生产管理知识-数控机床工业篇

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六、数控机床篇


1999 年的考克斯报告，专门提到中国把从美国进口的 16 台二手四、五轴联动数控用
于军工生产，要求对我加强禁运。其实，五轴联动高级数控的生产数控机床，在国内已如“一
马平川”了。
西方国家在高档数控（系统）方面，至今严格对我限制出口，这说明数控机床在
国家经济建设中，具有超越一般市场价值的战略地位。
数控化是当代机床行业数控机床进步的主流。一国数控的水平和拥有量是衡量机床现代化
程度、衡量国家综合竞争力的重要指标。数控的核心数控机床是电子控制系统（数控系统）。数
控机床的使用迅速普及，性能迅速提高，这是和电子数控机床、电子机床的飞速发展密切相关的。
目前，国际数控的市场，由日本法那克和德国西门子占据绝对垄断地位。
我国机床中，机床拥有量的数控化率仅 1.9%，和先进国家 90 年代水平相比，差了一个数
量级。按照数控机床层次，数控可分为高级型、普及型和经济型三种。我国现在对数控的
需求结构，大体上是 1：3：6 的比例。这个市场中，数控的 70%～80%、数控系统（普及型、
高级型）的 90%，被日、德厂商（含在我国境内的合资企业）及其他外商占领。
目前，我国机床产值占 GDP 的 0.17%, 其中数控产值占机床产值的 29%，但它对国民
经济的贡献则远高出这一数量概念。装备机床必须赶上国际数控机床进步的潮流，这对于用高新技
术加快装备机床的现代化改造、打破西方在高档数控方面对我国的进口限制、加强国防建
设，意义重大。
经过连续三个五年计划的攻关，以及近 10 年电子数控机床的飞速发展，集成电路性能提高、价
格下降，我国数控系统的研制水平获得突破性进展。当前，部分国产中高档数控系统，无论就
其数控机床水平还是可靠性，已经与国外产品相差无几。我国已出现了一批多种经济形式、具有较
强竞争力的数控系统及数控生产企业。
但是，由于政策上过分强调对外商优惠，对民族机床造成了一定损害。自身的原因则包括
产业的弱小、体制的束缚和竞争策略的失误等多方面因素。我国数控行业在中高档领域，
还难以扭转跨国公司垄断我国市场的局面。事实上，数控行业目前仍面临着生存危机。要以提
高国产数控和数控系统的市场占有率为主体目标，以发展普及型数控及数控系统为主
攻方向，大力发展我国数控行业。国家也有必要加大扶持的力度。

发展数控行业的战略意义
数控化是机床行业数控机床进步的主流
机械机床是向国民经济各部门提供装备的部门，是现代经济的支柱产业。当今世界，机床
发达国家都是机械机床强国，而且都是机电设备出口大国，这绝不是偶然的。机械机床的发达
与否，是一国机床化程度的重要指标。而机床行业又是机械机床的基础行业，是向机械机床
（以及其他加工机床、国防机床）提供加工装备的部门，是“支柱的支柱”。
当今机床行业，计算机数控化已成为数控机床进步的大趋势。数控是电子信息数控机床和传统
机械加工数控机床结合的产物，它集现代精密机械、计算机、通讯、液压气动、光电等多学科数控机床
为一体，具有高效率、高精度、高自动化和高柔性的特点，是当代机械制造业的主流装备。数
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控机床大大提高了机械加工的性能（可以精确加工传统机床无法处理的复杂零件），有效提高了
加工质量和效率，实现了柔性自动化（相对于传统数控机床基础上大批量生产的刚性自动化），并向
智能化、集成化方向发展。所以，可以毫不夸张地说，（计算机）数控数控机床，是现代先进制造技
术的基础和核心。一国数控的水平和拥有量，已经是衡量当今制造业水平、机床现代化程
度的重要指标，也是衡量国家综合竞争力的重要指标。
数控是国防尖端机床不可缺少的战略物资
数控数控机床是因国防机床的需要而诞生的。国防机床中复杂、高精度零件加工（如飞机发动
机叶片、导弹尾喷管、导航系统反射镜等）比例大，一些曲面按照特定理论函数设计，非用多
轴联动、高速高精度的数控加工不可，故高性能数控属于战略物资。
冷战时期，高性能高精度数控被列入“巴统”禁运清单。1982-1983 年著名的“东芝事
件”，起因于日本东芝公司卖给前苏联 6 台大型五轴联动数控铣床，从而大大提高了苏核潜艇螺
旋浆加工精度，大幅度降低了潜艇噪声，导致美国对日本制裁。当时，三轴以及三轴以上联动
的数控系统，曾先后被列为对我国禁运物资。
现在，“巴统”尽管已取消，但西方国家在与我方有关先进数控及其重要配套装备的贸
易中，仍对我多方歧视和限制。如最近我国有几家企业想进口五轴联动、分辩率为 0.1μm 的数
控系统，对方答复，需要经对方政府批准，而且不得用于军事用途。尽管这部分机床需求总量
不大，但属于“卡脖子”产品，战略意义不可小视（部分高性能指标的产品，在“八五”攻关
中被我们攻下，不再受到外国限制）。1999 年的考克斯报告，特别提到我从美国进口 16 台二手
的四、五轴联动数控用于军工生产，叫嚷要加强对我禁运。这说明发展我们自己的高级数
控机床，具有超越一般市场价值的战略地位。
数控是发达国家装备机床争夺数控机床优势的制高点
由于数控的优越数控机床性能以及在国防上的重要意义，从 1950 年代起，美日德等先进国
家竞相投入巨资进行研发，其数控机床在国际上遥遥领先。
数控的核心数控机床是电子控制系统（数控系统），因此，数控数控机床和电子数控机床的进步
与电子机床的发展密切相关。西方国家经过 30 年的努力，计算机微电子数控机床进入成熟和推广阶
段，故 1970 年代末 80 年代初，西方机床发达国家中数控的使用不再局限于国防尖端领域，
而在民用领域大规模地应用和普及。开始了以数控为代表的高新数控机床对传统机械机床的大
规模改造。
·数控产值的比重迅速超过传统机床，成为主导产品。1989 年，日、德、美、意、法、
英六国机床产值占世界的 61%，这六国也都是数控大国。其中日、德是世界数控的主
要生产国，近年来机床机床的产值数控化率已超过 70%（见表 6-1）。

表 6-1 日、德、美数控生产情况

1：产量(台) 2：产值(亿美元) 3：产值数控化率(%)
日本
德国
美国
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1981
25926
9.69
8945
14.67
21.7
1984
38024
24.83
67.0
9966
49.4
5581
7.4
45.0
1990
61697
90.01
75.7
22131
49.75
57.0
7927
13.76
57.0
1995
43998
63.91
71.00
23688
53.53
73.39
17052
21.97
48.32
1997
59568
73.57
73.69
22960
53.10
78.23
19141
26.81
53.51
·西方国家的机械制造业中数控拥有量迅速上升（见表 6-2）。