從傳統(tǒng)制造到數(shù)字化智能化山東機(jī)床產(chǎn)業(yè)強(qiáng)"基"突圍

來源：大眾日?qǐng)?bào)

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2021-07-19 09:20:07

原標(biāo)題：從傳統(tǒng)制造到數(shù)字化智能化山東機(jī)床產(chǎn)業(yè)強(qiáng)"基"突圍

來源：大眾日?qǐng)?bào)

圖為濟(jì)南二機(jī)床自動(dòng)化產(chǎn)品生產(chǎn)車間。

圖為普魯特機(jī)床的車間。

圖為威達(dá)重工的柔性生產(chǎn)線。

圖為山森數(shù)控的數(shù)控系統(tǒng)和刀庫項(xiàng)目(項(xiàng)目廠區(qū))。

在濟(jì)南，有著80多年歷史的濟(jì)南二機(jī)床，是全球壓力機(jī)產(chǎn)能、規(guī)模最大的企業(yè)，今年1-5月經(jīng)營(yíng)總收入同比增長(zhǎng)53.5%；

在德州，同樣有著80多年歷史的山東普利森集團(tuán)，多年來專注機(jī)床細(xì)分市場(chǎng)，去年被工信部認(rèn)定為“專精特新小巨人”企業(yè)；

在滕州，277家機(jī)床企業(yè)集聚，年產(chǎn)各類機(jī)床10萬余臺(tái)（套），是“中國(guó)中小機(jī)床之都”，產(chǎn)業(yè)密度全國(guó)罕見……

作為“工業(yè)母機(jī)”，機(jī)床的應(yīng)用場(chǎng)景遍地皆是，小到手機(jī)、電視，大到高鐵、飛機(jī)，精細(xì)如醫(yī)學(xué)植入物等，都離不開機(jī)械制造和機(jī)床產(chǎn)業(yè)。今年以來，機(jī)床行業(yè)回暖趨勢(shì)明顯。在全國(guó)機(jī)床產(chǎn)業(yè)版圖上，山東機(jī)床占據(jù)著重要一席。8月下旬，首屆世界先進(jìn)制造業(yè)大會(huì)將在濟(jì)南召開。機(jī)床行業(yè)轉(zhuǎn)型之路走得怎么樣？下一步的著力點(diǎn)何在？記者近日蹲點(diǎn)省內(nèi)多家機(jī)床企業(yè)，帶來這篇調(diào)查報(bào)道。

生產(chǎn)“生產(chǎn)線”

“我們想訂購幾臺(tái)生產(chǎn)液壓閥的機(jī)床。”今年年初，位于滕州的山東威達(dá)重工股份有限公司接到了某機(jī)械企業(yè)的一份訂單。

最終，威達(dá)重工提供了這樣一套解決方案：“4臺(tái)立式加工中心+1個(gè)機(jī)器人”的全自動(dòng)液壓閥生產(chǎn)線。

“對(duì)生產(chǎn)企業(yè)來說，以前需要分批購買4臺(tái)設(shè)備，還需要多人來操作，現(xiàn)在1人操作多臺(tái)設(shè)備，自動(dòng)上下料。”威達(dá)重工電器技術(shù)部部長(zhǎng)王亮說，這里面最難的是工藝流程再造。

“我是老魯南機(jī)床廠改制后出來的。”威達(dá)重工副總經(jīng)理雷祥元說，“當(dāng)時(shí)，企業(yè)產(chǎn)品作了一個(gè)大幅度調(diào)整，由過去的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品調(diào)整為生產(chǎn)機(jī)床，至今已經(jīng)20年了。”

進(jìn)入機(jī)床行業(yè)，威達(dá)重工迎來了行業(yè)發(fā)展的“黃金十年”。但2011年以后，機(jī)床行業(yè)進(jìn)入下行通道。

在“中小機(jī)床之都”光環(huán)背后，滕州機(jī)床產(chǎn)業(yè)提檔升級(jí)迫在眉睫。于是，滕州有規(guī)劃地引導(dǎo)本土龍頭企業(yè)做品牌，引導(dǎo)小企業(yè)做配套，機(jī)床企業(yè)數(shù)量不斷減少，產(chǎn)值卻不斷翻番。其中，威達(dá)重工一躍成為全國(guó)機(jī)床工具行業(yè)30強(qiáng)企業(yè)。

王亮說：“企業(yè)要生存下去，肯定得適應(yīng)市場(chǎng)變化。因此，我們逐漸形成了一個(gè)傳統(tǒng)，也可以說是一個(gè)強(qiáng)項(xiàng)，那就是根據(jù)客戶實(shí)際需求來調(diào)整機(jī)床產(chǎn)品，不僅‘定做’通用機(jī)床，還可以根據(jù)客戶生產(chǎn)的產(chǎn)品，來定做適合他們的專用機(jī)床。”

目前，威達(dá)重工有七八十人的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，每年研發(fā)投入占銷售收入的4.8%-5%，為客戶提供個(gè)性化定制服務(wù)和解決方案。

“通俗點(diǎn)來說，就是客戶需要做一個(gè)零件或一個(gè)產(chǎn)品，有的客戶甚至只知道某個(gè)產(chǎn)品，至于用什么設(shè)備去做、怎么做得好，由機(jī)床企業(yè)提供解決方案。”雷祥元說，這就要求技術(shù)人員有較高的專業(yè)技術(shù)水平。

去年，南方某企業(yè)向威達(dá)重工訂購一條縫紉機(jī)生產(chǎn)線，并提出了具體要求：一是生產(chǎn)效率高，出貨量要大；二是工作人員要少。

在跟企業(yè)溝通交流的基礎(chǔ)上，研發(fā)人員“破解”工藝流程，設(shè)計(jì)出一條23臺(tái)機(jī)床的生產(chǎn)線。“我們把過去七八十臺(tái)機(jī)器的工藝融入進(jìn)來。”王亮說，從單臺(tái)設(shè)備來說，技術(shù)含量不是很高，但是把它們整合成一條生產(chǎn)線，生產(chǎn)效率就提升上來了。

目前，威達(dá)重工生產(chǎn)線類產(chǎn)品占10%左右。雷祥元說，企業(yè)發(fā)展的方向，就是圍繞客戶需求，在單機(jī)類產(chǎn)品方面，朝著高精、高速、重型、重切方向發(fā)展；在生產(chǎn)線類產(chǎn)品方面，朝著智能化、柔性化、信息化方向努力。如今單機(jī)產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，生產(chǎn)線類產(chǎn)品因門檻較高，競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)，附加值也更高。

他說，客戶對(duì)智能化的需求會(huì)越來越高。過去的老工廠，一臺(tái)機(jī)床一個(gè)人或兩個(gè)人操作，人力成本較高，生產(chǎn)效率較低。現(xiàn)在，生產(chǎn)線類的產(chǎn)品，要有智能化、信息化等功能，有的甚至達(dá)到無人車間或者“黑燈工廠”要求，這是未來的發(fā)展方向。

2020年，威達(dá)重工銷售收入6.3億元，今年預(yù)計(jì)銷售收入將超過8億元。“十四五”末，企業(yè)年銷售收入預(yù)計(jì)達(dá)到25億至30億元。

“艱辛”的創(chuàng)新

夏日細(xì)雨中，記者走進(jìn)位于滕州的山東普魯特機(jī)床有限公司，眾多機(jī)床鑄件露天置放在廠房外，經(jīng)受著風(fēng)吹日曬雨淋。

這樣一個(gè)場(chǎng)景，展示著機(jī)床鑄件最原始的自然時(shí)效處理方式。

普魯特機(jī)床副總經(jīng)理陳華清說，鑄件最原始的處理方式就是放到露天環(huán)境下“風(fēng)吹雨淋”，通過自然力量讓其內(nèi)部的殘余內(nèi)應(yīng)力慢慢釋放出來，完成“自然時(shí)效”之后，材料更趨于穩(wěn)定，機(jī)床的穩(wěn)定性會(huì)更高。

自然時(shí)效是最古老的時(shí)效方法。這種方法簡(jiǎn)單易行，但生產(chǎn)周期長(zhǎng)，占用場(chǎng)地大。因此，國(guó)內(nèi)多數(shù)機(jī)床企業(yè)采用自然時(shí)效、人工時(shí)效和震動(dòng)時(shí)效多種組合方式進(jìn)行。

山東省機(jī)械設(shè)計(jì)研究院、齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）機(jī)械與汽車工程學(xué)院黨委書記林江海說，現(xiàn)在國(guó)產(chǎn)機(jī)床，無論是大型的加工中心，還是小型精密機(jī)床都有了，但由于諸多因素，其加工精度、可靠性、穩(wěn)定性等多項(xiàng)指標(biāo)仍待提高。與之相對(duì)應(yīng)的是，我國(guó)高檔數(shù)控機(jī)床的國(guó)產(chǎn)化率不足10%。

一臺(tái)好的機(jī)床，需要全產(chǎn)業(yè)鏈“齊步走”，基礎(chǔ)部件決定功能部件，功能部件又決定主機(jī)性能，更需要原材料、刀具等一系列基礎(chǔ)工業(yè)的全面提升。這個(gè)過程充滿了艱辛。

在全國(guó)最大的數(shù)控面板、智能電盤配套企業(yè)——山東山森數(shù)控技術(shù)有限公司車間，每年都有十幾項(xiàng)專利在這里誕生。

“傳統(tǒng)電盤每人每天僅能裝配一臺(tái)，節(jié)點(diǎn)較多且容易接錯(cuò)，機(jī)床60%電氣故障因此產(chǎn)生，但智能電盤安裝僅需10分鐘。”山森數(shù)控副總經(jīng)理孫強(qiáng)說，“我們企業(yè)利潤(rùn)主要還是依靠研發(fā)。如果產(chǎn)品不研發(fā)、不更新、不進(jìn)步，我們憑什么占有市場(chǎng)？現(xiàn)在，我們?cè)跈C(jī)床電器配套件領(lǐng)域市場(chǎng)占有率達(dá)到80％。”

2020年，山森數(shù)控銷售收入1.2億元，研發(fā)投入占銷售收入的9.1%。總工程師張啟甲說，公司員工257人，其中專職研發(fā)人員就有69人，研發(fā)的國(guó)內(nèi)首臺(tái)（套）智能電盤產(chǎn)品，從2011年開始研發(fā)，到產(chǎn)品試制、客戶試用、產(chǎn)品調(diào)整等，用了近8年時(shí)間。

“看似尋常的數(shù)控面板、智能電盤，背后就是不斷創(chuàng)新。比如，引入銀漿導(dǎo)電式薄膜按鍵工藝，解決了傳統(tǒng)按鍵觸點(diǎn)容易老化的問題，按鍵使用壽命從100萬次提升到500萬次。”孫強(qiáng)說。

機(jī)床行業(yè)要補(bǔ)短板，僅靠頭部企業(yè)不行，還需要用戶需求引領(lǐng)、產(chǎn)學(xué)研用一起發(fā)力。

在采訪中，有2家數(shù)控機(jī)床企業(yè)負(fù)責(zé)人，不約而同地反映了企業(yè)人才培養(yǎng)問題，如招聘一線工人困難。對(duì)于規(guī)模不大的民營(yíng)企業(yè)來說，機(jī)床行業(yè)一直是低利潤(rùn)率行業(yè)，如何吸引技術(shù)人才進(jìn)來還能留得下？

目前，普魯特機(jī)床與山東大學(xué)、西安交通大學(xué)等共同承擔(dān)的重大科技創(chuàng)新工程課題正有條不紊地推進(jìn)。“我們與高等院校、科研院所建立長(zhǎng)期產(chǎn)學(xué)研合作關(guān)系，發(fā)揮雙方資源優(yōu)勢(shì)，對(duì)具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的新技術(shù)、新產(chǎn)品進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)，助力公司產(chǎn)品提檔升級(jí)。”陳華清說。

普魯特機(jī)床技術(shù)負(fù)責(zé)人楊海賓說：“通過與西安交大合作，我們自主研發(fā)的這臺(tái)精密鏜銑復(fù)合加工中心，采用定制式全閉環(huán)光柵控制，整機(jī)的精度等級(jí)顯著提升。”

強(qiáng)“基”之戰(zhàn)

有企業(yè)人士指出，機(jī)床品質(zhì)提升的關(guān)鍵不在整機(jī)，而在于關(guān)鍵零部件。如何縮小差距？就在于以應(yīng)用為基礎(chǔ)的可持續(xù)創(chuàng)新。

7月10日，在山東普利森集團(tuán)公司重型機(jī)床車間，兩臺(tái)“八軸五聯(lián)動(dòng)車銑復(fù)合加工中心”正在裝配中：一臺(tái)采用進(jìn)口基礎(chǔ)零配件，一臺(tái)全部采用國(guó)產(chǎn)零配件，將用來對(duì)機(jī)床的性能、精度、可靠性進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。

林江海說，機(jī)床要進(jìn)行“中試”，不能直接放到用戶那兒去，科研機(jī)構(gòu)要有針對(duì)性地進(jìn)行專業(yè)試驗(yàn)。此外，還應(yīng)該建立數(shù)控機(jī)床的技術(shù)創(chuàng)新中心，針對(duì)一些關(guān)鍵的共性技術(shù)來組織協(xié)同攻關(guān)。“在裝備制造業(yè)領(lǐng)域，需要更深層次的創(chuàng)新實(shí)踐，更加關(guān)注強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。”

此前，普利森集團(tuán)在數(shù)控系統(tǒng)、滾珠絲杠、電動(dòng)刀架等國(guó)產(chǎn)機(jī)床功能部件方面進(jìn)行了應(yīng)用嘗試。“去年，我們?cè)谥鳈C(jī)上安裝某國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，并在年底提出了14項(xiàng)改進(jìn)清單，其中10項(xiàng)已經(jīng)得到了落實(shí)，2項(xiàng)正在改進(jìn)中。”普利森集團(tuán)總經(jīng)理張志明說。

此外，機(jī)床在應(yīng)用中改進(jìn)提升非常重要。王亮說：“如果機(jī)床沒有應(yīng)用場(chǎng)景，不能一臺(tái)一臺(tái)地去發(fā)現(xiàn)問題、改進(jìn)問題，誰也無法取得進(jìn)步。”

今年1月1日，濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)有限公司牽頭成立了12家機(jī)床產(chǎn)業(yè)鏈上下游單位組成的聯(lián)合體，開始國(guó)家新材料生產(chǎn)應(yīng)用示范平臺(tái)建設(shè)項(xiàng)目。這背后是一場(chǎng)國(guó)產(chǎn)高檔精密數(shù)控機(jī)床的強(qiáng)“基”之戰(zhàn)。

這個(gè)聯(lián)合體匯集了山東、江蘇、江西、河南、湖北、重慶的12家行業(yè)龍頭企業(yè)和科研院所。其中，絲杠由南京工藝裝備制造有限公司承接，主軸由襄陽東捷精機(jī)承接，刀具方面是章源鎢業(yè)，超硬砂輪是淄博泰山磨料磨具公司。此外，還有山東大學(xué)的4個(gè)團(tuán)隊(duì)作為強(qiáng)大的技術(shù)支撐。

這樣的“強(qiáng)強(qiáng)合作”，在機(jī)床行業(yè)還是第一次。濟(jì)南二機(jī)床有關(guān)負(fù)責(zé)人說，這個(gè)材料平臺(tái)，將圍繞提升高檔數(shù)控機(jī)床的高精度、高剛度、高穩(wěn)定性、高保持性等幾個(gè)方面，提升絲杠和導(dǎo)軌、主軸用合金鋼、刀具及模具用材料、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)件用材料這四類機(jī)床關(guān)鍵材料，并在高檔數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行驗(yàn)證和試驗(yàn)。

工欲善其事，必先利其器。破解機(jī)床產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵“痛點(diǎn)”，需要制造業(yè)整體能力的一次“涅槃”。

“突圍”路徑

濟(jì)南二機(jī)床，世界三大汽車沖壓制造商之一。

濟(jì)南二機(jī)床副總經(jīng)理趙晉榮說，汽車制造包括沖壓、焊裝、涂裝、總裝四大工藝，其中汽車車身70%的零件由沖壓形成。以前，汽車沖壓裝備的高端市場(chǎng)一直被國(guó)外企業(yè)占有。瞄準(zhǔn)這一痛點(diǎn)，濟(jì)南二機(jī)床每年將銷售收入6%以上投入研發(fā)，先后攻克330多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家市場(chǎng)的突破。

目前，濟(jì)南二機(jī)床在國(guó)內(nèi)汽車大型沖壓市場(chǎng)占有率80%以上，國(guó)際市場(chǎng)占有率達(dá)35%以上。今年以來，公司又獲得汽車新能源領(lǐng)域沖壓線，國(guó)際市場(chǎng)贏得日本、馬來西亞大型沖壓線等多個(gè)訂單。

如何實(shí)現(xiàn)高端沖壓機(jī)床突破？趙晉榮說，這不是某一項(xiàng)技術(shù)的成果，而是這十幾年來心無旁騖、持之以恒去做的結(jié)果。“沒有經(jīng)歷過的人，很難體會(huì)我們的艱辛。”

大型機(jī)床龍頭企業(yè)持續(xù)攻克關(guān)鍵技術(shù)，在機(jī)床全產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)，細(xì)分領(lǐng)域的“隱形冠軍”也在破局。

位于德州的普利森集團(tuán)，更加專注細(xì)分市場(chǎng)，是深孔類加工機(jī)床、油缸車床國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編制單位，其深孔機(jī)床關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與世界一流企業(yè)保持同步。

普利森集團(tuán)副總經(jīng)理盧傳杰說，在這兩類優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品上，普利森堅(jiān)持“高門檻、高技術(shù)含量”開發(fā)原則，除主機(jī)外，同步進(jìn)行刀輔具研究，為復(fù)雜內(nèi)孔或特殊加工材料零件提供整套解決方案。“大到直徑1.2米以上、長(zhǎng)20米的深孔，小到直徑1.5毫米、長(zhǎng)100毫米的微孔，我們的設(shè)備都能加工。從深孔鉆鏜精度來說，過去每米偏斜1毫米以內(nèi)就算是合格。現(xiàn)在，許多精密零件每米偏斜0.1毫米以內(nèi)才算合格，在精度上提高了10倍。”

林江海說，山東傳統(tǒng)裝備制造業(yè)量大面廣，門類齊全，占據(jù)裝備工業(yè)產(chǎn)值70%以上。強(qiáng)化機(jī)械制造業(yè)基礎(chǔ)再造，“工業(yè)母機(jī)”機(jī)床的發(fā)展至關(guān)重要，對(duì)裝備制造業(yè)來說，它具有戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)地位。同時(shí)，解決機(jī)械裝備數(shù)字化智能化問題，機(jī)床更是首要課題。

中國(guó)工程院院士李培根形象地將智能裝備看作是物理“生命體”。“一個(gè)智能機(jī)床應(yīng)該能夠通過自身的某些狀態(tài)數(shù)據(jù)，如震動(dòng)、位移、溫度等，感知自身的工作狀態(tài)是否正常，是否需要進(jìn)行維護(hù)。”李培根說，智能機(jī)床能夠自動(dòng)補(bǔ)償因部件運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的熱量和室內(nèi)環(huán)境溫度變化而產(chǎn)生的定位誤差。

智能化理念深入，機(jī)床正走向數(shù)字化、智能化。（完）