(wù)外包又稱虛擬制造，是制造企業(yè)把業(yè)務(wù)鏈的中間制造環(huán)節(jié)部分或全部弱化，實行委托協(xié)作加工，而對業(yè)務(wù)鏈上游的產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計，下游的市場營銷(包括售后服務(wù))等環(huán)節(jié)強化的一種制造管理模式。這種模式在企業(yè)組織形式上表現(xiàn)為中間小(精)，兩頭大(強)的“啞鈴型”結(jié)構(gòu)。虛擬制造是對“大而全、小而全”企業(yè)模式的否定，代表了業(yè)界追求企業(yè)組織扁平化、輕薄化、強性化，低成本、高效率的管理潮流，它的逐步盛行是社會專業(yè)化分工發(fā)展的必然結(jié)果。 
    專家認為，虛擬制造是產(chǎn)業(yè)鏈上各種要素定期、定向在全球范圍內(nèi)移動的外在表現(xiàn)形式。對優(yōu)勢企業(yè)而言，其移動趨向于產(chǎn)業(yè)鏈的中高端，最終達到對整個產(chǎn)業(yè)鏈的(相對)掌控；對一般中小企業(yè)、弱勢企業(yè)而言。其移動趨向于產(chǎn)業(yè)鏈的中低端，成為產(chǎn)業(yè)鏈的一個環(huán)節(jié)或某個環(huán)節(jié)的若干部分，最終附生于優(yōu)勢企業(yè)，從而形成一個有活力的產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。 
    目前流行的虛擬制造形式主要有以下三種： 
    一是定牌制造，又稱OEM制造。指核心企業(yè)把設(shè)計好28遼寧科技參考的產(chǎn)品交由專業(yè)制造承包商生產(chǎn)，并在最終產(chǎn)品上打上核心企業(yè)的知名品牌。 
    二是定牌設(shè)計制造。指銷售商購買制造商的設(shè)計資料(專利技術(shù))，讓代工企業(yè)組織產(chǎn)品生產(chǎn)制造，打上自己品牌對外銷售。 
    三是工序外包制造。通常指核心企業(yè)把一些粗加工及技術(shù)含量低的工序擴散到周邊人力成本低廉地區(qū)的企業(yè)代為加工，自己控制關(guān)鍵工序如精加工、裝配、檢測等。 
2．提高新產(chǎn)品研發(fā)能力 
    當前必須快速提高數(shù)控機床產(chǎn)品的自主開發(fā)、制造能力。為此，要建立有效的數(shù)控技術(shù)開發(fā)中心，加強對重點工藝的研究、試驗，形成成套開發(fā)能力。實踐證明，聯(lián)合研發(fā)是提高我國新產(chǎn)品研發(fā)能力的有效途徑，不僅能解決關(guān)鍵技術(shù)，保證所研發(fā)的產(chǎn)品在技術(shù)性能上滿足生產(chǎn)的實際需求，而且能為用戶提供商品化的產(chǎn)品和服務(wù)。要做到自主開發(fā)與引進國外技術(shù)相結(jié)合，這樣不僅技術(shù)起點高，而且開發(fā)周期大大縮短。如大連大森公司抓住機遇，采取數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計國際化、器件選購全球化、組裝生產(chǎn)社會化，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，一舉改變了國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)可靠性差的形象。2002年，該公司共銷售數(shù)控系統(tǒng)2200多臺。
3．加快技術(shù)引進與合作 
    為了更快得到最新技術(shù)，企業(yè)可直接與國內(nèi)外科研院所“聯(lián)姻”，通過國際作生產(chǎn)、合資經(jīng)營，實現(xiàn)主流產(chǎn)品生產(chǎn)的高起點、成批量、專業(yè)化。2003年10月，北一大隈(北京)有限責任公司在北京林河工業(yè)區(qū)正式投產(chǎn)。作為一個國家裝備制造業(yè)水平標志的數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)基地，這家總投資達3．3億元的中日合資企業(yè)，通過引進世界先進的五面加工機床、臥式加工中心柔性生產(chǎn)線及立臥加工中心構(gòu)成一個全柔性的加工系統(tǒng)，形成年產(chǎn)1 000臺數(shù)控機床的生產(chǎn)能力，成為我國目前規(guī)模最大的數(shù)控機床制造基地。