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工业母机 “万机之母”是如何炼成的

  今年以来,工业母机行业不断迎来政策“暖风”。最受关注的,莫过于党的二十届三中全会对其重点部署。

  作为“万机之母”,工业母机与各行各业紧密相关。这当中,数控化水平是重要影响因素,不仅决定了工业母机应用场景范围,还影响着加工精度。

  近些年,在低端、中端、高端工业母机产品领域,国内厂商面临着截然不同的竞争状况。面向未来,高端工业母机怎么来实现完全进口替代,有待深入推进。

  工业母机显“线年多之前的一场会议,让不少人开始关注工业母机。当时,中央企业被赋予重要使命。

  2021年8月,国务院国资委召开扩大会议。该会议指出,要把科学技术创新摆在更突出的位置,推动中央企业主动融入国家基础研究、应用基础研究创新体系,针对工业母机、高端芯片、新材料、新能源汽车等加强关键核心技术攻关,努力打造原创技术“策源地”,肩负起产业链“链主”责任,开展补链强链专项行动,加强上下游产业协同,积极带动中小微企业发展。

  通用技术集团机床有限公司(以下简称通用技术机床公司)战略管理部总经理王梦炜和记者说,作为工业母机,机床是基础性、战略性产业,是制造业的核心和基础,是国家工业化水平和制造能力的集中体现。尤其高端数字控制机床,是各行业重大装备创新发展的重要保障,是制造业升级发展的重要引擎,是大国发展先进制造业、建设制造强国的战略必争领域。

  天津市天锻压力机有限公司是通用技术机床公司旗下企业,主要生产各种成形机床,涵盖1800余种规格的压力机以及各类成套自动化生产线。该公司副总经理王世明和记者说:“我们的产品是成形机床,属于工业母机的一类,是工业领域各公司制作所需要的重要装备,适用于各类材料例如金属、非金属及复合材料的压力成形。”

  所谓成形机床,是指通过对金属或非金属施加压力(如挤、冲、压、拉等),使之成为特定形状部件或产品的机床,最重要的包含液压机、冲压机、折弯机、冷锻机等。“今年以来,公司重点推出了旋压机、重型碾环机、涨形机等新产品。其中,旋压机大多数都用在重点领域的圆柱形、圆锥形、环形等部件的旋压制造;重型碾环机大多数都用在锻造领域的大型和超大型环形部件的成形制造;涨形机主要是用于环形部件的涨形制造。”王世明说,他们的产品可被视为动力装备,比如手机壳、冰箱壳、洗衣机壳等均可由其“冲压”出来。

  “作为我国机床行业的重要组成部分,金属切削机床目前的数量最多,使用范围也最广。”多位业内人士和记者说,按加工方式划分,金属切削机床又可分为铣床、车床、钻床、镗床、磨床、刨床、拉床、插床、齿轮加工机床、螺纹加工机床等诸多类型。以铣床为例,其可用旋转的铣刀在工件上切削,不但可以加工平面、沟槽,还可以加工各种曲面。

  从一块普通的金属,到各式各样的精密部件,不断的提高的数控化水平不仅让机床的应用场景范围逐步扩大,还使其精度慢慢的升高。与传统机床相比,数字控制机床具有加工精度高、功能复合化、控制智能化等优点,已成为当前机床行业的主流发展方向。

  国内一家民营数字控制机床企业负责人对记者表示,数字控制机床可较好地解决单件、小批量、多品种产品的自动化生产问题,而这与其具有“高柔性”特征紧密关联。在他看来,“高柔性”是指数控机床随生产对象变化而变化的适应能力强。使用数控机床加工,当产品发生明显的变化后,仅仅需要改变数控设备的输入程序就能适应新产品的生产需要。

  作为数字控制机床的“大脑”,数控系统可精确地控制机床工作,进而完成各种复杂操作。“以成本结构来看,数控系统目前是数字控制机床最重要的部件,约占后者总成本的两成。”一家国资机床公司科技部负责人和记者说,在进行特定部件加工前,数字控制机床通常要采集两类数据来搭建模型和编制程序,一类是几何形状数据,另一类是精度数据。

  “根据一些高端数字控制机床情况看,部分数控系统的成本甚至会达到整机成本的四成左右。”前述民营数字控制机床企业负责人对记者坦言,目前,国内中低端数字控制机床的核心部件基本能实现全国产化,但高端数字控制机床的核心部件(如数控系统、丝杠、线轨等)技术距离国际水平仍存在一定差距。为提高机床精度和稳定能力,不少机床企业使用的核心部件以国外品牌为主,国产化率较低。

  据了解,由于数字控制机床的可靠性和稳定能力直接决定了加工零部件甚至整个生产线的良品率,且数字控制机床本身属于价值较高的固定资产投资,因此下游客户对机床设备的产品质量、技术性能和售后服务等要求比较高,其最终选择受设备品牌和市场口碑等因素的影响较大。对国产数字控制机床厂商来说,在高端数控机床领域,怎么来实现进口替代,挑战不小。

  1个多月前,《“工业母机+”百行万企产需对接活动实施方案》(以下简称《实施方案》)对外发布。按照时间表,该产需对接活动将持续至2027年年底。

  今年以来,工业母机行业持续迎来政策“暖风”。能够正常的看到,在党的二十届三中全会明白准确地提出健全强化集成电路、工业母机、医疗装备、仪器仪表、基础软件、工业软件、先进材料等重点产业链发展体制机制后,工业与信息化部、财政部、税务总局联合发布《关于2024年度享受增值税加计抵减政策的工业母机企业清单制定工作有关事项的通知》(以下简称《通知》)。《通知》显示,可享受有关政策的企业不仅包括先进工业母机主机企业,还包括关键功能部件、数控系统企业。

  秦川机床是一家国资机床厂商。该企业来提供的资料显示,机床的替换周期通常在8年至12年。近些年,机床行业需求结构逐步从低端向中高端转变。从历史数据来看,我国机床消费额的增长与制造业增速变动基本同步,但从幅度上看,机床消费额的弹性更大。原因主要在于,一方面,我国制造业转变发展方式与经济转型,迫切地需要新工艺、新装备等高端解决方案;另一方面,细致划分领域对机床需求不断的提高,制造业对高端数字控制机床的需求将持续增长。

  随着行业竞争进一步加剧,不少刀具企业也担心毛利率下降对业绩产生不利影响。年报显示,去年,鼎泰高科、华锐精密、欧科亿等多家公司主要经营产品毛利率均在下滑。其中,鼎泰高科刀具产品的毛利率为34.53%,较上年下降2.25个百分点;华锐精密刀具产品的毛利率为45.20%,较上年下降3.45个百分点;欧科亿数控刀具产品的毛利率为40.42%,较上年下降7.10个百分点。

  在国内切削机床类厂商中,通用技术集团天津第一机床有限公司(以下简称天津一机)的历史十分悠久,其前身可追溯至上世纪50年代初。改革开放前,此公司曾有国内机床行业“十八罗汉”之一的称号。如今,作为中国通用技术集团控股企业,天津一机是机床行业的“国家队”成员。

  自成立以来,天津一机一直在齿轮加工机床和精密磨床两大领域深耕。其中,齿轮加工机床包括数控插齿机、铣齿机、拉齿机、磨齿机、刨齿机、研齿机及锥齿轮成套加工装备等18大类、30多个系列产品;磨床包括卧轴矩台平面磨床、卧轴圆台平面磨床、立轴圆台平面磨床、数控成形磨床、落地导轨磨床及高精度数控磨削中心6大系列产品。

  “锥齿轮是一种十分复杂的齿轮,因其传动比高、传动平稳、承载能力强等优点,大范围的应用于车辆传动系统、重型机械等机械关键传动领域。该齿轮不仅能把发动机的动力传递给船舶或飞机的推进系统,还常常被用于汽车的发动机中。”天津一机技术中心副主任李晓琳对记者表示,该公司研发的全数控锥齿轮铣齿机、磨齿机系列新产品便可加工此类齿轮。

  走进恒温车间,一排正在调试的数控高精度立式复合磨床映入记者眼帘。“它们可磨削铸铁、碳钢、不锈钢、镍钛高温合金、陶瓷等很多材料,一次装夹便可完成内孔、外圆、端面、沟槽等多位置、多形状磨削。”该车间工作人员和记者说,这些磨床拥有双主轴和自动测量系统,可实现连续精确分度和主轴工位转换。此外,其也具有自动换刀、工件自动测量、砂轮在线动平衡等功能。

  见到闫世凯时,他正在车间进行安全检查。作为天津市天锻压力机有限公司(以下简称天锻公司)生产制造部重工车间主任,闫世凯和记者说,重工车间占地面积为2.8万平方米,可同时装配15台重型压力机。

  交付客户前,天锻公司生产的各种类型的产品均需按照技术协议要求在公司内进行试装,完成自检后,通知客户来公司做预验收。与一般设备不一样的是,在客户验收合格后,这一些产品需要拆解后进行运输。等运到客户处,相关部件再重新组装、调试。“我们车间总装的设备自身重量在300吨以上,属于超重、超宽运输件,需进行拆解后运输。”闫世凯说。

  作为成形机床类厂商,天锻公司是国内液压机行业的领军企业。“目前,公司可设计、生产87种系列、1800余种规格的压力机及各类成套自动化产线。其中,这一些产品已大范围的应用于汽车、轨道交通、石油化学工业、轻工家电等领域。”让天锻公司副总经理王世明自豪的是,除了为国内重点项目、重大工程提供重型成形装备外,他们的产品已出口到30多个国家和地区,覆盖欧洲、美洲、大洋洲、东南亚等。