堅持科技自立自強初心使命，踐行高端數控機床高質量發展之路
堅持科技自立自強初心使命，
踐行高端數控機床高質量發展之路
高端數控機床是面向世界科技前沿、面向經濟主戰場、面向國家重大需求構建高端制造產業體系的基礎性、戰略性高技術產品，是“工業母機”領域中人才、科技、產業、投資等要素的集大成者，“產業皇冠上的明珠”。黨的十八大以來，圍繞“新發展階段、新發展理念、新發展格局”的核心要義，在有關部門的直接指導下，機床裝備產業堅持科技自立自強初心使命，踔厲奮發、謀篇布局、主動作為，積極踐行高端數控機床高質量發展之路。
2022年10月16日習近平總書記在黨的二十大上所作的《高舉中國特色社會主義偉大旗幟
為全面建設社會主義現代化國家而團結奮斗》報告中指出“新時代新征程中國共產黨的使命任務，……以中國式現代化全面推進中華民族偉大復興”，“未來五年是全面建設社會主義現代化國家開局起步的關鍵時期，主要目標任務是：經濟高質量發展取得新突破，科技自立自強能力顯著提升，構建新發展格局和建設現代化經濟體系取得重大進展……”，“建設現代化產業體系……實施產業基礎再造工程和重大技術裝備攻關工程，支持專精特新企業發展，推動制造業高端化、智能化、綠色化發展”，“實施科教興國戰略，強化現代化建設人才支撐，加快實施創新驅動發展戰略。堅持面向世界科技前沿、面向經濟主戰場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，加快實現高水平科技自立自強。以國家戰略需求為導向，集聚力量進行原創性引領性科技攻關，堅決打贏關鍵核心技術攻堅戰。”以上論述再次為機床裝備產業高質量發展注入強大動力，也對產業堅持科技自立自強初心使命和高質量發展提出更高的要求。
近三年來，通過依靠新型舉國體制，產業鏈上中下游骨干力量組成的機床裝備產業創新聯合體，按照“需求牽引、協同創新、以用促研、迭代升級”的思路，高端數控機床創新發展工作打開新局面，在自主化替代方面形成一些突破性進展。近日，中共中央辦公廳印發了《關于在全黨大興調查研究的工作方案》，要求“要緊緊圍繞全面貫徹落實黨的二十大精神、推動高質量發展，直奔問題去，實行問題大梳理、難題大排查，著力打通貫徹執行中的堵點淤點難點……”。下面根據近年來對高端數控機床產品領域部分骨干企業調研的實際情況，梳理堵點淤點難點，總結典型經驗做法，供行業企業參考借鑒。
一、以用促研，全力打通科技成果產業化的最后一公里
高端數控機床是依賴應用驗證驅動的高科技創新與集成的載體，是前沿基礎研究與工程化應用研究的邊界產品。如何將前期研究形成的新理論、新技術、新知識等科研成果實現工程化與產業化應用推廣？是一直困擾科技界與產業界的一個老大難問題，“行百里者半九十”，業內習慣的形容科研成果產業化轉化環節是“打通道路的最后一公里”。
在總結前期科研攻關經驗的基礎上，通過國內外產業發展模式比較研究，不少行業企業與用戶聯合，按照以用促研的創新思路，按照產業鏈上下游關系，“主機聽用戶的、部件聽主機的”，以應用方需求輸入為標尺，從定性到定量地對照完善科研方案，打磨成果技術細節，形成真正產用融合研發的創新機制，極大地提升研發的針對性、成熟度和實用性。
汽車零部件制造是高端數控機床主要應用領域，其以高精度、高效率、大批量制造和高使用經濟性要求等嚴苛條件著稱，能否在汽車零部件制造生產線上線使用成為考驗高端數控機床產業化應用水平的重要標志之一。因此，汽車零部件制造生產線成為高端數控機床“以用促研”
機制試驗與實踐的重要領域。
陜西法士特齒輪有限責任公司是國內商用車變速器行業龍頭企業，主要產品包括各類商用汽車變速器、工程機械變速器、新能源傳動系統、液力緩速器、離合器、減速機、取力器等，具備年產汽車變速器120萬臺和齒輪5000萬只的綜合生產能力。公司各項經營指標連續20年名列中國齒輪行業第一，重型汽車變速器年產銷量連續17年穩居世界第一，國內市場占有率超過70%，全球市場份額超35%，市場保有量超過1200萬臺。公司產品廣泛應用于各類載重車、客車、工程車，國內主要客戶包括陜重汽、中國重汽、福田、東風、一汽解放、宇通、金龍、三一重工等。近年來，為滿足自主品牌齒輪加工機床在汽車領域產業化應用的需要，提升產線自主化率，法士特牽頭聯合秦川機床、廣東凱特、人本精密、禹衡光學、秦川數控、秦川思源等機床主機與關鍵部件制造企業，開展自主品牌高端數控磨齒機、數控滾齒機以及測量儀等高端數控機床裝備在車用齒輪高精高效加工領域的產業化應用驗證與示范推廣，形成一套完整的國產化解決方案。
經過多年的聯合技術攻關與產業化環境下的迭代驗證，目前已在數控磨齒機精度、效率、可靠性等方面得到顯著提升，核心新型磨齒技術得到突破，機床關鍵部件以及齒輪在線測量設備的國產化替代方案正在批量應用。采用蝸桿砂輪磨削主軸技術、齒面抗扭曲核心關鍵技術、超精鏡面磨削技術、磨齒機制造工藝過程控制技術等核心新技術的數控磨齒機，批量加工齒輪精度可穩定達到GB5級，達到進口同類設備水平。法士特高智新工廠建設完成面向高端商用車領域的高精度齒輪高效加工示范應用生產線，產線設備國產化率由10%提升至78%，齒輪批量磨削精度由GB6級提升至GB5級，設備采購周期縮短6個月，成本降低60%以上，機加車間自動化率達到100%。
通過產用協同攻關，在高速重載齒輪高精高效加工領域形成了一套完整的國產化解決方案，也提升了國產數控機床產品的核心競爭力與產業化應用水平。秦川機床的高端數控磨齒機累計銷量同比增長200%以上，產品市場占有率由之前的45%提升至60%以上，在工程機械、新能源汽車、減速器等行業得到了廣泛應用，典型客戶包括東風、重慶南雁、浙江大眾等。上述協同攻關新機制、新模式的實施，真正起到了“以用促研打通道路的最后一公里”的作用，提高了前期研究成果產業化水平，得到用戶和機床企業雙方的歡迎與積極響應。
無錫貝斯特精機股份有限公司成立于1997年5月，是江蘇省高新技術企業，于2017年1月11日成功登陸深圳證券交易所創業板實現上市。公司座落于無錫市濱湖區胡埭工業園，建有五座現代化智能工廠，占地約340畝，資產規模超30億元，現有員工1500余名。自成立以來，公司一直專注于精密零部件和智能裝備及工裝產品的研發、生產及銷售，并且利用在智能裝備及工裝領域的各類先發優勢，還將業務延伸至高端航空裝備制造以及工業自動化裝備領域。公司發展至今，形成了“工裝夾具、鑄造產業、精密加工、智能制造”四大產業聯動發展的獨特競爭優勢。
多年來，貝斯特在技術創新與科研攻關的道路上持續發力，不斷向高精高效制造技術領域的廣度和深度挺進，通過“產用聯合、以用促研”，取得了顯著的成績。貝斯特通過與國內五軸加工中心骨干企業北京精雕和寧波海天等公司長期聯合攻關，憑借貝斯特在相關關鍵零部件制造領域長期積累的零件加工、生產管理、設備使用和關鍵工裝夾具開發等方面的經驗與技術成果，極大提升了相關國產機床前期科研成果的精度性能水平，促進了上述國產高端數控機床的產業化驗證與市場推廣。以汽車渦輪增壓器關鍵零件“φ42六葉片直紋面葉輪”和壓氣機殼的高精高效加工為例，在滿足各項加工精度指標要求的前提下，加工效率整體提高70%以上，總體投資建設與運營成本顯著降低，極大地提高了產品的生產效率和品質。目前，公司自主設計、研發、調試運行的葉輪柔性自動線、壓氣機殼柔性自動線正在開展大批量生產驗證，大規模產業化應用將指日可待。
二、需求牽引，聚焦高端應用方向打造極致制造能力
近年來，裝備制造業高端化發展已成業內外共識。一方面，傳統制造業（如：汽車、船舶、能源、一般機械加工等領域）通過供給側結構性改革，逐步淘汰低端落后產品產能，中高端制造需求成為技術改造和設備采購的主力軍；另一方面，新興制造業（如：3C制造、航空航天、芯片制造、新能源汽車領域等）提出前所未有的制造新需求，迫切需要新工藝、新裝備等高端解決方案。綜合看，用戶領域的制造需求高端化，直接導致高端數控機床產品必須具備極致制造解決能力。按照“需求牽引”的創新機制，聚焦高端用戶領域的新需求，逐步形成供給極致制造能力的產業群體。
北京精雕科技集團有限公司是一家專注于精密數控機床研發、生產、銷售和工程服務的國家級高新技術企業。集團成立于1994年，總部位于北京市中關村門頭溝科技園，現有員工5100余人，其中基礎技術和產品研發人員900余人。北京精雕自成立時就堅持自主創新，精雕精密數控機床的核心技術產品、關鍵功能部件、專業軟件，均由北京精雕獨立研發和規模生產，擁有完整的自主知識產權并實現無縫集成，包括：機床主機、數控系統、CAM軟件、高速精密電主軸、高精度直驅轉臺、伺服刀庫、精密制冷機、信息化軟件等。通過多年來持續的投入，目前全集團在北京、河北廊坊、天津市、陜西西安、浙江寧波、江蘇蘇州、廣東廣州等制造業產業核心區域建設了總規模超100萬平方米的研發、生產、驗證體系，具備年產6000-8000臺精密加工中心和支持上萬家客戶應用服務需求的能力。在汽車零部件、醫療器械、精密模具等重點領域與國外高端品牌機床同臺競技，為國內外用戶提供了更多、更好的選擇。
在需求牽引下，北京精雕經過多年的發展，持續圍繞高端數控機床加大研發投入，旗艦產品精雕高速加工中心已經形成了系列化的產品，具備穩定實現“0.1微米進給、1微米切削，納米級表面效果”的極致制造能力，其技術性能處于國際先進水平，應用能力達到國際領先。憑借精雕機的精密加工能力、合理的軟硬件配置以及成熟的“精雕精密加工解決方案”，精雕機被廣泛應用至模具零件銑削、鏡面模具零件研拋、精密孔磨削、小產品零件精密銑削、金屬成型毛坯復合加工、微小孔鉆孔、復雜形態金屬硬料鉆銑磨、硬脆材料研磨加工等多個領域。模具零件銑削加工：穩定實現2-15μm精度的模具零件銑削加工，實現模具裝配“只配不修”； 鏡面模具零件研拋加工：面型精度達到微米級，表面粗糙度小于10nm，呈現鏡面效果；精密孔磨削加工：穩定實現2-5μm加工精度的高精度孔磨削；小產品零件精密銑削加工：穩定實現2-15μm加工精度，滿足復雜形態精密小產品零件的生產要求；金屬成型毛坯復合加工：基本加工精度小于20微米成型毛坯鉆銑鏜磨復合加工；金屬和特種材料的微小孔鉆孔加工：穩定實現多種難切削材料的微小孔鉆孔加工，微孔加工快、準、穩；復雜形態金屬零件鉆銑磨加工：穩定實現硬度HRC50以上的復雜形態零件鉆銑磨精密加工；硬脆材料零件磨削加工：穩定實現尺寸精度要求＜5μm的復雜形態特種脆硬材料零件磨削加工。
華辰精密裝備（昆山）股份有限公司成立于2007年，是精密磨削裝備研發、制造和服務為一體的綜合解決方案服務商，是國內數控軋輥磨床領域的領軍企業，并于2019年12月份成功登陸深交所創業板。公司技術實力雄厚，多次打破國外在高端數控軋輥磨床領域的技術壟斷。并持續與中國頂尖高校開展產學研合作，與清華大學共建中國機械工業聯合會（原機械工業部）高精軋輥智能制造工程研究中心，與清華大學共建智能磨削技術聯合研究中心，重點攻關卡脖子高精尖技術。公司是工業與信息化部認定的專新特精“小巨人”企業、江蘇省“小巨人”企業、高新技術企業等。公司目前已具備完整的軋輥磨床產品體系，共十二大系列產品，產品精度比肩國際領先水平。公司產品主要應用于鋼鐵、有色金屬、造紙、輕紡以及機械加工等行業。產品服務于寶鋼股份、鞍鋼股份、首鋼股份等國內外200余家客戶。除數控軋輥磨床產品之外，公司還推出了全新的高精度數控內外圓復合磨床、超硬磨料砂輪和鋼廠磨輥間的智能產線建設及運維服務。
在需求牽引打造極致制造能力方面，突破了高性能金屬板材加工領域所需數控軋輥磨床的多項關鍵核心技術。研制了高精度直驅砂輪主軸系統、高精度直驅頭架系統、整體式雙V型導軌高剛性磨架、高剛性高穩定性床身等核心關鍵功能部件，并實現工程化應用；開發了基于X、Z軸高精度插補的平動曲線磨削技術、磨床遠程監控平臺和軋輥磨床智能磨削平臺，研發了國內首個面向高精高速軋輥磨床的智能化數控系統，實現軋輥磨床高精高速智能磨削，使產品整體技術指標達到國際先進水平。在國內軋輥磨床領域率先使用了直驅技術和基于X、Z軸高精度插補的平動曲線磨削技術，實現高端數控系統在軋輥磨床領域自主化進口替代，為多家鋼鐵企業集團客戶的高端汽車板、電機硅鋼片等高端板材制造提供了支持與保障。
滿足市場高端冷軋汽車板生產線高精度軋輥的高效磨削加工需求，為新能源汽車電機核心部件研制提供了國產高精度成套智能磨削裝備。以平輥磨削機床為例，試件精度達到：圓度1.5μm，圓柱度1.5μm/m，表面粗糙度Ra0.2μm；曲線磨削精度達到2μm/m，比肩國際龍頭企業水平，極大滿足了國內客戶的高效高品質生產要求的同時，也為本企業帶來高端數控機床銷售訂單的增長。根據第三方數據顯示，2021年公司數控軋輥磨床國內市場占有率達到43%，國際市場占有率達到23%，國內排名第一，全球前三。
三、協同創新，鍛造自主可控的高端產品產業鏈供應鏈
高端數控機床產品屬于整個裝備制造業產業鏈供應鏈的中間環節（即中間產品），除了需要下游用戶的“需求牽引、以用促研”以外，還需要上游工業基礎體系的支持，特別是要建立專屬為高端數控機床配套的“專精特新”關鍵部件制造體系支撐。從歷史經驗看，高端數控機床的關鍵部件配套環節的產業基礎能力更弱，前期布局形成的創新成果成熟度低，品牌影響力小，與主機發展進程嚴重脫節，更難得到市場的認可。近年來，在國內外新形勢的倒逼下，國家通過一系列頂層設計和產業政策，促進行業關鍵部件制造企業與主機制造企業形成協同創新關系，努力構建安全強韌的產業鏈供應鏈。
上海人本精密機械有限公司，是人本股份的子公司，主要從事研發制造數控機床用高精度高速軸承產品。人本股份是中國軸承行業的領軍企業、世界十大軸承企業，可生產內徑1毫米至外徑6米范圍內各類軸承三萬余種。人本股份創立于1991年，在上海、溫州、杭州、湖州、蕪湖、無錫等建有八大軸承生產基地，擁有完整的軸承產業鏈。人本股份現有員工13000余人，擁有國家認定企業技術中心、國家認可實驗室（CNAS），技術中心專職開發人員300余人，先后獲得有效專利2000余項。近年來，在協同創新的推動下，上海人本與北京精雕、秦川機床、華辰精密裝備等國內機床裝備骨干企業聯合，致力于加深高端數控機床領域自主品牌精密軸承產品的研發與應用，實現自主化替代。目前，企業已具備相應的100余萬套產品生產和技術服務能力，并實現在相關機床產品上的小批量裝機驗證。同時，在大連連城數控、津上精密機床（浙江）、寶雞機床、廣州市昊志機電、宇環數控機床、安徽宇宙機床等機床制造廠商的相關產品上進行了推廣。
長春禹衡光學有限公司的主導產品光柵傳感器廣泛應用于自動化領域，是數控機床、交流伺服電機、電梯、科研儀器、自動化流水線等行業和領域必不可少的關鍵傳感器件，其研發能力、技術水平、產業規模、市場占有率等在國內自主品牌產品領域中處于龍頭地位。2019年榮獲工信部首批專精特新小巨人企業，2022年榮獲工信部制造業單項冠軍示范企業。禹衡光學是國家編碼器工程中試基地和博士后科研工作站，省級技術中心、工程中心、省重點實驗室。近年來，禹衡光學加大技術研發投入，自主研制高精度光柵尺和旋轉編碼器高端數控機床關鍵部件，解決了影響行業發展的關鍵技術難題，不斷滿足高端數控機床主機配套需要。公司建設形成高端數控機床關鍵部件產業化驗證能力，為國產替代提供支撐。禹衡光學在產品開發中注重產、學、研、用相結合，在發展中注重產業鏈上下游協同創新，禹衡光學與國內主流的數控系統廠家和數控機床主機廠開展了多種方式的合作與產品推廣驗證。在國內主流的主機廠家也開始推廣應用，例如：華中數控、廣州數控、大連科德、沈陽精銳、寶雞機床、北平機床、漢江工具、北京伊貝格等國內主要機床企業開展應用驗證并形成供貨。
廣東凱特精密機械有限公司成立于1993年，是一家具有獨立研究、開發、設計能力的國家高新技術企業，現建有“廣東省滾動功能部件工程技術研究中心”、“廣東省博士工作站”等多個科研創新平臺；擁有專利36項，其中發明專利11項，牽頭或參與制定行業標準22項。2022年，公司被評為專精特新“小巨人”企業。凱特精機高度重視科研實力的提升，近年圍繞精密滾動直線導軌副的性能提升、規模化生產等方向開展多項技術攻關。通過對導軌副的材料、熱處理工藝、磨削工藝研究以及檢測手段優化等，實現導軌副精度保持性、密封性和自潤滑性能等方面接近國際先進水平，提升導軌副的生產加工效率及互換性水平。
在導軌副綜合性能提升方面，由凱特精機自主研制的精密滾動直線導軌副，其精度保持性達到3級精度100%計算壽命；新研制的氟橡膠密封端蓋在耐化學腐蝕、耐磨性方面比原產品提升50%以上；自潤滑塊吸油率達70%以上，實現10000km免維護，大大提升了導軌副精度保持性、密封性及自潤滑等方面的性能。工藝提升方面，凱特精機磨削導軌3級精度合格率最高達到80%，連續磨削加工導軌精度達到行業4級精度互換；檢測手段方面，凱特精機自主研制了導軌安裝孔尺寸視像檢測儀、影像式滑塊返向孔尺寸檢測、導軌在線測量系統和高精度導軌副精度檢測儀等一系列專用的自動化檢測設備，豐富了公司的產品檢驗手段，提升了產品檢測的精度及效率。凱特公司自主研發的LGS35、LGS45滾珠導軌副已應用于高速五軸加工中心，經國檢中心檢測，機床各項精度均符合標準；LGR35、LGR55滾柱導軌副和氟橡膠密封端蓋應用在數控蝸桿砂輪磨齒機上,機床已投入生產近兩年時間，使用情況良好，齒輪加工精度滿足技術指標要求。目前，凱特導軌在高端機床年用量已超過10000套，客戶反饋凱特導軌的精度及性能與國際知名企業產品相當，后續凱特精機將進一步擴大相關成果應用范圍，為支撐高端數控機床發展與提升國產高端裝備自主研制能力做出應有貢獻。
四、迭代升級，動態跟蹤布局高端數控機床發展方向
近年來，先進制造技術領域升級速度不斷加快，新材料、新技術和新產品的大量出現倒逼制造裝備與工藝快速迭代升級。因此，高端數控機床的發展目標與內涵也需要在以2-3年一個周期的節奏下進行動態調整與升級。依據“需求牽引、以用促研、協同創新”的原則與機制，不斷實現高端數控機床產品領域的迭代升級，這是未來實現高端數控機床創新發展與機床裝備產業高質量發展的必由之路。動態跟蹤重點應用領域需求變化，通過總結提煉，以重點突破打基礎，以產業化應用驗證為考核，揭榜掛帥與賽馬制相結合，不斷圍繞高端數控機床的堵點淤點難點加大直接支持力度，促進產品迭代升級和產業化推廣。目前，除了前面典型案例中提到的相關骨干企業以外，機床裝備產業內的通用技術集團、濟南二機床、秦川機床、華工激光、華中數控、株洲鉆石、大連科德、廣州數控、北一機床、揚力集團、創世紀等一批立足高端數控機床領域創新發展的骨干企業也在積極謀篇布局，為滿足高端用戶需求和國家戰略發展而不斷提升高質量供給能力。
上述在高端數控機床領域中涌現出的創新發展典型案例，只是近年來機床裝備產業踐行科技自立自強和高質量發展過程中的部分行業代表和發展縮影，其他更多更好的高質量發展案例還有待挖掘和梳理。總結經驗，面向未來，相信在各級各部門領導的關心下，在用戶的支持下，機床裝備產業必將堅定地邁向高質量發展方向，強化戰略思維，保持戰略定力，知難而進、迎難而上，自信自立、守正創新，以前瞻性思考、全局性謀劃、整體性推進，為高端數控機床創新發展與產業進步而努力！
作者：杜智強（協會行業發展工作委員會） 責編：張芳麗
