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04专项在航空航天领域的履行进展情况综述
2019-06-15 悉恩悉机床网
运载火箭大型贮箱焊接设备  


  “高级数控机床与基础制作设备”科技重大专项(以下简称“04专项”)是和制作业最为密切的专项,也是其他重大专项发展的基础,具有基础性、通用性和战略性的特点,是国家创新资源布局中发展战略性新兴产业的切入点和制高点,涵盖了高速、精密、智能和复合等功效的高级数控机床,以及利用热加工、表面处理工艺对材料和零件进行成形、改性处理的基础制作设备。履行9年多以来,“04专项”取得了一系列重大突破和标记性成果,形成了重点领域十大标记性成果,基础代表了我国高级数控机床与基础制作设备研发与利用的最高程度,逐步加强了我国高级数控机床和基础制作设备创新发展能力。面向航空航天、汽车、发电设备和船舶等四大领域的设备保障能力明显加强,有效支撑了国家重大战略任务的顺利履行,增进了我国制作能力和工业程度的持续提升。


  04专项总体进展情况

  “十一五”期间,04专项通过支撑八大类、57种主机产品安排课题任务,重点解决“有无”问题。“十二五”期间,专项任务聚焦高级数控系统、功效部件及成套设备和生产线的研发。“十三五”期间,专项重点聚焦航空航天、汽车两大领域,着力攻克数控系统与功效部件、可靠性和精度保持性技巧、加工效率与工艺程度的提升等3方面的问题。建立了由产业部门牵头、多部门参与的部际联动机制,聚焦国家战略目标,集中全行业、全社会力量,突破一批急需的高端机床设备,重点服务于航空航天、汽车、发电设备和船舶四大领域。总体上,专项课题安排笼罩了履行方案断定的重点任务,涵盖了重点领域急需的要害制作设备,部分先进企业在专项履行过程中充分懂得了用户需求,由此催生出一批要害制作设备,具备了必定的国际竞争实力。

  截至2017年底,专项共安排596项课题,批复立项总经费289.95亿元,其中中央财政资金110.58亿元;研发各类新产品、新技巧和新工艺2996项,申请创造专利4267项,形成国家及行业标准459项,直接新增产值近千亿元,迫使国际同类产品大幅降价;涌现出济南二机床、四川普什宁江、秦川机床和大连光洋等一批具有必定国际竞争力的“专、精、特”企业。

  为航空航天领域供给重大设备,履行示范利用

  缭绕航空航天设备研制需求,04专项安排了一系列基础制作设备和共性技巧课题。通过专项支撑,为航空设备增长复合材料的用量供给了保障,研制了复合材料铺带机、铺丝机等主动化复合材料结构制作设备,形成了航空航天复合材料结构制作工艺及设备整体解决方案,实现了国内航空大型翼面类复合材料结构铺带设备、大型复杂曲面结构主动化铺丝设备零的突破。

  另外,04专项增进了国产数控机床和数控系统在航空航天制作领域的示范利用。在航空航天制作领域,先后建成了国产数控机床和数控系统示范利用生产线,实现了以五轴联动立式加工中心为代表的154台国产数控机床(95台三轴加工机床、52台五轴加工机床、7台特种加工机床),以“华中8型数控系统”为代表的149套数控系统的示范利用。

  04专项课题在航空航天领域取得的进步可以归纳为以下几点:

  1.技巧程度有效提升,创新能力明显加强

  在04专项支撑下,先后为大飞机、核电等国家科技重大专项和新型战机、运载火箭等一批国家重点工程供给了要害制作设备,多项要害技巧和设备打破了国外垄断。缭绕航空航天等重点领域所需的57种181型高级数控机床与基础制作设备,安排完成了159型,品种满足度达到87.8%。57种主机中,45种达到或接近国际先过程度,部分产品达到国际领先程度。“五轴联动机床用S形试件”标准通过ISO国际标准化组织审定,实现了我国高级数控机床国际标准“零”的突破。

  2.系统功效部件打破垄断,配套系统逐步完善

  高级数控系统要害技巧指标已有阶段性突破,实现了数控系统跨越式发展。高级、中高级数控系统国内市场占领率分辨由专项启动前的不足1%、10%进步到约7%、45%。高端数控系统已经在航天、汽车、机床工具和3C领域得到广泛利用,打破了进口机床数控系统对我国的钳制,有力保障了航空航天要害零部件的生产。滚珠丝杠副、导轨副和动力刀架等要害功效部件在中高端数控机床市场中的占领率由大约5%进步到20%,迫使进口产品降价20%~50%;航空航天和汽车领域利用的刀具国产化率达40%以上,迫使进口产品降价30%。

  3.重点领城利用快速推动,支撑能力稳步进步

  重点领域制作设备基础做到了立足国内,有力支撑了国家的重大战略安排和重要型号的研制需求。在航空领域,缭绕航空范例零部件的制作需求进行了布局,研制了龙门及卧式五轴加工中心等重点设备,并在重点型号飞行器的整体壁板、“眼镜框”等大型结构件加工中得到利用验证;8万吨模锻压力机为大飞机、大运工程和航空发动机等重点项目建设供给了有力支撑。在航天领域,针对载人航天、高分、高超和重大兵器设备等航天重大专项的急切需求,研制了焊接、高温铸造和主动化装配等设备,其中搅拌摩擦焊设备解决了高分运载火箭储箱、大型相控阵雷达面板的焊接难题;卧式加工中心和高级数控系统等成果已成功利用于载人航天、运载火箭等复杂结构件的批量加工中。

  多种能力全面提升

  1.整体研发能力方面(包含软硬件)

  04专项采用“主机牵引、用户导向、工艺先导”的创新研发组织模式,通过组建创新战略联盟、建立长期的合作关系以及组织生产单位工艺培训等,加强产、学、研、用的合作,研发各类新产品、新技巧2300余项,实现了部分要害制作设备在重点用户企业的示范利用,提升了机床行业的技巧创新能力。

  通过与极大规模集成电路、大飞机和核电等重大专项进行对接,实现了军民融合发展,供给的五轴龙门加工中心等一批数控设备,在必定程度上满足了航空航天领域国家重大工程的需求。编制的专项成果数据库与成果目录,在航空、汽车等重点领域用户中得到推广。

  2.人才队伍建设和储备方面

  在行业研究机构、重点企业设立了19类23项创新能力平台,在重点用户处安排了48个示范基地,重点针对设备开发、利用工艺以及重大设备利用验证等需求,开展要害共性技巧研究和行业技巧服务,技巧创新系统逐步形成和完善,初步形成多层面梯次互补的创新型团队。截至目前,形成42个由技巧领军人才、研发骨干和高程度技工组成的多层次研发团队;造就人才5652人,其中博士2291人。

  3.整体管理方面

  根据科技部、财政部和发改委出台的8项科研项目、资金、税收和知识产权管理制度,工信部牵头制定和修订了10项工作制度和工作细则,形成了较为完善的科技管理制度,为04专项的规范管理和系统推动供给了制度保障。

  4.市场竞争力方面

  自04专项履行以来,我国的数控机床在产品种类、技巧程度、质量和产量上都取得明显进步,一些要害技巧取得重大突破,行业创新研发能力不断加强,满足了重点领域对高端机床设备的需求,增进了我国制作能力的持续加强和工业程度的持续提升。中国机床产值自2009年一跃成为世界首位以来,一直保持着世界第一机床生产大国的地位。

  5.新业务开辟方面

  数控机床产业链长、技巧笼罩面广,要害技巧既涉及基础性的核心零部件、先进工艺、要害材料及产业技巧等共性基础技巧,也涉及先进产品的设计制作、主动把持、数字把持、传感感知和信息处理等先进工业技巧,产业链上游涉及原材料、各种功效部件,下游涉及航空航天、汽车、船舶、发电、电子和工程机械等重点领域。我国数控机床设备工业基础单薄,必须保持国家需求牵引和技巧创新驱动的发展战略,建立“产、学、研、用”深度融合的新系统和“研发-工程化-产业化”的创新平台,构建高端机床设备产业生态的新模式,持之以恒地推动机床设备行业长远发展。

  6.对航空航天行业未来发展带来的意义重大

  在航空领域,机床主机及部件厂家缭绕航空范例零部件制作需求,对设备结构作了布局优化,研制了龙门及卧式五轴加工中心等要害设备,并在航空领域重点型号的整体壁板、“眼镜框”等大型结构件加工中进行了利用验证;8万吨模锻压力机和万吨级铝板拉伸机的成功研制,标记着我国航空构件制作步入世界先进行列。涌现出了基于“S形试件”的五轴联动机床加工复杂型面要害精度检测方法、具有自主知识产权的基于特点的快速数控编程技巧及系统软件等亮点。

  在航天领域,针对载人航天、高分、高超和重大设备等重大专项的急切需求,研制了焊接、高温铸造和主动化装配等设备。搅拌摩擦焊接设备已全面利用于运载火箭主体结构制作,并完整替代进口。国内首台、世界最大的150MN充液拉深设备,完成了四角拼焊板的充液拉深成形,并制备出合格的3800mm直径火箭整体箱底。涌现出了“火箭等航天结构件制作设备”、“航天结构件高级数控加工示范利用”等亮点。

  存在的差距

  自2009年专项履行以来,高级数控机床和基础制作设备的创新发展能力不断加强,中国机床产值已稳居世界第一。但与国外先进产品相比,国产产品在动态性能、一致性、可靠性和精度保持性方面仍存在差距。在高端利用领域,始终是欧洲、日本和美国企业盘踞主导地位,中端市场则面临中国台湾、韩国机床的激烈竞争。

  1. 与国外先过程度相比存在的差距

  一是技巧成熟度有必定差距。在04专项支撑下,多项要害技巧和设备打破了国外垄断,但是相干技巧成熟度与国外先过程度相比还有必定差距,此外,国产量仪技巧进步缓慢,与国外差距进一步扩大。

  二是产品数量种类不及国外企业。一方面,我国中高级机床在部分领域还存在空白,要害功效部件品种满足度仍徘徊在80%左右;另一方面,零部件个性化产品种类整体缺乏竞争力。

  三是综合性能存在较大差距。由于缺乏测试、利用和验证的机会,产品可靠性、精度保持性等仍与国外存在较大差距,综合性能、牢固性和产品一致性均有很大的提升空间。

  四是市场认同度对照悬殊。虽然相比04专项履行前,国产机床及零部件的市场在逐步打开,但在市场认同度方面,仍与国外产品存在宏大差距。以功效部件为例,高级要害功效部件的市场占领率只有5%左右,中端要害功效部件的市场占领率也仅约20%。

  2.高级型数控系统配套能力不足

  自04专项履行以来,尽管数控系统取得了明显进步,高级数控系统国内市场占领率由1%提升至7%,但是距离配套率20%的专项目标仍然差距较大。一是高级数控系统核心算法、机电耦合动力学设计等要害技巧成熟度有待进步,用户对国产高级数控系统的性能还存有疑虑,需要较长时间造就市场。二是伺服驱动及电机、要害功效部件的性能和牢固性有差距,部分核心技巧尚未把持,机床主机企业在采购时基础还是选择进口产品,难以打破国外产品的市场生态圈。

  3.基础共性技巧研究深度不足,未形成成果共享机制

  一是在机床设计过程中,多数企业并未把持先进设计理论方法,仍在沿用传统的设计方法与手段。二是目前机床的静态精度指标基础达到世界先过程度,但在可靠性和精度保持性方面显示出与进口机床的差距,这重要是因为机床制作企业尚未建立动态性能设计和机床动态测试条件,以及没有把持测试方法。三是在对机床进行设计、制作、装配、动态测试及整机评价的过程中,全链条研究不深入,有所缺失。四是共性技巧的研究涌现疏散、不深入和共享程度低的问题。

  未来展望及几点建议

  综上所述,国产高级数控机床与基础制作设备行业正处于爬坡过坎的要害时代,随着国家后续专项的持续大力扶持,完整有理由信任,未来10年左右,国家机床设备行业将形成“研发-工程化-产业化”的良好的可自我造血的工业生态,最终实现机床从“能用”到“好用”的演变。

  在对未来充满信心的同时,我认为,后续高级数控机床与基础制作设备的发展需器重以下几点:

  1.器重核心技巧。保障共性技巧、要害技巧的研究和产品开发,建立及完善创新平台,供给高端实验研究条件。

  2.器重工艺验证。在组织履行过程中,器重制作企业与用户企业的紧密联合、工艺与设备的紧密联合,不断提升设备的精度保持性与可靠性。

  3.器重系统设计。高度器重系统集成,使主机与刀具、量具和模具,主机与检测和物流设备,多台主机的集成联线等,均能实现系统优化,确保功效部件与检测系统的有效匹配。

  4.器重系统部件。数控系统、要害部件是数控机床与基础制作设备发展的要害瓶颈,必须加快发展,放在与主机同等的研发地位,进步专业化、批量化生产技巧程度和能力。

  5.器重两化融合。制作技巧与信息技巧深度融合,实现产品的信息化和数字化,进步其性能、质量和主动化程度,使之具有“智能”和柔性,从而满足用户个性化和多样化的需求。

极速快乐8历史记录  6. 器重利用示范。加强用户牵头和主导的利用示范,通过示范工程进步设备-工艺的一体化程度,提升国产制作设备的可靠性和精度保持性,展现国产制作设备的程度和能力,提升用户利用国产制作设备的信心。(04专项总体组专家 汤立民)

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