“中国制造2025”解读：推动高端数控机床发展

“中国制造2025”将数控机床和基础制造装备列为“加快突破的战略领域”，提出要加强前瞻性布局和关键技术攻关，积极谋划抢占未来技术和产业竞争的制高点，进一步提升国际分工水平与话语权。这一战略目标的提出，正是基于数控机床及基础制造装备产业的战略性特征和发展阶段的特点而作出的决策。我们要认真研究领会，并深入贯彻落实。

1. 数控机床和基础制造设备具有战略性产业特征

1. 巩固中国装备制造业的全球竞争地位

数控机床和基础制造装备是装备制造业的“工作母机”。一个国家机床工业的技术水平与产品质量，正是衡量其装备制造业发展水平的重要指标。“中国制造2025”将数控机床及基础制造装备产业列为我国制造业的战略性重点领域之一，主要原因在于：该产业对一国制造业尤其是装备制造业在国际分工中的地位具有“锚定”作用——数控机床和基础制造装备是创造制造业价值的根本，也是推动产业跃升的支点，更是构建制造业核心竞争力的关键所在。唯有具备坚实的制造业基础能力，才能生产出高端装备产品，进而实现高附加值产品的制造。

2. 支撑国防与工业安全的战略需求

在国防安全领域，数控机床和基础制造装备具有超越经济价值的战略地位，是制造先进国防装备的关键所在。现代国防装备中许多关键零部件的材料、结构及加工技术都具有特殊性，加工难度较大，普通加工设备和传统加工技术难以满足需求。而多轴联动、高速高精度的数控机床则能够有效应对这些加工要求。即便在全球化深入发展的今天，发达国家仍对我方采取技术封锁与限制措施。此外，在产业安全方面，随着国内制造业升级步伐的加快，以装备制造业为代表的高技术和高附加值产业与发达国家之间的竞争日益加剧。目前，工程机械、电气机械以及交通设备正逐步进军国际高端市场。然而，我国国产机床产品的加工精度、可靠性、效率、自动化水平、智能化程度及环保性能等方面仍存在一定差距，这在一定程度上制约了整个行业的综合竞争力。

3. 为满足用户领域转型升级的重要支撑

目前，机床行业下游用户的需求结构正呈现出高端化发展趋势。众多行业将开展大规模、深层次的结构调整与升级，市场对高品质、高技术含量的机床需求十分迫切。总体来看，中高档数控机床的市场需求正快速攀升。用户亟需更多高速、高精度、复合型、柔性化、多轴联动、智能化、高刚性和大功率的数控机床。 例如，汽车行业呈现批量生产、多品种并存以及车型快速更新的发展趋势，同时新能源汽车的开发步伐也在加快，这要求加工设备不断向精密化、高效化和智能化方向迈进。在航空航天领域，随着民用飞机需求的快速增长，以及军用飞机的跨代际发展，新一代航空器正朝着轻量化、高可靠性、长寿命、强隐身性、多构型、快速响应及低成本制造等方向演进。为此，新一代技术迫切需要更先进的加工设备作为支撑，而航空制造装备也正朝着自动化、柔性化、数字化和智能化的方向快速发展。 以航空发动机制造为例，该领域正致力于突破“两机专项”技术瓶颈。其中，发动机叶片、整机机匣以及带叶盘等典型零部件，正逐步向大型化、复杂型面化、轻量化结构和精密制造方向发展，尤其是高强度高温耐热合金等新型轻质材料的广泛应用，使得这些整体结构件的几何形状愈发复杂，加工难度显著增加，从而对大扭矩、高精度的数控机床提出了更高要求。此外，针对大型结构件及成套设备在不同场所的维护需求，还需配备便携式或可移动的多轴联动数控设备——这种利用小型机床、无需固定基座且具备可重构功能的加工方式，为新型数控设备的结构设计、工艺规范制定以及节能型加工技术带来了全新挑战。

4. 是新科技革命的战略制高点

新一轮科技革命中包含的智能制造、能源互联网以及新一代信息技术创新，为我国装备制造业的技术突破提供了强大动力，同时也为装备制造业，尤其是高端装备制造产业，开拓了广阔市场。机床行业正是信息技术与工业技术的重要交汇点，本身对新技术具有高度敏感性，同时也是新兴技术扩散的主要源头。在新一轮科技革命浪潮的推动下，机床行业融合创新的趋势日益明显。全球领先企业正加速将新技术融入机床产业，网络技术和智能技术正推动机床产品的集成化应用。越来越多国际知名的机床零部件企业和整机企业，也纷纷加快在数控机床领域的新技术集成应用步伐。

5. 全球制造业格局调整的战略支点

后危机时代，发达经济体纷纷重视本国实体经济的发展：有的继续推动新兴技术的融合与应用，助力产业技术向高端迈进；有的则通过重构产业链，促使更多高附加值的生产制造环节及配套岗位回归本土。美国先后提出实施“先进制造业伙伴计划”和“先进制造业国家战略规划”，以推动先进制造与技术创新；德国则提出了工业4.0发展蓝图，致力于以信息物理系统（CPS）为核心、智能工厂为载体，打造德国版工业4.0，并将其定位为新一轮工业革命的技术平台；日本也发布了产业结构蓝图，明确了10大前沿技术领域，并以此为抓手，强化国内制造业实力；英国、韩国、印度以及中国台湾等地区，同样积极出台战略与政策，力促数控机床等装备行业加速融入新兴技术。长期以来，机床产业始终是各主要国家及行业领军企业布局的重要战略支点。未来，全球制造业格局将不断变化与调整，尤其对汽车、航空航天以及高端装备制造等战略性高度密集的产业而言，这一趋势尤为明显。机床产业正是其中不可或缺的战略性关键点，它将在塑造未来产业竞争力的核心力量中发挥举足轻重的作用。因此，我国应进一步加大对机床产业的重视力度，提前布局关键战略领域，全力抢占全球制造业竞争的有利制高点。

2. 产业升级趋势明显

1. 突破关键核心技术，形成一批标志性产品

在航空领域，我们自主研发了800MN大型模锻压机和120MN铝合金厚板拉伸机等重型锻造设备，填补了国内航空领域大型复杂零件整体成形技术的空白，为军用飞机跨代发展及大飞机研制提供了有力保障。其中，800MN大型模锻压机已实现30多种航空关键钛合金零件的一体化成形；而由120MN级铝合金宽板拉伸机生产的高品质铝合金厚板，已成功应用于飞机机翼等主承力结构部件，彻底打破了我国大飞机用铝合金厚板完全依赖进口的困境。

在汽车制造领域，大型高效数控自动化冲压生产线凭借卓越的性能，在国际竞标中击败全球一流企业，成功赢得美国当地一家汽车厂的生产线批量订单，这一成就得到了国际同行的广泛认可与尊重。目前，该生产线在国内汽车板材冲压领域的市场占有率已超过70%，全球市场占有率更是突破30%，有力推动了我国汽车装备的自主化进程。

在发电设备领域，36000吨级黑色立式金属挤压机已实现国产高端耐热钢大口径厚壁无缝钢管的自主生产，这些钢管广泛应用于1000MW超超临界火电机组。同时，大型开合式热处理设备成功制造出亚洲最大的核电整体锻造转子锻件，标志着大型转子的批量生产能力正式形成；此外，专为第三代核电站核岛及常规岛设备研发的超重型数控立式车铣复合机床、数控重型桥式五轴车铣复合机床、超重型数控落地铣镗床、超重型数控卧式镗车床，以及特殊数控轴向轮槽铣床等设备，有效解决了核电压力容器与吊篮、换热器、汽轮机缸体、发电机转子等关键部件的加工难题。

2. 优化与调整产品结构，稳步提升技术水平

首先，高端装备水平正在快速提升。目前，包括大型汽车面板自动冲压生产线在内的10多种设备已达到国际领先水平，完全实现了进口替代。高速龙门五轴加工中心及20多种产品也基本达到了国际先进水平，具备了替代进口产品的能力。此外，具有自主知识产权的精密卧式加工中心和柔性制造系统的核心技术已初具规模。高速、复合型等高端数控加工中心已完成阶段性研发，但在功能性能与可靠性方面仍与国际先进水平存在一定差距。 其次，数控系统正加速迈向高端化。我国在中高端数控系统的研发领域取得了显著进展。自2010年以来，已在航空航天、能源、船舶、汽车等重点领域累计推广了超过3.5万台国产中高端数控系统，成功实现了进口替代。其中，多通道、多轴联动等高性能数控系统产品打破了国外技术垄断，主要技术指标已基本达到国际主流高端数控系统的水平，为实现各类高速、高精度数控机床提供了有力支持。目前，这些高水准的数控系统已在重点军工企业中实现了小批量应用，并逐步向大规模量产迈进，使国内市场份额从10%大幅提升至25%。同时，多个产业化生产基地已相继形成，其中广州数控设备有限公司已具备年产10万套各类数控系统的生产能力，位居全球第二。至此，我国数控系统已初步具备了与国外同类产品相抗衡的竞争力，并成功实现了数控系统的批量出口。据统计，2010年至2014年间，我国共出口各类数控系统超过9600套，其中包括近700套五轴联动数控系统。 最后，功能部件的产品质量稳步提升，品种系列不断丰富完善。目前，国产功能部件已能够与机床主机实现批量配套；刀具类产品则基本具备为汽车行业提供现代化切削工具的能力。未来，通过推动数控系统、功能部件与刀具等关键环节与数控机床主机的联合应用示范和批量配套，将进一步打通上下游产业链，助力机床产业加快转型升级，推动行业结构优化升级。

3. 自主创新能力显著提升，可持续发展得到有力保障。

近年来，机床制造的基础性与共性技术研究不断加强，产品开发与技术攻关同步推进。机床产品的可靠性设计、性能测试技术以及多轴联动加工技术等多项关键技术的成熟度显著提升。数字化设计技术的研究成果已成功应用于高精度数控坐标镗床、立式加工中心等产品的设计中。同时，多误差实时动态综合补偿系统及嵌入式数控系统的误差补偿等软硬件系统已在多家企业和多款产品中得到示范与应用，有效提升了数控机床的加工精度。

第三产业的高端化发展任重道远。

中国机床工业在世界机床工业体系和全球机床市场中占据重要地位，但目前仍不能被视为机床强国。与世界机床强国相比，中国机床工业仍存在一定差距，尤其是在高端机床领域的竞争力相对较弱。此外，受国内外复杂经济形势的影响，中国机床工业的发展已回归新常态，行业向中高端转型升级的需求日益迫切。

1. 必须提高国际竞争力

根据咨询机构嘉德纳的统计数据，2014年全球机床消费市场中，中国机床出口额为33亿美元，仅占全球机床总消费量的不到5%；而日本和德国则分别占据了超过10%的份额。与此同时，中国目前亟需的中高端数控机床，相当一部分仍依赖进口。例如，在汽车领域，进口设备占比已超过40%。

2. 需要加强机床行业关键零部件的开发。

国内功能件在品种、数量和档次上均无法满足主机配套需求，目前国产中端配套功能件的市场份额仍有待提升。同时，配套功能件产业的竞争力亟需快速增强。

3. 需要加强工艺验证与示范应用

从原型开发到实际生产应用，数控机床需要经过大量试验验证，并在制造工艺、可靠性与精度保持、工程设计等方面不断改进。同时，用户还需提供工艺验证。然而，在工艺验证和应用示范环节，这也正是中国数控机床产业发展中的一个短板。

4. 工业发展面临巨大压力

全球机床生产和消费持续呈现萎缩趋势。据美国加德纳公司发布的数据显示，2014年全球机床消费额为753亿美元，仅比2013年增长0.3%。与此同时，全球机床产量已连续三年下滑，2014年全球机床产值达812亿美元，较2013年下降3.1%。中国数控机床行业同样面临巨大压力，整体处于下行区间。2014年，国内金属加工机床产量同比下降2%，其中，金属切削机床产量下降1.7%，金属成形机床产量则下滑3.3%。然而，与此同时，国内市场对进口机床的需求不降反升。2014年，全国机床进口总额达到177.8亿美元，同比增长10.8%；其中，金属加工机床进口额为108.3亿美元，同比上涨7.6%。这表明，国内机床产业难以满足企业高端需求，正承受着周期性压力与结构性压力的双重叠加。

4. 加快行业战略思维，推动行业做强做大。

1. 推动优势资源的聚焦发展

在提升国产数控机床及基础制造装备自主创新能力与市场竞争力的基础上，我们将推动优势资源聚焦于航空航天和汽车两大领域，重点突破核心装备与关键技术，着力解决性能可靠性、稳定性以及成套研发装备等关键技术瓶颈问题。

2. 推动先进产品的示范应用

加大对具有用户需求代表性的机床及基础制造装备关键技术与核心设备的应用验证和应用示范基地建设的投入，重点开展关键技术与核心设备的应用验证，并择优支持面向市场、具备高灵活性和智能化的产品集群及项目，着力解决装备的高效化与智能化问题。

3. 满足国家战略的新需求

加快发展满足国家战略需求的数控机床和基础制造装备，进一步聚焦国家重大工程的核心设备，着力研发重大产品，突破关键技术。努力提升数控装备技术水平，打破国家战略装备依赖进口的局面。

4. 构建完整的机床配套产业链

鼓励和支持数控机床及基础制造装备主机、数控系统和功能部件等产业链相关单位，建立长期稳定的战略合作伙伴关系，推动数控系统、功能部件与机床企业之间形成长期配套协作关系，共同打造完善的数控机床及基础制造装备配套产业链。