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德國機床先進經驗對我國行（háng）業發展的啟示

2013-6-20 作者：工（gōng）信部課題組

為（wéi）了學習和借鑒發達國家高檔數控機床產業發展戰略和產業政策（cè），提高我（wǒ）國高檔數控（kòng）機床產業水平，促進我國高檔數控機（jī）床產業發展，經國家外專局（jú）批準，工業和信息化產業部於2012年11月7~27日在德國成功舉辦了“國際高檔數控機床產業發展戰略及產業政策高（gāo）級培訓班”。來自工業和信息化部機關、部分（fèn）省（市、區）工業和信息管理部門、部屬有關企業和高等院校等24人，在柏林工業大學、卡斯魯（lǔ）爾大學、亞（yà）琛工業大學和弗朗德霍夫（fū）IWU等高校研究所，以及MAG、DMG、TRUMPF、EEW、HEIDENHAIN、COBURG等企業進行培（péi）訓（xùn）、參觀和交流。經過全體學員的共同努力，此次國際高（gāo）檔數（shù）控機床產業發展（zhǎn）戰略（luè）及產業政（zhèng）策高級培訓班學習工作取得了圓滿成功，並寫出了總結。下麵將他們在德國數控（kòng）機床先進技術、德國數控機床專業人才培養體（tǐ）係、德國高檔數控機床產業發展（zhǎn）做法和經驗，以及（jí）心得（dé）體會呈現給大（dà）家，供大家學（xué）習和借鑒。

　　德國數控機床先進技術

　　近年來（lái），德國數控（kòng）機床繼續在高精、高速、高效、複合等方麵努（nǔ）力，深層次體現了高效節能的特點。

　　1．提高數控加工效率的先進技（jì）術

　　提高數控（kòng）加工效率以提高切削（xuē）速（sù）度、進給速度、加加速（sù）度，減少換刀時間、上下（xià）料時間等手段為代表，如直線（xiàn）進給速（sù）度達150m/min，加速度1g。

　　⑴采用直線（xiàn）電機、力矩電機，縮短傳動鏈，提高（gāo）係（xì）統的動態特性。

　　⑵輕量化設計：運動部（bù）件結構優化，采（cǎi）用碳纖維等複合材料，降低運動部件質量。如汽車部件輕量化製造，使用碳纖維材（cái）料塗（tú）膠壓鑄、溫度控（kòng）製在（zài）150°C，真空擠壓、熱壓固化。材料強度高、重量（liàng）輕，較金（jīn）屬材料輕約30%，可作為汽車外殼等主要部件替換材料。寶馬、奔馳用此材料做（zuò）底盤、車身。EEW公司（sī）在機床運動部件中大量采用碳纖維材料，用於大跨距龍門移動式機床，實現高動態高速運動。

　　⑶采用電主軸，提高主軸轉速。

　　⑷交換工作台，換料時間2.2s，提高上（shàng）下（xià）料效率。

　　⑸機器（qì）人上下料，代替人工上下料。

　　⑹高加加速度（dù），從50m/s3提高到（dào）150m/s3，加工效率提高（gāo）30%。

　　⑺二（èr）次換刀，換刀時間縮短到1s以內。

　　2．複合加工的先進（jìn）技術（shù）

　　除以往常用的（de）銑車複合（hé）加工機床和雙主軸加工機床外，德國亞琛工業大學探索銑削和激光表麵處理複（fù）合，在硬度低、韌性好的基體材料上銑削加工，然（rán）後通過激光加工在（zài）表麵上焊上一層具（jù）有特殊性（xìng）能（néng）的材料；德國EEW與Hugo Rost公司合作（zuò），在（zài）風電葉片五軸加工機床上複合X射線探傷設（shè）備，實現了銑削和探傷在一（yī）次裝（zhuāng）夾中完成。

　　3．提高加工精度的先進技術

　　⑴對數控機床中的發熱元（yuán）件冷卻，如直線驅動的初級（jí）和（hé）次級（jí）、數控轉（zhuǎn）台、主軸等冷卻，減少熱變形對機（jī）床精（jīng）度的影響。定位精度（dù）6μm，重複定位精度4μm。

　　⑵GPS定位技術在提高裝配精度方麵的應用。

　　4．模塊化機床技（jì）術

　　德國機床企業具有非常細的分工，模（mó）塊化的理念貫穿於機床（chuáng）生產全過程：

　　⑴機床模塊化設計：將機床進行模塊化合理劃分，機電液一（yī）體化（huà）設計。

　　⑵按（àn）照（zhào）模塊（kuài）化設計結果，電機、絲杠、導軌、刀庫等部件直接采購，機架、立柱、橫梁等部件外協加工，使（shǐ）得大部分機床企（qǐ）業不進行或少量（liàng）機（jī）加。

　　⑶模塊（kuài）化裝配（pèi）：為了提高機床裝配效率，先行進行部件級裝配（包括（kuò）機電液氣），模（mó）塊間具有（yǒu）便捷的接口，使得（dé）模塊具有（yǒu）更強的獨立（lì）性，方便運輸（shū）傳送和裝配。

　　5．智能化自動化機床技（jì）術

　　德國高技術發展戰略在機床方麵體現之一就是數字工（gōng）廠，生（shēng）產、加工（gōng）過程的（de）自動化、節能和適應各種不同要求（qiú）。

　　在海德漢公司（sī）內部小型部件物流采用全自動智能化AGV車，實現了自動規劃、自動避障、自動開關門（mén）、自動上下電梯等（děng）功能，具有很高的智能。

　　德國機床設備的發展趨勢是自動化、高效、節能，機床設備在滿（mǎn）足基（jī）本加工（gōng）功能之（zhī）外，逐步向（xiàng）為用（yòng）戶提供集成化、自動化的（de）解決方（fāng）案。如（rú）通快（kuài）公司在中國不僅銷售機床，更重要的是為中（zhōng）國汽車製造企業規劃和提供整體（tǐ）的汽車製造車間、生產線和設備，其產品廣泛采用了自動化上下料裝置，使機床的（de）加工效率和自動化程度大大提（tí）高。

　　寶馬汽車摩托車構架自動製造線以前（qián）由人工製（zhì）造，卡斯（sī）魯爾大學機床研究所通過機床、空間（jiān）成形技（jì）術（shù），用機床數控係（xì）統（tǒng）控（kòng）製、機器人加工成形、自動切割、過程自動控製、測（cè）量機（jī）工位進行測量、後續打孔等（děng）工序的加工，自動組裝並焊接加工。正在做不同車型自適應加工流程方麵的研究，未來將全過（guò）程（chéng）由機（jī）器人自動化完成。

　　6．其他機床技術（shù）

　　①三點支（zhī）撐，不用打地基。②人機工程學，更好的接近性。③綠色製造先進（jìn）技術。④微量（liàng）潤滑,低溫微量潤滑MQL。⑤液（yè）氮冷卻技術（shù）。⑥節能型（xíng）設備。

　　德國全麵停止核電，計劃到2050年全麵（miàn）采用可（kě）再生能源，這不僅對能源領域提出了挑戰，也（yě）對機床製造行業提出了節（jiē）能型設（shè）備的要求。

　　德國數控機床專業人才培養體（tǐ）係

　　職業（yè）教育和大學。在德國，職業教育受（shòu）到關注的程度甚（shèn）至高於普通教育和高（gāo）等教育。究其原因，職業教育不（bú）僅涉及大多數人的利益，而且關係到國家的發展前景。據（jù）經濟合作與（yǔ）發展組（zǔ）織(OECD)統（tǒng）計，德（dé）國大學畢業（yè）生占同齡人（rén）的比例為20%左右，而將近80%的年輕人（rén）接受的是職業（yè）教育，並以此（cǐ）走上工作崗位。

　　1．雙元（yuán）製職業（yè）教育體係

　　德國實行雙元製職業教育體（tǐ）係。小學學製4年，畢業後有三類中學可（kě）供選擇：

　　●普通中學（6年，讀完可以到實科中學和文理（lǐ）中（zhōng）學繼續學習，隻要補完13年的學（xué）習課程就（jiù）可以（yǐ）上大學）

　　●實科中學（7年，還（hái）差2年，在各種（zhǒng）學校補完（wán）2年後，可以繼（jì）續上大學）

　　●文理中學（8年，以前9年，畢業後可以直接上大學（xué），不（bú）需要高考）。

　　大學生占1/3，其他2/3進入雙元製教（jiāo）育體係，歸德（dé）國工商會管理。

　　德國必須讀滿9年製義務教育，才能開始職業（yè）教育。德國分了360種職業，所有職業都需要職業證書（shū），實行職業準入製度。根據職業不同，職業學校（xiào）有2~4年培訓。機電一體化專業通常為3年。

　　德國《職業教育法》給予職（zhí）業教育（yù）體係規範的法律保障。它不僅確定了職業教育的（de）目的，規範了職業教育的概念，還對培訓（xùn）場（chǎng）地、培訓職業（yè）認可、培訓條例、考試要求、證書發放、培（péi）訓時間、培訓合（hé）同、雙方義務（wù）、對培訓學校的（de）要（yào）求（qiú）、培訓期間的補償、職業能（néng）力、解除合同、試用期、對（duì）老師的要（yào）求（qiú）與監管等，都做了明確的闡述。

　　學生和企（qǐ）業簽（qiān）訂了（le）職業學習合同，就取得了州屬（shǔ）管理的職業學（xué）校上課資（zī）格（gé），每周一天在學校學習，4天在企業學習和操（cāo）作，有專門的培訓（xùn）教師（shī）負責授課（kè），要按照國（guó）家製定該專業培訓大綱。

另外，聯邦政府采取多種（zhǒng）措施促進職業教育（yù）能夠充分適應新的經濟形勢。其一，將行業職業教育由傳統（tǒng）機電製造（zào）業向高新技術製造業，如納米技術、光電技術、生物技術和係統擴展技術。其二，保證在經濟不景氣時期企業仍（réng）能提供年輕人職（zhí）業培訓崗位。德國政府提出，如果一個企業不能承擔全（quán）過程的崗（gǎng）位培訓，它可以與其他企業共同組建培訓聯盟，聯邦政府給（gěi）予必要的資助，但組織要由地方政（zhèng）府負（fù）責。國家（jiā）培訓和專業人才培養公約規定（dìng），經濟界有義務每年提供30000個培訓崗（gǎng）位，幫（bāng）助學生實習，快速適應工作崗位，並逐步促使職業（yè）教育更符合創（chuàng）新的要求（qiú）。

　　2．越來越多企業（yè）加入職業培訓（xùn）

　　企業沒有義（yì）務進行（háng）培訓，凡是願意的企業，到工商會進行登記，工商會對其資格進行審查，有資格的企業可以開（kāi）展職業培訓工作。培訓過程是免（miǎn）費的，企業給培訓學員發基本工資，上保險，但與中國的學徒工不同，德國的培訓（xùn）學（xué）員以學習為主，不是廉價的（de）勞動力。工商會在培訓中間對學員（yuán）培訓情況考核，全部培訓完成後有結業考試，通過後由工商（shāng）會發放技工證書。

　　越（yuè）來越多德國（guó）企業加入到職業培訓中來，其主要原因有二：

　　⑴企業需要技術工人，自己培訓的技術工人針對（duì）性更強，更（gèng）能適應自己企業，而招聘其他企（qǐ）業（yè）培訓的（de）技術工人（rén）有很多問題。

　　⑵自己企業培訓的技術（shù）工人（rén），對企業有很強的認同感和親和力，很少有員（yuán）工跳槽，也非常（cháng）有（yǒu）利於技術（shù）傳承。

　　德國（guó）企（qǐ）業把技術工人看做是公司的寶貴財富。2009年經濟危機期（qī）間，通快公司的（de）銷售額（é）下滑40%，但是沒有解雇一名工作人員，危機過後很快回到了工作崗位（wèi）。而國內大（dà）多數企業對技術工人的重要性重視不（bú）夠，原有的企業（yè）辦技校的體製被取消，而新的培養體製還沒有形成和完善，新進入人員需要較長時間（jiān）的培訓，而且人員（yuán）流動性（xìng）大，不利於技術（shù）傳承（chéng）積累和產品質量的穩定。

　　3．國際化職工培（péi）訓

　　最近，紐倫堡與北京昌平區簽訂（dìng）機電一體化專業的職業教育合作協議，在中國的（de）德國企業進行職業培訓，畢業後拿（ná）德國文憑。

　　4．職業培訓示例

　　在WALDRICH COBURG公司，設立了專門（mén）的培訓學校（Training School），開辟了專門的培訓場地，配備了大量的培訓用機床、設備和材料。

　　培訓學校設有Master of Training Workshop負責總體培訓工作，下設機械導師（Instructor Mechanics）和電氣導師（Instructor Electronics）。

　　培訓課程分為Industrial mechanic、Machine cutting mechanic、Electrician和Design draftsmen等4個技術工種，以及Mechanical Engineering的學位教育。

　　德馬吉（弗（fú）朗德（dé））工廠的員工中8%屬（shǔ）於技校學生，在德馬吉培訓2~3年後，可以直接任（rèn）職生產崗位。同時，德馬吉公司的車間藍領工（gōng）人與辦（bàn）公室（shì）白（bái）領人員的工資相差不大，隻是工作（zuò）環境有一些（xiē）差異。上述（shù）做法都很好保證了德國企業技術人才的技術（shù）傳承和持續創新。

　　5．職工全程培訓

　　目前，德國對於技術人員和工作工人的技術水平的要求越（yuè）來越高，對知識的更新要求也（yě）越來越高（gāo）。一方麵（miàn）通過對新員工的職（zhí）業培訓，獲得最新的技能；另一方麵對企業現有員工進行後續培訓，如在職業培訓中有針對性的進行機械（xiè）工程（chéng）師的（de）學位教育，職業培訓後的員工（gōng）繼續學位教育，或其他職業培訓等。企業通過全（quán）程學（xué）習維持和更（gèng）新機床工業工作工人的技術。

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