——訪中國汽車工程學會裝（zhuāng）備（bèi）部部（bù）長陳長年教授

      近十幾年來，汽車工（gōng）業實現了高速增長，每年的消費量（liàng）由（yóu）273萬（wàn）輛提升至（zhì）592萬輛，躍居世界第二位。有專家預測， 2010年後我國汽車年產量可達到800萬～1000萬輛，到2020年年產量將超過1400萬~1800萬輛（liàng），屆（jiè）時我國將有望成為世界（jiè）汽車生產第一大國。與此同（tóng）時（shí），我國也正在向全球汽車零部件生產基地邁進（jìn）。相關數據顯示，“十五（wǔ）”期間我國汽車零部件出口額增長了6.6倍，2005年就已經達到（dào）85.3億美元。跨國公司到（dào）2007年（nián）底前計劃采購500億美元汽車零部件，其中70%瞄準中（zhōng）國。

     迅速發展的汽車工業已經成為我國機床消費（fèi）主體。據統計，數控機床企業（yè）的訂單中有四（sì）成是來自汽車裝備製造領域的。作為機床的第一大用戶，汽車裝備製造都為機床產業的發展提（tí）供了哪些機遇？機（jī）床行（háng）業又該（gāi）如何進一步（bù）滿足汽（qì）車裝備製造的新（xīn）需（xū）求，進而抓住機遇做大做強？筆者（zhě）在對中國汽車（chē）工程學會裝備部部長（zhǎng）陳（chén）長年教授的采訪過程中得到了答案（àn）……

“汽車工業是（shì）拉動（dòng）機床工業發展的火車頭”

     《數控機（jī）床市場》：“汽車工業（yè）是（shì）拉動機（jī）床工業發展的火車頭”，這個觀點您在2005年（nián）就已提出（chū），之後曾多次提（tí）到過。為什（shí）麽（me）要特別強調這一觀點？

     陳長年：這需要從曆史角度來觀察。考察工（gōng）業發達國家，凡是能全麵滿足汽車工業需求的（de）機床工業，必定是世界一流的機（jī）床工業。世界汽車生產六大國——美、日（rì）、中、德、意、韓（hán），也是世界機床生（shēng）產六大國。這些國家機床工業大約（yuē）40—50%由汽車工業帶動。反之，曾經的機床強國英（yīng）、法，也隨其汽車工業沉淪。一個多世紀以來，世界製造技術最重要的發明，如，流水生產線、數控機床（chuáng）、高速（sù）加工、柔性製造、各種高效（xiào）製造技術、精益（yì）生產、工業工程、可重構製造係統等，大都發源於汽車和航空製造業。

     進入新世紀，在節能、減排、安全等方麵（miàn）的要求（qiú）之下，汽車工業又（yòu）出現了汽車輕量化製造技（jì）術、激（jī）光拚焊板成形（xíng）技術、超高強度鋼衝壓技（jì）術、管件內高（gāo）壓成形技術、輕體材料(鋁、鎂（měi）、鈦)成形、溫鍛技術等，這些新的技術革新都促進了機床產業的進步。由此可見，機床技（jì）術的發展（zhǎn）來（lái）自需（xū）求，即市場的（de）驅動。汽車工業的發展一定程度上代表著裝備（bèi）製造業市場對機床的需求。在世界範圍內，凡是能（néng）滿足汽車工業需求的機床企（qǐ）業，必定（dìng）是一流企業。舉個例子，在高速加工中心之前，高效率的組合（hé）機床自動生產線統治了汽車工業的生產。由（yóu）於競爭加劇（jù），汽車產品更新換代周期從幾十年縮短（duǎn）到4年，組合機床自動（dòng）線由於缺乏柔性而無法適（shì）應。因（yīn）此美國（guó）汽車巨人福特與機床巨人INGERSOLL合作，研製了集高（gāo）柔性及高效率於一身的高速加（jiā）工中心，由它組成的柔性自動生產線的問（wèn）世，不僅加快了汽車產品的更新換代，也提高（gāo）了企業的效（xiào）率和靈活性。

     《數控機床市場》：從技術革新的角度來看，汽（qì）車業對機（jī）床產業的帶（dài）動作用體現在哪些方（fāng）麵？

     陳長年：汽車生產特征是流水自動線，核心技術是係統集成技術。進入二十一世紀後，汽車工業的發（fā）展要求機床企（qǐ）業具備將各種（zhǒng）現代製造技術按照精益、敏捷的理念來（lái）設計新一代柔性（xìng）自動（dòng）生產線的能力（lì）。這不（bú）僅要求機床製造企業非常熟悉現代汽（qì）車零（líng）部件製造工藝，還要熟練掌握各種現代製造技術，如數字化技術、柔性（xìng）自動（dòng）化（huà）技術、高速加工技術、仿真技術、綠色製造技（jì）術等，同時還需具備將各種技術集成的能力。可（kě）以說，提供總成（PT）現代柔性自動線的能力已成為世界頂級機床製造（zào）企（qǐ）業的標致。

     目前流水自動線設備排列是串聯式。全線（xiàn）機床不能獨立工作（zuò），一台機床故障全線（xiàn）停產（chǎn），即使一分鍾也會造成（chéng）巨大經（jīng）濟損失。如，一個年產量30萬台的發動機廠，停（tíng）產一天的損失（shī）就可達1.5億元。這就對機床的可靠性提出了苛刻的要求。大（dà）批量生產還需要高效專用（yòng）機床、專（zhuān）用自（zì）動生產線。對機床的基本要求（qiú）是高剛度、高速度、大功率。一律配備超硬刀具。高（gāo）效專（zhuān）用機床基本特（tè）征是“量體裁衣”型（xíng），即按照用戶需要提供個性化產品。它的技術含量、技術附加值和難度也遠比通用機床高得多（duō），也要求提供成套“交鑰（yào）匙”工程。在“交鑰匙”工程基礎上（shàng），目前國際上已發（fā）展（zhǎn）到提供全麵解決方案(Total Solution)。這也給（gěi）機床提出了空前高的要求。如具備自主技術創新能力（lì），機床（chuáng）企業提供的不僅是全（quán）麵的，還（hái）必須是當代技術水平可達到的“最佳”方案（àn）。

     轎車零件的尺寸和幾何形狀精度比一般機械要高一到兩個精度等級，這就帶動了機（jī）床向高精度發展。大批量生產加（jiā）工的需求也要求機床在高精度的同（tóng）時保持高（gāo）穩定性。汽車工業在驗收機床時，不僅要考核單件加（jiā）工的精度，還要進行零件的批量加工，考（kǎo）核其精度保持性，也即考核它的工序能力指數（Cpk值）。這些可（kě）帶動機床工（gōng）業的開發設計能力，加工、裝配的質（zhì）量以及生產（chǎn）管理的質（zhì）量保證體係。

     由於競爭激（jī）烈，汽車生產對降低製造成（chéng）本的要求越來越苛刻。這就要求對加工工藝及裝備不斷（duàn）創新。如，采用精（jīng）益機床（lean Machine），去除冗餘功能，具有高效率和極（jí）強針對性（xìng）特點（diǎn）；敏捷夾具（柔性夾具—可控、可調夾具），智能刀具（Smart Tools），為特定零件加工設計的一係（xì）列可控、可調和專用高效（xiào）刀具；進行複合加工；切削加工轉變為少、無切削加工、非傳統加工，等等。這也帶動了機（jī）床工業創新（xīn）能力的（de）提高。

     汽車工業是（shì）模具應用最多（duō）的工業。模具品種多、精度高、形狀複雜，還要求交貨期短。目前，精密、複雜的汽車衝壓模具（jù）和塑料模具、轎（jiào）車覆蓋件模具、電子接插件等高檔模具仍有很大一部分依靠進口。由於模（mó）具產品的高技術特性，需要采用（yòng）精密五軸加工（gōng）龍門式、床身式高速銑、高級電加工（gōng）機床，還有CAD/CAM一體化技術、快速模（mó）型製造（zào）技術等，才能（néng）保證工（gōng）藝要求。

     汽車工業還（hái）對衝壓自動線、精密鑄件自動線、機器人焊裝自動化成套裝備、機（jī）器人噴裝成套裝備（bèi）、總裝自（zì）動化成套設備、數（shù）控刀具係（xì）統、激光切割和焊接設備、測（cè）試設（shè）備等提出了全麵要求。

“抓（zhuā）住汽（qì）車工業帶動機床工業大發展的最後一次曆史機（jī）遇”

      《數控機床市場》：隨著汽車工業的發展，汽車的裝備製造有了哪些新（xīn）的需求（qiú）？

     陳（chén）長年：這要分兩部分來看——整車製造裝備和零（líng）部件製造裝備。整車製造（zào）的“四大工藝裝（zhuāng）備（bèi）”包括裝配線、車身焊裝生（shēng）產線、塗裝生產線（xiàn）、衝壓生產（chǎn）線。“十（shí）一（yī）五”期間，我國（guó）整車製造的“四大工藝（yì）裝備”將麵臨著從傳統生產線（xiàn）向（xiàng）現（xiàn）代自動生產線的全麵過渡。零部（bù）件（jiàn）製（zhì）造裝備主要包（bāo）括金屬切削機床、精密鍛造（zào）設備、精密鑄造設備、製造零部件（jiàn）的金屬切削機床等。金屬切削機床占全部汽（qì）車製造裝備數量和金（jīn）額的一半以上，特別是我國，由於精密鍛造技術和設備落後，大部分汽（qì）車零部（bù）件采用切削方式（shì）加工；精密鍛造設備包括模鍛、熱精鍛、冷精鍛（duàn）、溫精鍛設備（bèi）等；精密鑄（zhù）造設備則包括鑄鐵精密鑄造設（shè）備，鋁合金精密（mì）鑄造設備等。

     製造零部件的金屬（shǔ）切削機床（chuáng），關鍵設備是發動機製造（zào）關鍵裝（zhuāng）備及其他高端汽（qì）車零部件製造裝備（bèi）。發動機製造關（guān）鍵裝備中，除了（le）缸體、缸蓋、變（biàn）速器殼體柔性自動線（FTL）采用高速通用加工中心+高效數控專用設備外，基本是以高效專用數控設備為主。特別是，曲軸精加工的成套高效專用數控設（shè）備、高速外銑、磨削裝備等，進口依存度幾乎100%。從（cóng）而使曲軸（zhóu）生產線成為發動（dòng）機生產（chǎn）線中最昂貴的。而其他高端（duān）汽車零部件製造關鍵裝備中，急需開發的是“多品（pǐn）種大批量柔性自動化設備”。二十世紀末，汽車零部件生產方式發生了革命性轉變。新興的多（duō）品（pǐn）種大批量生產方式對裝備製造業（yè）提出了空前嚴峻挑戰。目前，高效柔性自（zì）動（dòng）線（FTL）是主（zhǔ）要應對方案，也是轎車發動機製造的主體生產線。但（dàn）其價格昂（áng）貴，使絕大多數汽車零部件多品種大批量生產望而卻步。本世紀初，國際上剛剛出現了兼有（yǒu）組合專機的高效率和加工中心高柔性的創新型單機——TransFlex（組合、柔性複合詞），由於可加工幾十（shí）種高精度汽車零部件，節拍速度一（yī）分鍾之內，價格隻（zhī）有FTL的1/10—20，市場前景廣闊。如，浙江萬向已經購買了美國MAG集團十（shí）幾台這種設備。

     而製造零部件（jiàn）的精（jīng）密鍛造設備則是我國機床工業的軟肋。造成汽車零部件的精密鍛件80%依賴進口。由於我國正在成汽車零部件世界工廠，目前出現了以江蘇民營和外（wài）資企業為主的汽車零部（bù）件製造商大量采購國（guó）外和台（tái）灣冷鍛設備生產的局（jú）麵。

     《數控機床（chuáng）市場》：從您的分析中也（yě）可以（yǐ）看出，我國的汽車裝備製造生產線依然主要以進口機床為主，我（wǒ）國的數控機床在技術上還亟待（dài）提高。您認為國產機床行業還存在哪些差距？

     陳長年：國內數控機床的差距不僅體現在難以生產出高質量（liàng）的（de）產品，具體到汽車行業來說（shuō），機床業的滯後使國內整車裝配流（liú）水（shuǐ）線、車身焊接（jiē）和裝配（pèi）生產線、噴塗生產線、衝壓生產等整體（tǐ）落後於國際先進水平。在國內汽車製造中，中低檔次國（guó）產機床用得多，高檔次的較少，通用類機床多，特殊（shū）功能和個性化（huà）的機床較少。以致許多高精度數控機床、數（shù）控複合機床、高效專（zhuān）用數控機床還是多數依靠進口。 許多（duō）機（jī）床廠家往往忽視機床製造過程（chéng）中的質量控製，大部分功能部件未進行工程試驗（yàn）和破壞性試驗，同（tóng）時不少機床廠家所（suǒ）選用元器（qì）件質量不過關，導致機床銷（xiāo）售後，故障率高，精度（dù）達不到合同要求。

     總體上講，我國還缺乏將工（gōng）藝係統、物流（liú）係統、信息係統集成為製造單元或（huò）生產線的（de）成熟經驗和技術。特別是故障診斷專家係統技術，工（gōng）藝參數優化專家係統技（jì）術的開發應用不夠（gòu），這是我國與國際水平差距拉大的重要原因（yīn）之一。

     《數控機床市場》：今年，國家（jiā）將（jiāng）啟動“高（gāo）檔數控機床與基礎製造技術”重大專項。這是否意味著我國機床行業的發展（zhǎn）機遇已（yǐ）經來臨？

     陳長年：這其實也是汽車行業帶動機床產業發展的最後一（yī）次曆史機遇。在高檔數控機床與基礎製造（zào）技術”重大專項中提（tí）到（dào）的汽車製造業“高效、高精、成（chéng）套”技術（shù）是基礎製造（zào）技術的重中之重。“高效”，一是指高端的高效（xiào）專用設（shè）備，如，曲軸、凸輪軸、十字（zì）軸高效專用數控機床；二是指現代高效柔性自動生產線及其需要（yào）的高速數控機床；三是指高效製造（zào）技術，如采（cǎi）用精鍛、精衝、精鑄、激光加工（gōng）等新工藝代替傳統切削工藝，采用“扒（bā）皮法”CBN高速（sù）磨削，一次裝夾從毛（máo）坯（pī）到精磨完畢。“高精”則是對以現代發動機總成為代表的高精（jīng）零（líng）部（bù）件製造，精密模具製造，汽車電子製（zhì）造所需的高精度設備。如，現代（dài）汽車發動機比一般（bān）機械製造精度要（yào）高出1—2級，還要求機床高精度保持（chí）性（Cpk≥1.67）、高可靠性（MTBF值（zhí）≥3000小時）。“成套”則是整車和發動機等關鍵零部件製造的成套技術裝備，體現於大批量生產的各種自動生產線和製造單元的係統集成（chéng）能力（lì）和水平。包括具有將工藝係統（機，刀、附、量、檢、夾具等）、物流係統（原材（cái）料處理、存儲、上下料裝置、機床間工件傳輸裝置等）、信息係統（生產（chǎn）線控製、刀具更換、工裝及附具更換、工（gōng）件調度、自動（dòng）編程、自動監控、自（zì）動補償、工件質量自動檢（jiǎn）測、刀具磨損或破損（sǔn）後的自動更換和（hé）自（zì）動報警等）集（jí）成（chéng）為柔性自動線的能力。高效、高精、成套（tào）是汽車（chē）製（zhì）造對裝備的基本要求，也是機床行業分析問題、製定規劃的方向。

     我們中國汽車工程學會在去年（2006年）8月就啟（qǐ）動了“中國汽車製造裝備需求分析及發展戰略（luè）研究”課題。經過半年的努力，建立了（le）六個汽車企（qǐ）業牽（qiān）頭、若幹機床企業參加，高（gāo）等院校（xiào）和科研院所參與，由一批行業公認、經驗豐富（fù）的老專家和40歲左右的博士、“海歸派”共同組成的創（chuàng）新團隊；按照“企業（yè）為主（zhǔ）體、市場為導向、產學研結合”的方針，對“自（zì）動生產線（xiàn）成套技術與裝備”、“發動機總成製造關鍵技術與裝備”、“汽（qì）車輕量化製（zhì）造關鍵技術與裝備”三個重點內容進行（háng）了研究，提出了23個項目。這些項目都（dōu）具有兩大特點：一是都找到了依托工程，都是以企業為（wéi）主體在做；二是（shì）全部都是產（chǎn）學研相結合的項（xiàng）目，都是市場急需的項目。

     能否把握這最後一次發展機遇對於國產機床（chuáng）行（háng）業（yè）意義重大。機床產業要緊緊抓住這次戰略（luè）機遇期，瞄（miáo）準汽車裝備製造（zào）業的市場需求，為中國汽車業（yè）提供國際水平的（de）裝備（bèi）製造設備。