“科技创新的驱动力巨大。这可从4个方面体现出来，即：对技术发展瓶颈的突破作用，对产业发展转型升级的推动作用，对人才队伍的全面锻炼，对国家话语权的有效提升。

‘高档数控机床与基础制造装备’科技重大专项完全打破了行业的概念，全国一盘棋，紧紧围绕特定的目标展开攻关，从而极大地促进了科技创新。

‘高档数控机床与基础制造装备’科技重大专项是航空航天、汽车、船舶和发电设备制造这四大领域的必需，是相关专项的必需，更是产业升级的必备。”

SKJC：王院长，您好！感谢您接受采访。作为“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项技术副总师兼基础制造装备组组长，请您首先对基础制造装备的概念和内涵作一解释。

王德成院长：应该说，“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项（以下简称“04专项”）在规划之始即明确了基础制造装备的定义和范围。广义上讲，基础制造技术既包括车、铣、刨和磨等冷加工技术，又包括铸、锻、焊和热表处理等热技工及近年发展的特种和复合加工工艺技术。因此，基础制造装备广义上讲是制造各种机器和设备的装备之总称。本专项中，高档数控机床特指具有高速、精密、智能和复合等功能的冷加工数控机床。而基础制造装备特指用热加工工艺对材料和零件进行成形、改性处理的装备和系统。“高档数控机床与基础制造装备”作为《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》确定的16个国家科技重大专项之一， 明确提出，重点服务于航空航天、船舶、汽车制造和发电设备制造四大领域（以下简称“四大领域”）。即本专项的基础制造装备特指：服务于上述四大领域，以热加工装备为主导，包括铸造、锻压、焊接和热表处理、特种和复合加工装备，以及融合了自动化、信息化技术的集成系统和成套装备等。

总之，正是通过专项的定义和实施，才使得基础制造装备能以一个特有的名词、特有的装备种类被纳入04专项中。随着04专项的启动，各行业都充分认识到了基础制造装备的内容如此之广，代表性如此之强，对制造业的基础性支撑作用以及对社会的影响如此之大。

图1 沈阳铸造研究所开发的燃气轮机高温合金叶片定向凝固设备

SKJC：与人们熟知的机床等冷加工设备相比，基础制造装备的主要特点是什么？

王德成院长：与机床等冷加工设备相比，基础制造装备更多地体现了工艺与装备的一体化，即软件与硬件的一体化。比如，加热炉的加热和保温温度、锻压设备的载荷或焊接设备的参数等，从一开始就要科学确定，否则设备没法用。当然，在设备的批量化方面，基础制造装备体现得并不明显，不像冷加工设备那样规格系列排得很密，它所体现的往往是不同场合的应用较多，比如，一组工艺可以适用多个场合，满足的面很宽，这是基础制造装备的基本特点。

SKJC：与国外先进水平相比，目前，我国基础制造装备尚存在哪些差距和问题？这些差距对我国制造业发展的影响是什么？

王德成院长：近十年来，我国装备制造业得到了快速发展，装备制造业产值已率先于2008年超过盘踞全球最大装备制造业国家宝座上长达110年之久的美国，跃居世界第一。尤其值得一提的是，世界最大1.85万t自由锻造油压机、3.6万t垂直挤压机、800MN模锻压机、500t电渣熔铸设备以及350t核电转子大型开合式热处理炉、600mm大厚度窄间隙埋弧焊机和3.5m大型火焰切割机等设备的相继投产，屡次刷新了世界超常装备制造的新纪录。特别是以大飞机、北斗卫星、天宫一号、四代核电和深潜器等“上天下海”为标志的高端“中国制造”，在谱写中国装备工业新辉煌、令“中国制造”享誉全球的同时，更为我国工业的转型升级奠定了坚实的基础。

图2 首都航天机械公司联合开发的运载火箭大型贮箱精准化装配与自动化焊接成套设备

当然，我们也必须看到，我国的装备制造业，特别是高端基础制造装备与世界先进水平相比仍存在较大的差距，这种差距主要体现在“绿色、智能、超常、复合和服务”等方面。在绿色方面，我国基础制造装备的能耗和废品率依然较高；在智能方面，我国基础制造装备特别是大型压机的程控化水平较低，大多仍依靠手工操作；在超常方面，我国基础制造装备的极限制造能力仍有待提高，如重载、大型或超高温等；在复合方面，我国基础制造装备需要向铸造、锻造、焊接和热处理等多工艺一体化的方向发展；在服务方面，我们需要通过全方位地提高工艺服务、质量保障服务和设备运行服务，进一步提高制造效率和产品质量。

具体而言，可以归纳为以下几点：

1. 装备的智能化和数控化程度低，很多需要依靠经验和人工进行操控。

2. 装备的制造能力与工艺的成套化能力较弱。过去长期以来，像铸造、锻压、热处理或热表处理之类的基础制造装备主要从国外引进，批量不大但价格很高。特别是一些高端装备，由于国外禁运，买来后时常无说明书，配件也不齐全，生产只能靠经验和老工艺来维持，维修也只能自己应付，从而导致装备的制造能力很弱。在此基础上，工艺的成套化能力就更弱了。因为最初买来的只是硬件主机，当面对不同的成形对象时，所需要的成形温度和成形压力只能靠自己去摸索，而且生产工艺一旦确定，就一直沿用多年。在此过程中，为了保险，一般会留出较大的余量，以确保后续冷加工的精度。但大型热加工件即使多出1mm的余量，都会给后续的冷加工带来极大的负担。因此，也就谈不上成套化应用。

3. 高端装备核心基础零部件空心化。高端基础制造装备所用的缸、阀、控制系统、液压件和泵等，几乎完全依赖进口。由于国外的技术封锁，导致购买这些备件时，不仅价格很高，而且订货周期很长。

4. 典型应用领域所需装备的系列化、集成化程度存在差距，如，汽车制造领域的成套高端装备在一定比例上仍依赖进口。

5. 新材料、新工艺等高端前沿成形装备空缺，特别是复合材料、复合工艺成形装备和航空航天发动机成形装备存在很大差距。

由此可见，高端基础制造装备对于战略性新兴产业快速发展的制约和瓶颈影响依然存在。为了抢占产业竞争的制高点，迫切需要培育和发展战略性新兴产业所需的基础制造装备。而加速推动高档数控机床与基础制造装备技术朝着高速、精密、复合和智能的方向发展，通过工艺技术与装备的深度融合，提高科研成果的转化率，也有利于快速实现装备制造业的转型升级，从而步入国际先进行列。尤其值得一提的是，我国国防科技工业水平的提升、高新技术武器的制造以及跨时代武器平台的供给保障能力，都要以高端制造装备的发展作为保障，只有这样，才能满足国防重大科技专项和重大工程的发展需要。

图3 北京机电研究所研制的我国首台真空高温低压渗碳装备

SKJC：为了缩短差距，赶上国际先进水平，04专项在规划布局时，对基础制造装备行业的规划原则和标准是什么？

王德成院长：由于04专项的经费规模有限，而且相当一部分比重要考虑高档数控机床方面的需求，因此，针对基础制造装备，04专项支持的原则是，围绕四大领域的需求，突出重点，这其中主要包括3类装备：第一，关系国民经济和国防安全，以及国家重大工程与相关重大专项等重大战略任务需求的基础制造装备，尤其是瓶颈性且进口受限的高端装备；第二，属于国民经济重要产业急需、长期依靠大量进口且受制于国外的高端装备；第三，支撑国民经济转型升级，特别是战略新型产业发展壮大所急需的重大装备。

针对这些重点，我们提出了如下要求：

1. 需求牵引，重点突破，引领创新方向。所谓“需求牵引”，是指04专项支持的基础制造装备必须是当前和未来重大专项所需求的。当然，由于内容多，不可能全部支持，只能“重点突破”，即重点支持重大的、瓶颈的或挑战性强的装备。按照04专项的总体目标，到2020年，四大领域所需的高档数控机床与基础制造装备要80%立足国内。而在基础制造装备中，04专项主要是通过对五大类部分重点装备的支持，来达到“引领创新方向”的目的，即通过技术方向的引领，获得举一反三的放大效应。

2. 工艺先导，用户参与，突出应用示范。基础制造装备的应用，实际上是通过重要工艺参数来体现的。如果工艺研究不透、没有突破，设备根本没法用，因此要“工艺先导”。而要想把握工艺细节，验证工艺的合理性，就必须让用户参与进来，以突出“应用示范”。正因如此，才使得04专项在应用层面取得了显著成效。

3. 企业主体，产研结合，形成长效机制。为了保证课题成果的最终应用，在课题开发、组织过程中，积极征求重点用户企业的意见，并由典型企业牵头，通过产、学、研、用的结合，带动全国从事同类技术的高校、科研院所以及用户企业一起参与研究，从而形成项目的长效机制。

SKJC：按照这样的标准和原则进行基础制造装备的规划，期望能实现怎样的阶段性目标？现在看，实现情况如何？

王德成院长：按照04专项的总体目标：到2020年，要具备高档数控机床与基础制造装备主要产品的自主开发能力，总体技术水平进入国际先进行列，部分产品国际领先；要建立起完整的功能部件研发和配套能力；要形成以企业为主体，产、学、研、用相结合的技术创新体系；要培养和建立一支高素质的研究开发队伍；四大领域所需要的高档数控机床与基础制造装备要80%立足国内；要研究开发出若干具有原创性的技术和产品，并在该领域内，确保自主创新在一些点上实现突破。

围绕这些目标，04专项共规定了八大类57种涉及整机的重点装备任务，其中，基础制造装备涉及五大类30种（台）设备，包括：大型数控成型冲压设备、重型锻压设备、清洁高效铸造设备、新型焊接设备与自动化生产设备和大型清洁热处理及表面处理设备，此外，还包括特种加工机床的热成型部分。不仅如此，在基础制造装备方面，还围绕四大领域需求，重点覆盖了4类共性技术，包括：大型铸锻件技术、近净成形技术、数值模拟技术以及自动化与检测技术。同时，包括在创新平台、用户工艺验证与示范工程方面的内容。总体上，与基础制造装备相关的专题任务总量约占1/3。总之，2009～2013年间，04专项对基础制造装备涉及的五大类30种设备方向进行了全面布局。

图4 北京机电研究所开发的百万千瓦级核电转子大型开合式热处理设备

到目前为止，有关基础制造装备布局的攻关任务，尤其是2009～2010年布局的课题，有1/3的任务已完成验收或待验收，并进入应用阶段。尽管“十一五”任务尚未全部验收，“十二五”任务尚在执行之中，但总体而言，基础制造装备标志性任务完成出色，五大类基础制造装备课题进展顺利且亮点频现，共性技术应用成效显著，能够实现04专项十一五和十二五的目标要求。当然，后期受制于经费的限制以及新需求的不断涌现，要完成2020年目标，仍需一定的努力和各方面的支持！

SKJC；具体而言，基础制造装备课题项目目前已取得了哪些骄人的业绩？这些业绩给行业或者企业带来了什么？

王德成院长：这可以从以下几个方面来阐述：

1. 基础制造装备领域四大标志性任务成效显著。在04专项所实施的十大标志性项目中，基础制造装备涉及的4项（种）任务已完成开发并进入试产，在应用领域取得了一定成效。其中，由中国第二重型机械集团公司（以下简称“中国二重”）牵头承担的世界最大吨位800MN模锻压机已完成开发并投入应用，技术上创造了世界最重铸锻件、最大焊接厚度和最长机加工件等多项世界第一，已实现30余种航空领域关键件的整体成形，有力地支撑了大飞机专项的实施；3.6万t黑色金属垂直挤压机已通过验收，并在内蒙古北方重工业集团有限公司（以下简称“北方重工”）投入应用，自此，突破了我国核电大口径无缝钢管自主化制造能力的瓶颈，掌握了发电设备管类制品市场价格的话语权；大型开合式热处理炉通过验收并在中国第一重型机械集团公司（以下简称“中国一重”）投入应用后，解决了我国新一代核电站汽轮机高低压转子热处理能力的瓶颈，填补了发展核电的装备空白；由济南二机床集团有限公司（以下简称“济二机床”）完成的大型高效数控全自动冲压生产线通过验收并应用后，已实现内销50余条并出口美国福特5条冲压线的销售业绩，不仅国内市场占有率超过70%，而且成功打入美国本土市场，全球市场占有率也已超过40%，实现了国产汽车装备的自主化，对提高中国汽车产业竞争力具有里程碑的意义。

2. 六大工艺装备攻关项目硕果累累。以沈阳铸造研究所开发的350t电渣熔铸设备、发动机叶片单晶高温合金真空熔炼浇铸设备和一汽铸造有限公司开发的3500t精密卧式实时控制压铸机为代表的清洁高效铸造设备，以中国二重开发的800MN大型模锻压机和北方重工开发的3.6万t黑色金属垂直挤压机为代表的重型锻压设备，以济二机床开发的覆盖件大型高效数控全自动冲压生产线和扬州锻压机床集团有限公司开发的10000kN精冲压力机为代表的大型数控成形冲压设备，以哈尔滨焊接研究所开发的600mm级大厚度窄间隙埋弧焊接设备、中航工业625所开发的真空电子束焊接设备和首都航天机械公司开发的运载火箭大型贮箱精准化装配与自动化焊接设备等为代表的新型焊接设备，以北京机电研究所和中国一重联合开发的百万千瓦级核电转子大型开合式热处理设备、北京机电研究所开发的真空高温低压渗碳设备和北京机械工业自动化研究所开发的飞机进气道及尾翼自动喷涂设备等为代表的大型清洁热处理与表面处理装备，以哈尔滨焊接研究所开发的3.5m大型铸锭切割设备、武汉法利莱切割系统工程有限责任公司开发的大功率宽幅面厚板数控激光切割机和三维数控激光切割机等为代表的特种成形设备等六大类基础制造装备进展显著，部分装备主要技术指标达到或超过世界先进水平，并已在国防及国民经济重点行业投入生产应用，取得了显著的经济效益和社会效益。

3. 共性技术研究成果对工艺主机以及产业的支撑和引领作用凸显。在共性技术中，以核电站“大动脉”的整体锻造主管道首次实现国产化等为代表的大型铸锻件技术，以航空航天及汽车发动机用铝镁合金、飞机结构件和发动机关键零部件用钛合金的精密挤压、冲压、冷热锻和铸造成形技术为代表的近净成形技术，以百吨级大钢锭偏析控制、钛合金整框的模锻件组织预测与性能控制技术为代表的数值模拟技术，以针对大型铸锻件的12MeV工业无损检测技术和高压共轨燃油喷射系统在线精密检测与装配技术为代表的在线智能检测技术等，这些基础制造装备领域的共性技术取得了系列突破，在推动装备开发与共性技术研究相结合的同时，不仅突破并掌握了一批基础制造装备前沿技术和关键技术，而且开发并提升了我国在四大领域的先进工艺技术和产品质量，初步显示出共性技术对主机以及行业产品的支撑和引领作用，为专项成果的推广应用以及2020年专项目标的实现奠定了基础。

4. 专项成果引领放大效应明显。阶段性应用结果表明，50%以上的课题借助专项的支持与市场需求的结合，分别通过技术应用对象的多样化、装备规格的系列化以及装备应用市场和产品开发种类的多元化而取得了举一反三的放大效应，初步形成了8～10倍于专项投入的直接市场回报，直接市场回报总量达60亿元。其中，共性技术类课题由于应用对象广，举一反三的放大效果最为明显，有力地支撑了主机制造、工艺开发和产品生产。主机产品通过规格（吨位）系列化、关键技术多系列共享、多产品开发和多市场应用方式，发挥了举一反三的放大效应。随着应用的深化，其放大效果将更为显著。

SKJC：目前，基础制造装备相关课题在进展中有什么困难和问题？应如何解决？

王德成院长：目前面临的主要问题是，受经费规模的制约以及新需求的不断涌现，专项任务的部署主要是突出重点，尚不能实现持续性和集成性部署。但是，随着这两年产业的快速发展，相关重大专项工程的实施，新的需求超出了原来的预期，需求量和难度都在不断加大，原有的经费规模要想保证持续性的支持或集成性的成套安排存在困难。因此，我们也寄希望于后期专项的扩容来吸收重要的新需求，通过国家资金的持续牵引，实现基础制造装备的持续性和集成性布局。持续性和集成性布局的重点包括：加强难成形材料的精密成形研究，加强装备的复合化、成套化和智能化研究，加强装备-工艺一体化的验证与示范应用，以此，确保持续满足国家重大工程与专项的需求。

SKJC：作为04专项技术副总师以及基础制造装备组组长，您对行业主管部门和课题单位有什么建议和希望？

王德成院长：对于行业主管部门，我建议能进一步精简专项实施任务的立项过程，通过实施方案的动态滚动机制，积极推进专项扩容，持续支持四大领域的最新需求，确保2020年专项目标的全面实现。

对于课题单位，我希望课题单位能够站在国家的高度，一方面高质量地完成课题的各项指标任务，保障四大领域的急需并确保核心技术的掌握。同时，通过与企业发展战略接轨，通过专项核心技术的举一反三，扩大应用成效，促进产业转型升级。

SKJC：在负责基础制造装备行业的课题时，您最深刻的感受是什么？

王德成院长：我最深刻的感受就是科技创新的驱动力巨大。这可从4个方面体现出来，即：对技术发展瓶颈的突破作用，对产业发展转型升级的推动作用，对人才队伍的全面锻炼，对国家话语权的有效提升。特别是这几年我参与04专项总体组的工作后，这一感受更为明显。应该说，04专项完全打破了行业的概念，全国一盘棋，紧紧围绕特定的目标展开攻关，从而极大地促进了科技创新。

SKJC：最后，请您对04专项给出关键字，并简要诠释。

王德成院长：我给出的关键字是：必需、必备。即：04专项是航空航天、汽车、船舶和发电设备制造这四大领域的必需，是相关专项的必需，更是产业升级的必备。