提升机床可靠性 要有系统工程观念

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  “可靠性和品质的提升是持续过程,是依靠体系保证的。” “优秀的企业家和优秀的机床主设计师,一样都要具有系统工程观念。”

  国产机床被诟病最多的是可靠性问题。这个问题,笔者认为主要依靠市场去解决,质量干不好的企业只有靠市场规则教育、教训和惩罚。可靠性和品质是任何产品做好的必备要素,如果企业不珍视可靠性和品质,是从根本上不珍视企业的商誉,这个问题是外部力量无法帮助的。另一方面,机床作为一种对于各制造行业很重要的工业品,制造技术中有严格的品质控制技术规范,这些技术更多地应该通过行业标准实现推广、共享与监督执行。

  机床这一商品与许多工业品比较大的区别,就是制造过程中有大量技术工人手工参与装配完成。虽然很多技艺是通过作业者实施的,但这些技艺应该被工艺文件、作业指导书、检测标准规定并约束,这样造出来的才是品质受控的工业品。机床行业不能片面推崇和神化 “工匠精神”。而没有深刻理解求真严谨的 “工业精神”。

  大家很多时候过于关注某项单一技术和技术指标,而没有认真分析这些技术指标所在的指标体系中,这些指标是不是产品的短板。笔者经常用厨师来对比设计人员,在当前功能部件专业化生产的今天,机床设计核心能力就是从用户工艺出发的技术综合能力,就如同不同水平的厨师,同样的原材料,看谁组织搭配的更合乎用户的口味。而有时候回避自身不足,总怨其他配件不行,反而看不到自身的不足,到头来,用户说中国机床不行。更有趣的是用户能要求主机厂配置什么样品牌的导轨、丝杠、轴承数控系统。这不叫 “客制化”,这叫自身能力不足。数控机床的技术指标体系同样应从切削能力出发,布局是结合物流 (工件和刀具)几何精度敏感性 (包括五轴)的结果,行程是适应加工零件尺寸,综合系列化和部件通用性,在成本约束下完成的技术指标体系。这样的技术指标体系,要有数控机床完整技术链的支撑。作为机床企业就是要组建自己的技术链条和生产工艺链及供应链,链条上的要素不见得企业自身都能具备,但要能够组织维系并发挥自身优势,从中能够在价值链上找到企业的定位。不甘于处在价值链低端的企业,会寻求往高价值环节扩张。务实的产学研合作 教授和工程师要归位“在明晰和尊重知识产权的前提下,在目标产品的驱动下及市场化利益分配机制支持下,形成企业与高校的自动结合。”

  有观点说中国机床企业研发能力差,这在很多企业是客观事实。另一方面应该看到,很多积极上进的企业都很重视研发,并在积极试图从红海中脱身,笔者在与深圳的同行交流时就深刻感受到这点。在深圳这个局部的机床行业,很多民营企业自发地、主动地与行业客户一起研究新工艺、新的机床结构,千方百计介入客户产品设计研发环节,尽早预测市场,适应市场变化,很多面向特定零件的适应性机床改进很淳朴但很有效。目前,在深圳区域有几个民间自发的研究方向:五轴机床、超声加工、多轴多工位加工、直线电机应用、复合材料加工,这些研究合作是根据市场需要自发形成的,没有政府科技项目支持。

  笔者还在常州西夏墅见到各种刀具的企业研发,从高温合金材料加工刀具到复合材料加工刀具,再到抗震刀杆研制,在这些研发活动中也有企业与高校自发的合作。企业最大的优势是离市场近,工程化研发能力建设是企业研发主要优势能力。高校的优势是基础性研究,包括切削理论、物理实验建模、结构仿真与优化、控制理论、控制建模仿真与优化等。目前两者结合的难点是量化需求分析和科学问题的抽象概括,这需要工程师与教授一同努力,这个环节完成了,企业与高校的合作就成功了一半。企业与高校先天具有优势互补,企业干不了教授的工作,同样教授干工程师和企业家的工作也很吃力。高校设计的机床成功实现产业化凤毛麟角,重庆大学黄云教授研制的砂带磨床就是少数成功的案例之一。

  笔者主张在明晰和尊重知识产权的前提下,在目标产品的驱动下及市场化利益分配机制支持下,形成企业与高校的自动结合,而不是在政府科技项目的驱动下。优秀成功的企业标志应该是能够从自己收入的口袋中掏出研发经费,企业选题,请高校协同研发。同样,优秀的高校应该有大批的企业追随,委托完成企业选题的研发工作。对于行业基础共性技术的国家项目课题,要把技术成功实现到多家企业的转化和应用作为课题验收的主要标准。培育基础零部件制造能力 先进制造技术要补短板“齿”类基础零部件制造能力退化会影响行业的发展。 “智能制造”的热潮会褪去,开始新的轮回。

  由于数控系统的应用简化传动系统,机床行业目前绝大多数企业取消齿轮车间,绝大部分高精度齿盘、齿轮、花键、蜗轮蜗杆副等基础零部件都要外购,这一点会影响功能部件特别是机械摆角头类、车铣复合用动力伺服刀架等高端机械功能部件的研制。机床行业不同于汽车行业,机床行业的需求批量小、精度高、种类多。因此,一方面要培植具有高精度齿轮母机研制的机床企业,另一方面需要像丝杠导轨行业一样培植专业化的厂家,满足机床这一特殊行业的需求,也有可能两者合一,类似美国的格里森,销售机床,也对外承接齿轮加工。否则中国机床行业发展中会有这块短板。

  现在 “人工智能”的基础研究并没有理论上大的突破,其应用遇到瓶颈。相应的 “智能制造”也面临回归制造本源的问题。在 “数字化” “网络化” “智能化”三段论中, “数字化”欠缺的短板很快会暴露出来。 “数字化”不只是狭义的CAD/CAM/CAPP,很多围绕机床切削加工过程的建模都很粗陋,缺乏系统组织。 “网络化”本身又不属于制造问题, “智能化”又遇到瓶颈,先进制造技术要回到补短板的过程。很多大干快上的 “智能制造”项目很快就会回到原型,补上自动化和数字化这一课,高昂的投资会变成学费,但愿到那一天行业能很好总结教训,使这一轮不会变成又一个CIMS。

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