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中国模具欣欣向荣高端机床装备先行
来源:机经网
改革开放30年来，中国模具制造业取得了举世瞩目的成就，完成了从小到大的发展过程。近年来通过引进外资，吸收了国外模具制造的先进经验、先进技术及高水平人才，我国模具的设计和制造水平有了很大提高。模具网CEO、深圳市模具技术学会副秘书长罗百辉表示，在汽车摩托车制造业、家电制造业和IT电子制造业的快速发展和拉动下，模具质量和技术、产量也在不断提高，模具行业规模已经赶超日本和美国。但由金融危机所引发的全球经济结构调整和增长方式的变革，迫切要求中国模具制造业加快结构调整和发展方式的转变，实现中国模具制造业由大变强的重大历史使命。
全球经济结构调整，高端制造产业先行
全球经济结构调整和增长方式所发生的深刻变革，迫切要求中国制造业要加快结构调整并推动发展方式的转变。而发展高端制造业以提升中国制造业的竞争力，就是一项刻不容缓的战略选择。发展高端制造产业，推动中国制造向中国创造的转变，意义深远，任务艰巨，责任重大。但只要在企业、行业协会、地方政府以及社会各界的共同努力下，高端制造产业，包括整个工业领域，一定能够实现跨越性的发展，建设工业强国的宏伟目标一定能够早日实现。
罗百辉认为，在探索发展高端制造产业的过程中，一是要着力增强高端制造业的自主创新能力。二是要加快培育具有国际竞争力大企业、大集团。一个国家要在竞争中处于优势，关键还是要有一批竞争力强的大企业和集团。发展高端制造产业也需要有一批具有自主知识产权和知名品牌，国际竞争力较强的大企业来作为基本的支撑。要以市场导向与政府推动相结合，以提高企业质量和效益为目标，鼓励关联企业联合重组，推进一体化经营。鼓励优势企业在全球范围内开展资源和价值链的整合，引导企业实施品牌战略。在重点行业培育一批核心竞争力强，主导产品优势突出，具有国际竞争力的大型企业集团。三是积极建设国际领先的产业基地和产业集群。实践表明，产业积聚能够强化产业分工，降低创新成本，优化生产要素的配置，是提高产业竞争力的重要途径。
在我国制造产业的发展过程中，要集中力量发展一批具有国际先进水平的产业基地和产业集群，要按照布局合理，特色鲜明，用地集约，生态环保的原则，积极引导和推动相关产业向工业园区集中，着力加强以产业链为纽带的产业集群建设，进一步推进产业积聚发展，土地节约使用、资源集约利用和污染集中治理，着力培育一批在自主创新、品牌质量、节能减排、服务体系建设等方面具有明显优势的世界高端制造产业基地和产业集群。四是要着力发展战略新兴产业。战略新兴产业是传统产业和新兴产业的融合，代表科技创新的方向，也代表着产业发展的方向。要加快微电子和光电子器材和器件、新型功能材料、高性能结构材料、纳米材料和器件等领域的科技攻关，尽快形成具有世界先进水平新材料和智能绿色制造体系。同时，还要积极发展包括水电、核电、风力发电、太阳能发电、沼气发电以及地热利用等清洁能源和可再生能源。
国际金融危机发生后，全球经济结构加速调整，新的格局正在形成，为尽快走出危机和培育新的经济增长点，美国等发达国家重新关注实体经济的发展，提出了再工业化、低碳经济、智慧地球等新的理念，并纷纷加大科技投入，试图在新能源、新材料、航空航天、电子信息、生态环保、生命科学等新兴产业领域保持竞争优势，抢占未来科技进步和行业发展的制高点。与此同时，在能源和战略矿产资源价格大幅度振荡，环保问题日益突出的背景下，以节能环保和高科技为核心的绿色经济和低碳发展也逐渐成为各国政府和企业追捧的经济发展理念。这些都要求中国制造业既要立足当前，加快传统产业的改造升级，又要着眼长远，注重战略性新兴产业的培育和发展，塑造中国制造业新的竞争优势。罗百辉指出，中国装备制造业要从“制造强国”转型成为“创造强国”，必须要从以下五个方面下功夫：
1、提高自主创新能力。2008年，我国申请国际专利6089件，在工业领域两个表现突出的企业——华为和中信占了其中的2000多项。而这6000多项国际专利仅相当于美国的九分之一，日本的五分之一和德国的三分之一。因此，必须有效地推进以企业为核心的自主创新能力，力争在局部领域实现技术创新的有效突破，为产业进入高端领域赢得先机。
2、加强自主品牌建设。目前，我国产品出口以低附加值和低技术含量产品为主，自主品牌产品出口占比很小，具有国际影响力的著名品牌还十分缺乏。在2009年世界品牌500强中，中国内地仅有18个品牌入选，其中仅8个是属于制造领域，远低于一些发达的工业化国家。
3、加快提高大企业的国际竞争力。中国许多工业行业产量居世界第一，但是分散在许多企业中，缺少具有国际竞争力的大企业、大集团。
4、提高生产效率和效益。我国制造业增加值为22.6%，与美国和日本相比分别低23%和22%。
5、生产型服务业发展滞后，对制造业优化升级支撑不够。当前，我国生产性服务业占服务业的比重为39.3%，分别较美国和韩国低24和22个百分点。总体上，我国制造业仍处于全球价值链的中低端。
装备制造业是为国民经济和国防建设提供技术装备的基础性和战略性产业，是各行业产业升级、技术进步的重要保证和国家综合实力的集中体现。高端装备制造产业是装备制造产业中技术密集度较高的产业，是高端制造的核心和关键，具有产业的关联度高，吸纳就业能力强，技术资金都很密集这样一个特点。积极抢占高端的装备制造领域是发达国家谋求工业强国地位的战略重点。应该承认，尽管我国已是一个装备制造业大国，但是当前我国装备制造产业和世界先进水平相比还有不小的差距，特别是一些高端制造装备，如半导体，包括电子信息产业的加工设备、深水海洋和石油装备、百万吨乙烯装置中大型压缩机等几乎全部依赖进口，高端自动控制系统如飞机导航仪器仪表，高速列车的刹车系统基本上由国外垄断。
因此，大力发展高端装备制造产业，要立足于国内经济社会发展需求，依托重点工程，优先发展核心关键部件和基础制造工艺，加快推进新能源、高档数控机床、现代轨道交通装备、智能化仪器仪表、精准农业机械、航空航天设备、电子专业设备以及重大的节能环保装备等重大技术装备的自主化和本土化。重点支持大型成套装备制造企业发展工程总承包，系统集成，促进装备制造业服务化的发展。
模具制造欣欣向荣，机床行业市场可观
金融危机爆发之前的2008年，我国模具产品销售额约950亿元，如果按平均每年150亿元增量，固定资产投入产出比大致为1:1，投入之中约有60%资金用于购买新设备来计算，则平均每年约会有90亿元用于购置各种设备。这就是模具行业中设备市场的一个概算。虽然这一设备市场与机床工业总规模相比只占不大的比例，但也不应该被忽视。即使把外资企业主要采用国外设备这部分市场份额除去，留给国内机床行业的也起码还会有每年60亿元左右的设备市场。如果国内设备水平和服务具有竞争能力，外资企业也是愿意选购价廉物美的国内设备的。金融危机爆发之后，4万亿投资对装备制造业的刺激和拉动，以及经济危机时期，生产者加快对新产品的研发，市场对模具的需求总量并没有大幅回落。模具市场保持平稳向上的特性，为机床工具行业带来广阔的市场空间。
现在我国己能生产为B级及以下档次轿车及其他乘用车和商用车等配套的全套汽车模具，为电子行业配套的精度达2μm，寿命达2亿次以上的精密高速多工位级进模，单套模具重量超过100吨的巨型模具，长达6米的大型多工位级进模具，导光板模具、光盘模具、生物芯片模具等许多高水平模具。一些企业生产的多工位级进模已可在2000次/分的高速冲床上使用，精度可达1μm。在大型塑料模具方面，国内已能生产43英寸大屏幕彩电和65英寸背投式电视的塑壳模具、汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具等。在精密塑料模具方面，国内已能生产照相机和手机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及精度达5μm的7800腔塑封模具等。
发展高端机床装备，积极应对高精需求
伴随着制造业的发展，产品零件微型化和精密度要求的提高，对模具加工精度的要求也越来越高。有些模具的加工精度要求在1μm以内，这就要求发展超精加工。用于汽车、飞机、精密机械的微米级精密加工；用于磁盘、磁鼓制造的亚微米级(0.01μm)精密加工；用于超精密电子器件的毫微米级(0.001μm)精密加工。
模具成型零件日渐大型化和零件的高生产率要求一模多腔，几吨到几十吨的模具非常普遍，一模几百腔，甚至上千腔。因此要求机床工作台面能承受大重量，这就要求设备必须具有大承重和高刚性的特性，还必须有足够大的台面尺寸和工作行程与之相适应。另外，模具型腔多为复杂的空间六曲面及沟槽所构成，且许多模具具有深孔腔，这就要求机床具有多轴联动及良好的深孔腔综合切削能力，以达到对3D曲面的高精度、高速度和高稳定性加工。
高转速和大功率高速加工是发展方向，高速铣削在模具加工中已显示了极大的优越性。为了适应模具型腔曲面的加工，刀具的半径应小于型腔曲面最小圆周半径，以免加工过程中刀具与工件发生“干涉”。由于刀具直径小，因此要求主轴转速非常高，国外高速加工机床主轴转速已达到4万～10万r/min。型腔和模具零件其他部件粗、精加工常常在工件一次装夹中完成，故主轴功率要大，中等尺寸模具铣床和加工中心的主轴功率常为10~40kW，有的甚至更高。为适应复杂的空间曲面加工，且有大量的加工量，因此要求机床能多轴联动，且配有大信息容量的数控系统。
除此之外，多种沟槽、多种材质在一套模具中成形或组装成组件的多功能复合模具，要求加工编程程序量大；模具加工的精细化使加工设备的复合性和刀具的高效性更加引人关注；高速铣削具有的可加工高硬材料、加工平稳、切削力小、工件温升变形小等诸多优点使模具企业对高速加工越来越重视；多种测量技术的复合应用、高速测量及其逆向工程成为推动模具产品开发、设计以及制造技术发展的重要力量。
一方面是模具市场的规模逐年扩大，对于机床工具需求的不断提升，给机床工具行业带来越来越多的机会，而另一方面面临的则是机床企业对这块蛋糕并不积极的尴尬。有业内专家也对此种现象表示遗憾：“国内金切机床生产企业有500家左右，数控机床生产企业有150家左右，有能力做模具数控设备的也有30家左右，但进入模具市场的机床企业却远远没有达到这一数字，这实在是很可惜。”由于生产模具设备需要机床企业加大投入，同时还需要调整生产线才能达到模具生产的要求，这也是许多国内机床企业对于模具市场并不是很热衷的一个原因。而且模具企业一次性合同金额小，不像一些企业一次就有十几台的批量订单。加之因为模具用的机床对加工技术要求比零件加工更高，比如在数控系统、传动设备、精度参数等方面，都具有其个性化合理需求，给国内机床企业的研发和设计带来困难。在这种情况下，机床企业认为对模具制造设备的投入产出比偏小，不愿意在这个领域投入精力也在所难免。
鉴于国内机床行业尚不重视模具行业中的设备市场及国产设备在这一市场中的较低占有率，罗百辉表示，机床行业应密切关注模具行业的发展，重视模具行业中的设备市场，应从长远发展出发，从战略高度去认识，并对这一市场进行充分研究与正确定位。模具加工所需设备多种多样，情况也各不相同，可以先从中低档产品开始，再逐渐向高端发展，这可能是一条比较切合实际的路子。我国作为模具大国，必须大力发展拥有自主知识产权的高品质制造装备。国内机床工具企业要把握好这个良好机遇，在我国模具行业的发展中，为其插上翅膀，真正起到利其器而助其发展之积极作用。
全球经济结构调整，高端制造产业先行
全球经济结构调整和增长方式所发生的深刻变革，迫切要求中国制造业要加快结构调整并推动发展方式的转变。而发展高端制造业以提升中国制造业的竞争力，就是一项刻不容缓的战略选择。发展高端制造产业，推动中国制造向中国创造的转变，意义深远，任务艰巨，责任重大。但只要在企业、行业协会、地方政府以及社会各界的共同努力下，高端制造产业，包括整个工业领域，一定能够实现跨越性的发展，建设工业强国的宏伟目标一定能够早日实现。
罗百辉认为，在探索发展高端制造产业的过程中，一是要着力增强高端制造业的自主创新能力。二是要加快培育具有国际竞争力大企业、大集团。一个国家要在竞争中处于优势，关键还是要有一批竞争力强的大企业和集团。发展高端制造产业也需要有一批具有自主知识产权和知名品牌，国际竞争力较强的大企业来作为基本的支撑。要以市场导向与政府推动相结合，以提高企业质量和效益为目标，鼓励关联企业联合重组，推进一体化经营。鼓励优势企业在全球范围内开展资源和价值链的整合，引导企业实施品牌战略。在重点行业培育一批核心竞争力强，主导产品优势突出，具有国际竞争力的大型企业集团。三是积极建设国际领先的产业基地和产业集群。实践表明，产业积聚能够强化产业分工，降低创新成本，优化生产要素的配置，是提高产业竞争力的重要途径。
在我国制造产业的发展过程中，要集中力量发展一批具有国际先进水平的产业基地和产业集群，要按照布局合理，特色鲜明，用地集约，生态环保的原则，积极引导和推动相关产业向工业园区集中，着力加强以产业链为纽带的产业集群建设，进一步推进产业积聚发展，土地节约使用、资源集约利用和污染集中治理，着力培育一批在自主创新、品牌质量、节能减排、服务体系建设等方面具有明显优势的世界高端制造产业基地和产业集群。四是要着力发展战略新兴产业。战略新兴产业是传统产业和新兴产业的融合，代表科技创新的方向，也代表着产业发展的方向。要加快微电子和光电子器材和器件、新型功能材料、高性能结构材料、纳米材料和器件等领域的科技攻关，尽快形成具有世界先进水平新材料和智能绿色制造体系。同时，还要积极发展包括水电、核电、风力发电、太阳能发电、沼气发电以及地热利用等清洁能源和可再生能源。
国际金融危机发生后，全球经济结构加速调整，新的格局正在形成，为尽快走出危机和培育新的经济增长点，美国等发达国家重新关注实体经济的发展，提出了再工业化、低碳经济、智慧地球等新的理念，并纷纷加大科技投入，试图在新能源、新材料、航空航天、电子信息、生态环保、生命科学等新兴产业领域保持竞争优势，抢占未来科技进步和行业发展的制高点。与此同时，在能源和战略矿产资源价格大幅度振荡，环保问题日益突出的背景下，以节能环保和高科技为核心的绿色经济和低碳发展也逐渐成为各国政府和企业追捧的经济发展理念。这些都要求中国制造业既要立足当前，加快传统产业的改造升级，又要着眼长远，注重战略性新兴产业的培育和发展，塑造中国制造业新的竞争优势。罗百辉指出，中国装备制造业要从“制造强国”转型成为“创造强国”，必须要从以下五个方面下功夫：
1、提高自主创新能力。2008年，我国申请国际专利6089件，在工业领域两个表现突出的企业——华为和中信占了其中的2000多项。而这6000多项国际专利仅相当于美国的九分之一，日本的五分之一和德国的三分之一。因此，必须有效地推进以企业为核心的自主创新能力，力争在局部领域实现技术创新的有效突破，为产业进入高端领域赢得先机。
2、加强自主品牌建设。目前，我国产品出口以低附加值和低技术含量产品为主，自主品牌产品出口占比很小，具有国际影响力的著名品牌还十分缺乏。在2009年世界品牌500强中，中国内地仅有18个品牌入选，其中仅8个是属于制造领域，远低于一些发达的工业化国家。
3、加快提高大企业的国际竞争力。中国许多工业行业产量居世界第一，但是分散在许多企业中，缺少具有国际竞争力的大企业、大集团。
4、提高生产效率和效益。我国制造业增加值为22.6%，与美国和日本相比分别低23%和22%。
5、生产型服务业发展滞后，对制造业优化升级支撑不够。当前，我国生产性服务业占服务业的比重为39.3%，分别较美国和韩国低24和22个百分点。总体上，我国制造业仍处于全球价值链的中低端。
装备制造业是为国民经济和国防建设提供技术装备的基础性和战略性产业，是各行业产业升级、技术进步的重要保证和国家综合实力的集中体现。高端装备制造产业是装备制造产业中技术密集度较高的产业，是高端制造的核心和关键，具有产业的关联度高，吸纳就业能力强，技术资金都很密集这样一个特点。积极抢占高端的装备制造领域是发达国家谋求工业强国地位的战略重点。应该承认，尽管我国已是一个装备制造业大国，但是当前我国装备制造产业和世界先进水平相比还有不小的差距，特别是一些高端制造装备，如半导体，包括电子信息产业的加工设备、深水海洋和石油装备、百万吨乙烯装置中大型压缩机等几乎全部依赖进口，高端自动控制系统如飞机导航仪器仪表，高速列车的刹车系统基本上由国外垄断。
因此，大力发展高端装备制造产业，要立足于国内经济社会发展需求，依托重点工程，优先发展核心关键部件和基础制造工艺，加快推进新能源、高档数控机床、现代轨道交通装备、智能化仪器仪表、精准农业机械、航空航天设备、电子专业设备以及重大的节能环保装备等重大技术装备的自主化和本土化。重点支持大型成套装备制造企业发展工程总承包，系统集成，促进装备制造业服务化的发展。
模具制造欣欣向荣，机床行业市场可观
金融危机爆发之前的2008年，我国模具产品销售额约950亿元，如果按平均每年150亿元增量，固定资产投入产出比大致为1:1，投入之中约有60%资金用于购买新设备来计算，则平均每年约会有90亿元用于购置各种设备。这就是模具行业中设备市场的一个概算。虽然这一设备市场与机床工业总规模相比只占不大的比例，但也不应该被忽视。即使把外资企业主要采用国外设备这部分市场份额除去，留给国内机床行业的也起码还会有每年60亿元左右的设备市场。如果国内设备水平和服务具有竞争能力，外资企业也是愿意选购价廉物美的国内设备的。金融危机爆发之后，4万亿投资对装备制造业的刺激和拉动，以及经济危机时期，生产者加快对新产品的研发，市场对模具的需求总量并没有大幅回落。模具市场保持平稳向上的特性，为机床工具行业带来广阔的市场空间。
现在我国己能生产为B级及以下档次轿车及其他乘用车和商用车等配套的全套汽车模具，为电子行业配套的精度达2μm，寿命达2亿次以上的精密高速多工位级进模，单套模具重量超过100吨的巨型模具，长达6米的大型多工位级进模具，导光板模具、光盘模具、生物芯片模具等许多高水平模具。一些企业生产的多工位级进模已可在2000次/分的高速冲床上使用，精度可达1μm。在大型塑料模具方面，国内已能生产43英寸大屏幕彩电和65英寸背投式电视的塑壳模具、汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具等。在精密塑料模具方面，国内已能生产照相机和手机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及精度达5μm的7800腔塑封模具等。
发展高端机床装备，积极应对高精需求
伴随着制造业的发展，产品零件微型化和精密度要求的提高，对模具加工精度的要求也越来越高。有些模具的加工精度要求在1μm以内，这就要求发展超精加工。用于汽车、飞机、精密机械的微米级精密加工；用于磁盘、磁鼓制造的亚微米级(0.01μm)精密加工；用于超精密电子器件的毫微米级(0.001μm)精密加工。
模具成型零件日渐大型化和零件的高生产率要求一模多腔，几吨到几十吨的模具非常普遍，一模几百腔，甚至上千腔。因此要求机床工作台面能承受大重量，这就要求设备必须具有大承重和高刚性的特性，还必须有足够大的台面尺寸和工作行程与之相适应。另外，模具型腔多为复杂的空间六曲面及沟槽所构成，且许多模具具有深孔腔，这就要求机床具有多轴联动及良好的深孔腔综合切削能力，以达到对3D曲面的高精度、高速度和高稳定性加工。
高转速和大功率高速加工是发展方向，高速铣削在模具加工中已显示了极大的优越性。为了适应模具型腔曲面的加工，刀具的半径应小于型腔曲面最小圆周半径，以免加工过程中刀具与工件发生“干涉”。由于刀具直径小，因此要求主轴转速非常高，国外高速加工机床主轴转速已达到4万～10万r/min。型腔和模具零件其他部件粗、精加工常常在工件一次装夹中完成，故主轴功率要大，中等尺寸模具铣床和加工中心的主轴功率常为10~40kW，有的甚至更高。为适应复杂的空间曲面加工，且有大量的加工量，因此要求机床能多轴联动，且配有大信息容量的数控系统。
除此之外，多种沟槽、多种材质在一套模具中成形或组装成组件的多功能复合模具，要求加工编程程序量大；模具加工的精细化使加工设备的复合性和刀具的高效性更加引人关注；高速铣削具有的可加工高硬材料、加工平稳、切削力小、工件温升变形小等诸多优点使模具企业对高速加工越来越重视；多种测量技术的复合应用、高速测量及其逆向工程成为推动模具产品开发、设计以及制造技术发展的重要力量。
一方面是模具市场的规模逐年扩大，对于机床工具需求的不断提升，给机床工具行业带来越来越多的机会，而另一方面面临的则是机床企业对这块蛋糕并不积极的尴尬。有业内专家也对此种现象表示遗憾：“国内金切机床生产企业有500家左右，数控机床生产企业有150家左右，有能力做模具数控设备的也有30家左右，但进入模具市场的机床企业却远远没有达到这一数字，这实在是很可惜。”由于生产模具设备需要机床企业加大投入，同时还需要调整生产线才能达到模具生产的要求，这也是许多国内机床企业对于模具市场并不是很热衷的一个原因。而且模具企业一次性合同金额小，不像一些企业一次就有十几台的批量订单。加之因为模具用的机床对加工技术要求比零件加工更高，比如在数控系统、传动设备、精度参数等方面，都具有其个性化合理需求，给国内机床企业的研发和设计带来困难。在这种情况下，机床企业认为对模具制造设备的投入产出比偏小，不愿意在这个领域投入精力也在所难免。
鉴于国内机床行业尚不重视模具行业中的设备市场及国产设备在这一市场中的较低占有率，罗百辉表示，机床行业应密切关注模具行业的发展，重视模具行业中的设备市场，应从长远发展出发，从战略高度去认识，并对这一市场进行充分研究与正确定位。模具加工所需设备多种多样，情况也各不相同，可以先从中低档产品开始，再逐渐向高端发展，这可能是一条比较切合实际的路子。我国作为模具大国，必须大力发展拥有自主知识产权的高品质制造装备。国内机床工具企业要把握好这个良好机遇，在我国模具行业的发展中，为其插上翅膀，真正起到利其器而助其发展之积极作用。
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