李鴻源

(西安思源學院，西安 710038)

機械制造產業(yè)發(fā)展水平是反映國家經濟軟實力和科學技術發(fā)展水平的重要標志之一。機床產業(yè)為汽車、船舶、軍工、機械工程等各個裝備制造產業(yè)提供裝備，其下游是機械制造，因此機床產業(yè)與機械制造業(yè)關系緊密。機械產品的性能、形狀、結構和材料不斷完善，精度不斷提高，生產類型由大批量生產向多品種小批量生產轉化，機械制造產品日益精密復雜。數控技術是結合了計算機系統(tǒng)、自動控制、電機、電氣傳動、測量、監(jiān)控等學科領域最新成果而形成的一門科學技術。目前，數控機床是車削加工較全能的數控機床，其可以把車、銑、螺紋加工等集中到一臺機床上，使其具有多種工藝手法。數控機床能夠很好地解決煩瑣、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔韌的、高效的自動化機床。在傳統(tǒng)機械制造加工中，單件小批量生產約占70%以上，使用數控車床進行加工可在很大程度上提高產品質量，保證加工零件精度，減少勞動，為新產品的研制和改型換代節(jié)省大量時間和成本，提高企業(yè)產品競爭力。

1 數控機床發(fā)展現狀

數控機床又稱自動化機床，是一種使用程序控制其系統(tǒng)的自動化機床。數控機床由人機交互設備、輸入裝置設備、數控裝置設備、輔助機能控制裝置組成。2021年全年國內生產總值同比增長8.1%，兩年平均增長5.1%。貨物進出口同比增長21.4%。規(guī)模以上工業(yè)增加值同比增長9.6%，兩年平均增長6.1%。其中，裝備制造業(yè)增加值比上年增長12.9%。在良好的宏觀經濟條件下，2021年機床產業(yè)延續(xù)了2020年下半年以來的增長態(tài)勢，市場需求持續(xù)改善，進出口大幅度增長。機床產業(yè)運行繼續(xù)保持向好趨勢。2021年1-12月，金屬加工機床進口來源前十位的國家和地區(qū)，進口金額合計占比為93.6%。其中，日本、德國和中國臺灣占居前三位，三者金額合計占比高達70%以上(詳見表1)。

表1 2021年1-12月金屬加工機床進口來源前十位的國家和地區(qū)Tab.1 Top 10 countries and areas of metal-working machine tool import source from Jan. to Dec., 2021

進口來源前十的國家和地區(qū)，除新加坡之外，同比均呈增長態(tài)勢，泰國同比增長最高(185.9%)。其中，從日本進口額同比增長32.7%，增幅較1-9月收窄10.5%。從德國進口額同比增長10.8%，增幅較1-9月擴大8.8%。

2021年1-12月金屬加工機床出口去向前十位的國家，出口額合計占比為51.4%。其中，越南、美國和印度依次占居前三位，三者合計占比22.7%(詳見表2)。

出口去向前十的國家和地區(qū)，除越南之外，同比均呈增長的態(tài)勢，出口墨西哥金額同比增長最高(68.4%)。其中，出口美國金額同比增長28.7%，增幅較1-9月份收窄4.5%。出口印度金額同比增長55.2%，增幅較1-9月份收窄8.8%。

表2 2021年1-12月金屬加工機床出口去向前十位的國家Tab.2 Top 10 countries and areas of metal-working machine tool of export from Jan. to Dec., 2021

2021年我國機床工具行業(yè)延續(xù)了2020年下半年以來的回穩(wěn)向好趨勢。受上年基數影響，營業(yè)收入等主要經濟指標同比增速前高后低，但全年同比增速仍處高位。同時，2021年機床工具各分行業(yè)的增長也比較均衡，各行業(yè)普遍實現了明顯增長。行業(yè)近十年來的下行走勢有望扭轉。

近年來，隨著新興產業(yè)的蓬勃發(fā)展，我國工業(yè)自動化控制技術、產業(yè)和應用有了很大發(fā)展，促進我國工業(yè)自動化市場規(guī)模不斷增長。數據顯示，2019年我國工業(yè)自動化行業(yè)市場規(guī)模達到1 895億元，同比增長1.61%。2021年我國工業(yè)自動化行業(yè)市場規(guī)模將達1 976億元，2022年將進一步達到2 087億元。數據如圖1所示。

圖1 2016-2022年中國工業(yè)自動化市場規(guī)模預測統(tǒng)計Fig.1 Statistics of market size forecasting of China’s industry automation from 2016 to 2020

2 數控機床與傳統(tǒng)機床的區(qū)別

更精確、更精密。傳統(tǒng)機床由于配件普通，在工作過程中，不一定能達到嚴絲合縫的效果。傳統(tǒng)機床為手工操作，精確度不準，存在重復操作的可能性。數控車床選用高科技的精密配件，轉動過程中無間隙，編碼控制器可以進行準確的位置測量，因此更為精確、精密。

成本低。傳統(tǒng)的機床需要大量的手工操作，因此熟練的操作工人必不可少，而培養(yǎng)一個熟練工人所花費的時間和金錢成本難以估量。操作過程中，傳統(tǒng)機床需要時刻緊盯，不能放松，極大消耗了時間成本。而數控車床只需要掌握操作技術，一個工人即可操作兩臺甚至兩臺以上的車床，大大降低了人工及時間成本。

3 自動化機床的價值意義

應提高生產水平，滿足市場和人們的需求。目前，制造業(yè)已經實現了科技化發(fā)展，各種數控式機床不斷涌現，作為現代制造業(yè)基本設備的數控車床，其發(fā)展和技術水平關系著我國制造業(yè)的整體發(fā)展。我國出臺了以“高檔經濟型數控機床與基礎制造裝備”為主要內容的科技重大專項，表明我國制造業(yè)高科技、高新技術發(fā)展升溫，數控車床將具有更大的發(fā)展空間。

目前，對于機械關鍵部件和大型關鍵模件的要求，已經由可以使用升級為精細、精密、優(yōu)質、低成本、使用壽命長等。在部件或模件鍛造過程中，不僅需要高水平的鍛造工藝，還需要高科技、高效能的鍛造設備，數控車床的出現和使用將使我國制造業(yè)獲得巨大的收益。

我國的工業(yè)自動化行業(yè)起步較晚，早期在產品的可靠性上與國外企業(yè)存在較大的差距，但經過多年的發(fā)展，國內一些優(yōu)秀廠商技術水平在不斷提高，逐步縮小了與國外品牌的差距，國內制造業(yè)升級帶來的機床、電子制造設備、紡織機械、醫(yī)療設備等領域發(fā)展的新契機，加快了對國外品牌的替代速度，國內廠商的市場份額持續(xù)擴大。我國相關領域對核心部件的“自主、安全、可控”提出了迫切需求，提高國產化率已成為我國產業(yè)鏈各企業(yè)的共識，這為工業(yè)自動化設備實現進口替代提供了良好的發(fā)展機遇。智能化數控機床使生產更安全，智能化數控機床的出現，大大節(jié)約了生產成本，可以為企業(yè)增收減支。

工業(yè)機器人機械手可以實現加工中心、數控車床、數控磨床、沖床、剪板機、折彎機、鑄造鍛造等機床設備的自動化加工，具有生產質量穩(wěn)定、減少機床及刀具損耗、工作節(jié)奏可調、運行平穩(wěn)可靠、維修方便等特點，可以同時滿足不同種類產品的生產，對用戶來說，只需作出有限調整，就可以很快進行產品結構的調整和擴大產能，大大降低產業(yè)工人的勞動強度。

4 結語

終端消費者對產品的需求多樣化和定制化程度在不斷提升，生產環(huán)節(jié)、工藝難度和制造水平都在增加，制造業(yè)廠商對產品質量、效率、精度及成本的要求越來越高，傳統(tǒng)人工操作的誤差及安全性風險導致制造業(yè)廠商對自動化生產需求強烈。我國制造業(yè)與工業(yè)發(fā)達國家相比，其差距主要體現在自動化水平方面。發(fā)達國家在大批量生產技術基礎上不斷向訂制化、智能化、集成化方向發(fā)展，采用從生產加工到檢測包裝的全程自動化控制技術，保證了產品質量，提高了生產效率。國內企業(yè)要縮小這部分差距，在自動化產品和技術方面不斷加大投入。未來，我國制造產業(yè)將不斷升級，實現工業(yè)產業(yè)自動化和智慧化發(fā)展。