“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、机械科学研究总院副院长王德成先生

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。

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。

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。

为了缩短差距，赶上国际先进水平，04专项在规划布局时，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。

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。

具体而言，基础制造装备课题项目目前已取得了很多骄人的业绩，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，由济南二机床集团有限公司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。如清洁高效铸造设备、重型锻压设备、大型数控成形冲压设备、大厚度窄间隙埋弧焊接设备、新型焊接设备、热处理设备、大型清洁热处理与表面处理装备、大型铸锭切割设备、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。

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。