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　　【中國機(jī)床商務(wù)網(wǎng) 專家學(xué)者】2015年11月26～27日，“第28屆中國機(jī)床工具行業(yè)發(fā)展論壇暨2016年運(yùn)營形勢研討會(huì)”在重慶永川舉行，本文根據(jù)盧秉恒在會(huì)議上的主題報(bào)告錄音整理而成。　　中國制造什么時(shí)候進(jìn)入世界方陣？
　　
　　改革開放以來，中國制造業(yè)經(jīng)歷了家電、汽車和飛機(jī)行業(yè)發(fā)展的三次浪潮，家電行業(yè)采用全面引進(jìn)方式，滿足了市場需求；汽車工業(yè)的中外合資策略，與初的目標(biāo)漸行漸遠(yuǎn)，喪失了自主品牌；飛機(jī)制造正在向發(fā)展，由于技術(shù)買不來，核心制造裝備會(huì)不會(huì)拖后腿?這是值得我們深思的問題。其實(shí)飛機(jī)制造只是制造的一個(gè)典型代表，核電、風(fēng)電、高鐵也都屬于裝備制造，這些技術(shù)的發(fā)展表明中國制造正在一步步走向。
　　
　　當(dāng)前，中國已經(jīng)成為制造業(yè)大國，制造業(yè)增加值占工業(yè)收入的86.70%，占出口總量的95.09%。中國制造的GDP占世界GDP的20%，成為全球制造業(yè)大國。然而，中國制造業(yè)“大而不強(qiáng)”的情況十分突出，中國的制造業(yè)在材料和能源的消耗以及對(duì)環(huán)境的破壞上幾乎是先進(jìn)國家的2.2倍，這種發(fā)展是不可持續(xù)的，因此中國制造必須走向。
　　
　　“工業(yè)2.0”、“工業(yè)3.0”和“工業(yè)4.0”的發(fā)展過程其實(shí)是從機(jī)械化到電氣化，再到自動(dòng)化，終實(shí)現(xiàn)智能化的過程?，F(xiàn)在的中國制造正處在工業(yè)3.0階段，同時(shí)向“工業(yè)4.0”方向發(fā)展，在自動(dòng)化方面國家也做了很多的工作，計(jì)算機(jī)/現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)（CIMS）也取得了很大的成績。另外，現(xiàn)在很多的飛機(jī)制造企業(yè)，以及包括汽車制造企業(yè)在內(nèi)的大中型企業(yè)，信息化都做得非常好，工人可以在屏幕上看到生產(chǎn)進(jìn)度以及每個(gè)零部件的使用情況。但是在做CIMS工作的過程中，由于對(duì)裝備重視不夠，導(dǎo)致工藝與裝備水平與國外相比仍有較大差距。比較典型的案例就是機(jī)器人的研究，已經(jīng)進(jìn)行了30年，仍然沒有形成產(chǎn)業(yè)，機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等產(chǎn)業(yè)化瓶頸仍存在。
　　
　　我國開展數(shù)控和機(jī)器制造裝備專項(xiàng)以來，取得了突出成果，包括數(shù)控重大專項(xiàng)取得重要成果，五軸數(shù)控系統(tǒng)與五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床實(shí)現(xiàn)突破，發(fā)電和造船等一大批關(guān)鍵裝備投入使用，解決了領(lǐng)域需求。目前產(chǎn)業(yè)化正處于艱苦攻關(guān)期，應(yīng)加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)化，理順推廣政策。“04專項(xiàng)”匯聚的十大標(biāo)志性裝備實(shí)現(xiàn)了發(fā)展，已經(jīng)生產(chǎn)出世界上大的數(shù)控橋式龍門五軸聯(lián)動(dòng)車銑復(fù)合機(jī)床；國產(chǎn)大型快速數(shù)控全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線，在國際競標(biāo)中一舉囊括福特汽車5條轎車沖壓生產(chǎn)線，國內(nèi)的市場占有率為70%，國外市場也占據(jù)了40%；國產(chǎn)精密臥式加工中心，與國外產(chǎn)品同臺(tái)競技勝出；華中數(shù)控對(duì)沈陽飛機(jī)公司的30多臺(tái)進(jìn)口機(jī)床“換腦”成功，都運(yùn)行得很好。航空航天部門已經(jīng)考慮到國家的信息安全，正在大量采用04專項(xiàng)的產(chǎn)品，因此我們要對(duì)自己的成績有信心。
　　
　　當(dāng)然，受當(dāng)前制造業(yè)環(huán)境的影響，現(xiàn)在的機(jī)床行業(yè)形勢在全面下滑。即便如此，依靠較高的研發(fā)水平，很多企業(yè)整體的市場表現(xiàn)仍然可圈可點(diǎn)。
　　
　　不過，我們也應(yīng)該清楚地認(rèn)識(shí)到我國制造業(yè)目前還存在很多問題，比如飛機(jī)和汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)主要依靠進(jìn)口，計(jì)算機(jī)的芯片80%以上是進(jìn)口。我們把中國制造按照經(jīng)濟(jì)規(guī)模、效益以及是否具有可持續(xù)發(fā)展的能力進(jìn)行評(píng)估，對(duì)每一項(xiàng)打分，打出總分中國是80幾分，美國160分，階段性的差距仍然非常明顯。為此，《中國制造2025》規(guī)劃提出制造業(yè)由大變強(qiáng)的發(fā)展目標(biāo)，勾勒出中國制造未來發(fā)展的線路圖，提出力爭通過“三步走”實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國的戰(zhàn)略目標(biāo)：2025年中國制造業(yè)可進(jìn)入世界第二方陣，邁入制造強(qiáng)國行列；2035年中國制造業(yè)將位居第二方陣前列，成為名副其實(shí)的制造強(qiáng)國；2045年中國制造業(yè)可望進(jìn)入方陣，成為具有全球影響力的制造強(qiáng)國。　　全社會(huì)協(xié)同創(chuàng)新，推進(jìn)《中國制造2025》
　　
　　進(jìn)入“工業(yè)4.0”各國都有自己的優(yōu)勢。德國的優(yōu)勢在于產(chǎn)品質(zhì)量過硬、工業(yè)基礎(chǔ)雄厚、工藝嚴(yán)謹(jǐn)。美國的優(yōu)勢是社會(huì)創(chuàng)新、高科技優(yōu)勢，集聚全球資源與精英。中國的優(yōu)勢是內(nèi)需市場很強(qiáng)勁，人力資源豐富，以及工業(yè)體系比較完整。但是中國也存在內(nèi)需市場不注意保護(hù)，人力資源豐富但創(chuàng)新精神不足，以及工業(yè)體系完整但主要處于中低端水平等問題。
　　
　　在這種情況下，應(yīng)該以追趕與跨越并行的策略來推進(jìn)“中國制造2025”。追趕與跨越同時(shí)進(jìn)行有很多好處，比如在質(zhì)量方面，我們和工業(yè)強(qiáng)國差距很大，還處于“工業(yè)2.0”的水平，但如果用“工業(yè)4.0”、智能系統(tǒng)去做質(zhì)量，那可能就不需要完全依靠認(rèn)真的工匠精神去保證質(zhì)量，而是靠智能系統(tǒng)通過檢測、反饋、分析以及智能等手段來保證，因此采用先進(jìn)的技術(shù)可以加快我們的追趕步伐。但是這需要大規(guī)劃下的市場驅(qū)動(dòng)、社會(huì)資源的優(yōu)化集成以及創(chuàng)新人才目標(biāo)的教育改革，即需要全社會(huì)的協(xié)同。
　　
　　全社會(huì)的協(xié)同主要包括以下幾個(gè)方面：在市場協(xié)同方面，進(jìn)行以國家意志主導(dǎo)的市場引導(dǎo)，培育企業(yè)和人民大眾為培育民族工業(yè)貢獻(xiàn)、支持國產(chǎn)品牌的意識(shí)。在金融、科技與產(chǎn)業(yè)的協(xié)同方面，改善制造業(yè)的資金環(huán)境和財(cái)稅政策，資金需要給予實(shí)體經(jīng)濟(jì)更多的支持，同時(shí)制造業(yè)也必須增加自己的利潤率。在產(chǎn)學(xué)研協(xié)同方面，企業(yè)作為創(chuàng)新主體，應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品的選擇是創(chuàng)新的起跑線，并應(yīng)成為投資研發(fā)、成果應(yīng)用和集成創(chuàng)新的主體，同時(shí)要突破企業(yè)圍墻，將全國資源優(yōu)化，讓知識(shí)流動(dòng)起來。
　　
　　在人才培養(yǎng)協(xié)同方面，要采用正確的學(xué)科評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)“工業(yè)4.0”時(shí)代的企業(yè)家、科研領(lǐng)軍人以及具有互聯(lián)網(wǎng)思維與精通制造工藝的人員，以后的科研人員不能只把論文寫在紙面上，還要寫在產(chǎn)品上、寫在裝備上。
　　
　　如何正確理解智能制造？
　　
　　我們在理解智能制造時(shí)，要將智能和數(shù)控加以區(qū)別。數(shù)控是指程序按照圖樣編制，加工過程變形及振動(dòng)時(shí)無法調(diào)整，加工質(zhì)量取決于編程者的經(jīng)驗(yàn)、水平及裝備的剛度，是一種自動(dòng)化模式。智能是指實(shí)時(shí)檢測加工過程變形及振動(dòng)，按照質(zhì)量目標(biāo)及機(jī)床狀態(tài)調(diào)整加工參數(shù)，獲得高速、的產(chǎn)品，在不增加硬件成本的情況下，可以成倍提升效率和質(zhì)量，是一種智能化模式。
　　
　　在未來，智能裝備將實(shí)時(shí)監(jiān)控，會(huì)根據(jù)機(jī)床、刀具和工件的實(shí)時(shí)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)工藝優(yōu)化，成倍提高加工質(zhì)量、加工效率和價(jià)值。在這個(gè)過程中大數(shù)據(jù)、傳感器和軟件是重要的基礎(chǔ)，要充分利用這些來使工藝更優(yōu)化，通過記錄裝備的工作狀態(tài)，來預(yù)測裝備故障，制定維修計(jì)劃，從而保證開工率，分析裝備的效率，優(yōu)化工藝，以用戶為實(shí)驗(yàn)室，改進(jìn)設(shè)計(jì)。
　　
　　這里所說的大數(shù)據(jù)和大家理解的數(shù)據(jù)庫、知識(shí)庫是有區(qū)別的，主要是指把很多散亂的數(shù)據(jù)整理到一起，通過大數(shù)據(jù)分析、判斷社會(huì)的變化，感知技術(shù)的發(fā)展。制造大數(shù)據(jù)通過把在用戶中分散的數(shù)據(jù)信息集成起來，通過分析就可以看出使用的機(jī)床是什么型號(hào)，實(shí)行了什么樣的加工，在加工什么樣的工件，以及有什么樣的問題；此外也可以分析使用的刀具有哪些問題，真正的效率怎么樣，以及哪些用戶喜歡什么樣的刀具。解決這些問題就可以改進(jìn)設(shè)備，優(yōu)化工藝。
　　
　　3D打印如何推動(dòng)制造業(yè)創(chuàng)新？
　　
　　3D打印實(shí)際上是推動(dòng)制造業(yè)創(chuàng)新的技術(shù)。生產(chǎn)制造業(yè)是材料累加的過程，原來是做減法，或者不加不減，現(xiàn)在是做加法。3D打印技術(shù)從20世紀(jì)80年代中期發(fā)明以來，僅僅30年，就進(jìn)入了工業(yè)和社會(huì)領(lǐng)域。麥肯錫作了一個(gè)新報(bào)告，列舉了今后會(huì)影響生產(chǎn)組織和社會(huì)生活的12項(xiàng)重大顛覆性技術(shù)，其中，3D打印排在第9位，排在頁巖氣之前，預(yù)測2030年將達(dá)到0.6萬億～1.2萬億美元的產(chǎn)值。
　　
　　3D打印主流技術(shù)包括光固化技術(shù)、粉末選擇燒結(jié)技術(shù)和熔融層積成型技術(shù)，不同的需求采用不同的工藝。附圖是西安交通大學(xué)開發(fā)的一個(gè)產(chǎn)品，中間核心部分是3D打印，前面通過掃描、照相把物品測量出來，然后設(shè)計(jì)。
　　
　　西安交通大學(xué)開發(fā)的3D打印生產(chǎn)系統(tǒng)
　　
　　后面是經(jīng)過3D打印做出的原形，然后采取硅橡膠制造模具，或者用快速電動(dòng)機(jī)加工，來做幾十件、幾百件，甚至幾十萬件的生產(chǎn)。這個(gè)產(chǎn)品系統(tǒng)在包括汽車、摩托車、家電、輕工、個(gè)性化醫(yī)療及消費(fèi)品的開發(fā)等很多領(lǐng)域進(jìn)行了應(yīng)用，使產(chǎn)品開發(fā)的周期和費(fèi)用由原來的1/3降低到1/10。
　　
　　3D打印可以帶來很多顛覆性的變革，在航空航天領(lǐng)域，可以使材料利用率由5%提升至85%，制造周期由數(shù)月壓縮為幾天；概念飛機(jī)的設(shè)計(jì)可以減輕質(zhì)量的60%；生產(chǎn)新能源汽車，可以把2萬個(gè)零件集成為40個(gè)零件，6天打印完成且減重1/3；GE公司3D打印飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器，提高燃油效率15%，發(fā)動(dòng)機(jī)前進(jìn)了一代。
　　
　　此外，3D打印也可以支持新科技革命，從增材到創(chuàng)材，3D打印研發(fā)超高強(qiáng)度、超高耐溫、超高韌性和超抗蝕的合金材料。美國用3D打印做出了耐高溫3315℃的零件，用于“龍飛船2號(hào)”發(fā)動(dòng)機(jī)，推力得到大幅度提升。
　　
　　作為新興技術(shù)，3D打印個(gè)性化商品制造的商業(yè)模式，也是大眾創(chuàng)新、萬家創(chuàng)業(yè)的佳途徑。
　　
　　現(xiàn)在很多的產(chǎn)品可以直接通過3D打印出來了，在今后社會(huì)生產(chǎn)走向個(gè)性化批量定制的時(shí)代，很多的消費(fèi)品都可以用3D打印通過眾創(chuàng)來完成設(shè)計(jì)，通過眾包來實(shí)現(xiàn)制造。
　　
　　3D打印正處在技術(shù)發(fā)展的井噴期，中國的3D打印技術(shù)已經(jīng)走在世界前列，我們的總量全球第二，占25%以上；在航空大型結(jié)構(gòu)件、醫(yī)療等應(yīng)用領(lǐng)域處于水平，整個(gè)工業(yè)機(jī)裝機(jī)量全球排名第四。但是也存在產(chǎn)業(yè)差距大、未形成產(chǎn)業(yè)鏈、企業(yè)規(guī)模小以及缺少原創(chuàng)等問題。
　　
　　全國增材制造（3D打?。┊a(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟關(guān)于3D打印行業(yè)的5年發(fā)展規(guī)劃中提到，希望5年內(nèi)3D打印在國內(nèi)形成直接產(chǎn)值（裝備與服務(wù)）達(dá)200億～300億元，制造業(yè)擴(kuò)散效益達(dá)1500億元；基本形成產(chǎn)業(yè)鏈，完成主要材料及關(guān)鍵元器件開發(fā)；樹脂類、金屬類裝備的國產(chǎn)化率達(dá)到60%～80%；面向3D打印的軟件行業(yè)開始形成；在航空航天等領(lǐng)域重大裝備的結(jié)構(gòu)、材料的優(yōu)化和創(chuàng)新中發(fā)揮重大作用，各制造領(lǐng)域均有應(yīng)用，形成示范效果等。
　　
　　進(jìn)入“工業(yè)4.0”時(shí)代的今天，信息化廣泛而深入地融合到各行各業(yè)。作為能體現(xiàn)“工業(yè)4.0”特點(diǎn)的3D打印技術(shù)，如何推動(dòng)我國創(chuàng)新技術(shù)水平的提升，從而推進(jìn)我國總體制造大國向制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)型成為當(dāng)下的重要課題。
　　
　　3D打印是產(chǎn)品開發(fā)的技術(shù)，不僅僅在今天是非常有用的，它為設(shè)計(jì)理念以及裝備和產(chǎn)品的創(chuàng)新開辟了巨大的空間，是今后的發(fā)展趨勢。希望全行業(yè)乃至全社會(huì)要“抓住新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的機(jī)遇，不能等待，不能觀望，不能懈怠”。