工業母機是“生產設備的設備”，為裝備製造業提供智能的生產設備和零部件，是工業生產中最重要的工具之一，在整個工業體係中處於基石的地位。

　　2020年全球機床產值不足5000億元，跌幅達到16.3%。多年來
，我國占據全球第一生產和第一消費大國的席位。然而
，我國機床產業仍麵臨基礎能力薄弱、進口依賴度高、人才難集聚等問題。

　　01中國機床行業麵臨的困境

　　自20世紀90年代後期，我國原有機床產業研發體係瓦解，麵向市場的新型研發體係一直沒有建立起來。

　　在上遊設計、製造端，在材料、零部件以及經驗等方麵基礎薄弱
，難以支撐我國在高端機床領域實現全麵自主
；在下遊應用端，離開了進口原料，高端機床在我國無用武之地。

　　僅以材料為例，我國基礎材料均質性
、切削性能等指標相對國外有較大差距，不僅高端刀具依賴進口
，大量下遊應用端的高端材料也嚴重依賴進口。

　　suizheguominjingjidefazhanyijichanyejiegoudeshengji，zhonggaodangshukongjichuangdeyingyongyuefapuji
，chanpinxuqiuyuelaiyueda，gonggeiquenanyimanzuxuqiu。diduanchanpinmaoyizengjiazhidi，xianggaoduanzhuanxingkeburonghuan。shujuxianshi

，2018年我國高檔數控機床，如五軸及以上加工中心自給率不到10%
，其中龍門式加工中心及立式加工中心等的自給率不到1%。

　　在(zai)高(gao)端(duan)領(ling)域(yu)，我(wo)國(guo)機(ji)床(chuang)企(qi)業(ye)對(dui)於(yu)一(yi)些(xie)高(gao)端(duan)行(xing)業(ye)的(de)需(xu)求(qiu)難(nan)以(yi)觸(chu)碰(peng)
，甚(shen)至(zhi)不(bu)敢(gan)觸(chu)碰(peng)。在(zai)中(zhong)端(duan)領(ling)域(yu)，日(ri)本(ben)機(ji)床(chuang)以(yi)其(qi)可(ke)靠(kao)耐(nai)用(yong)的(de)性(xing)能(neng)以(yi)及(ji)較(jiao)便(bian)宜(yi)的(de)價(jia)格(ge)牢(lao)牢(lao)占(zhan)據(ju)了(le)中(zhong)端(duan)市(shi)場(chang)。以(yi)臥(wo)式(shi)加(jia)工(gong)中(zhong)心(xin)為(wei)例(li)，日(ri)本(ben)森(sen)精(jing)機(ji)、山崎馬紮克

、日本大隈等企業占據了我國超過80%的市場。在低端領域，大量中小民營機床企業聚集在山東滕州（中國中小機床之都）、浙江玉環（中國經濟型數控車床之都）等地
，陷入低端混戰。

　　機床行業是高技術門檻、gaozhuanyefengongerqiexuyaochangqijileidedianxing。jichuangxingyejinbujinkaozibenqudongshinanyichenggongde，xuyaodeshishichanghuadejizhi。jugusuan，jichuangdeshichangrongliangjinxiangdangyuqishengchanduixiangshichangrongliangde2.5%，而真實數據恐怕連1%都還不到。機床與高鐵、核電設備之類的裝備製造有本質的不同：機床行業是完全市場化運營的
，國家意誌最多能夠維持幾家重點企業的經營，但發揮不了決定性作用。

　　02“脖子”卡在哪

　　目前我國機床行業核心“卡脖子”產品在於高檔數控機床。

　　1.加工精度

　　機床是一個複雜的機電信息係統，在加工過程中會受到靜力學
、動力學、振動以及熱的影響。僅以內部熱影響為例，它包括電機轉動切割磁感線生熱、絲杠導軌運動摩擦生熱、切(qie)削(xue)過(guo)程(cheng)生(sheng)熱(re)等(deng)數(shu)十(shi)甚(shen)至(zhi)數(shu)百(bai)項(xiang)影(ying)響(xiang)因(yin)素(su)，而(er)產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)量(liang)又(you)會(hui)造(zao)成(cheng)零(ling)件(jian)的(de)受(shou)熱(re)變(bian)形(xing)
，造(zao)成(cheng)刀(dao)具(ju)及(ji)材(cai)料(liao)性(xing)能(neng)的(de)變(bian)化(hua)，最(zui)終(zhong)疊(die)加(jia)體(ti)現(xian)在(zai)加(jia)工(gong)誤(wu)差(cha)上(shang)。

　　歐ou洲zhou在zai這zhe方fang麵mian已yi經jing能neng夠gou建jian立li對dui應ying的de物wu理li模mo型xing，能neng夠gou通tong過guo高gao精jing度du仿fang真zhen的de方fang式shi

，模mo擬ni分fen析xi加jia工gong誤wu差cha來lai源yuan，並bing加jia以yi補bu償chang，提ti高gao加jia工gong精jing度du，但dan目mu前qian我wo國guo企qi業ye甚shen至zhi對dui電dian機ji轉zhuan動dong切qie割ge磁ci感gan線xian生sheng熱re這zhe一yi熱re源yuan項xiang尚shang沒mei有you紮zha實shi的de基ji礎chu性xing研yan究jiu。

　　2.可靠性

　　德國德瑪吉（DMG）公司對其生產的機床有嚴格的質量控製體係
，公司允許的返修率在數年前已經低至1.8次/（千台·年），比目前國內的返修率低至少一個量級。

　　機床的可靠性主要分為三個方麵，分別是靜態特性、動態特性和熱特性，而機床的切削性能則主要取決於動態特性。正是這個動態特性幾乎被國內機床界所忽略。

　　這個看似“疏忽”的(de)根(gen)本(ben)原(yuan)因(yin)其(qi)實(shi)是(shi)我(wo)國(guo)缺(que)乏(fa)對(dui)於(yu)基(ji)礎(chu)機(ji)理(li)的(de)研(yan)究(jiu)，對(dui)機(ji)床(chuang)特(te)性(xing)的(de)工(gong)程(cheng)數(shu)據(ju)庫(ku)積(ji)累(lei)不(bu)足(zu)
，從(cong)而(er)無(wu)法(fa)對(dui)這(zhe)些(xie)尺(chi)寸(cun)機(ji)型(xing)正(zheng)確(que)標(biao)定(ding)。工(gong)程(cheng)化(hua)經(jing)驗(yan)不(bu)足(zu)
，又(you)沒(mei)有(you)行(xing)業(ye)共(gong)性(xing)技(ji)術(shu)的(de)支(zhi)撐(cheng)。

　　3.傳感器技術

　　有效、完備的控製係統是機床實現高加工精度和智能化的前提，而完善
、合理的傳感器係統則是控製係統的核心硬件基礎。

　　以德瑪吉目前市場上的五軸削銑加工中心DMC80FDduoBLOCK為例
，一台機床在關鍵部位配備了包括溫度
、力、振動
、潤滑液流量、冷卻液溫度等在內的超過60個傳感器。通過傳感器，所需的機床及加工信息可以被精準、實時地收集
，通過適當的控製方法，及時完成在線修正補償。

　　4.智能化

　　智能化是實現機床“自學習
、自適應、自診斷”甚至是“自決策”的一個完整過程。目前，歐洲的機床智能化水平較高，以德瑪吉的CELOS為例。目前這款機器已經能夠大幅優化人機交互
，將機床功能組塊化，開發成類似App的功能，用戶可以在麵板上更加簡便
、快捷地進行加工編程操作。

　　此外，CELOS已yi實shi現xian加jia工gong過guo程cheng的de高gao精jing度du仿fang真zhen，加jia工gong中zhong心xin在zai接jie收shou加jia工gong指zhi令ling程cheng序xu段duan後hou，可ke首shou先xian將jiang加jia工gong過guo程cheng通tong過guo建jian模mo仿fang真zhen的de方fang式shi直zhi接jie可ke視shi化hua
，呈cheng現xian給gei工gong業ye機ji床chuang的de操cao作zuo者zhe。

　　機床智能化的核心是需要在完善的傳感器係統的基礎上，疊加以大數據
、人工智能等方法，實現加工過程、參數
、路徑、速度曲線的自動優化
，對可能產生的衝突做出提前預警
，對內外部幹擾因素做出修正補償，保證精度等功能。

　　03“卡脖子”突破路徑

　　（一）基礎研究

　　工業母機是戰略性、基礎性產業，事關產業基礎高級化和製造業轉型升級，因此，首先要關注基礎研究
，建立自己的原創工業體係。

　　我國需要結合工作母機產業發展特征
，完善對基礎性

、戰略性、qianyanxingkexueyanjiuhegongxingjishudezhichijizhi，shixianguojiageleikejijihuadeyouxiaoxianjie，fahuiguojiazirankexuejijinzaijichuyanjiuheyuanshichuangxinyanjiufangmiandeyindaohezhichizuoyong
，changdaoxianjingongyiduoxuekejiaochayanjiu、母機裝備原始創新研究。

　　相關原始創新研究的部署應接續支持重點研發計劃
、科技重大專項，基礎研究成果應結合有關專項的攻關任務進行貫徹、擴散及融入。重點研發計劃的具體成果，如樣機
、工藝等應在有關專項中持續開展應用驗證和推廣示範。

　　（二）應用研究

　　我國高端製造裝備產業的發展模式應由“跟蹤引進吸收”逐步向“並行自主創新”以及進一步的“原始創新領跑”轉變。

　　我們要進一步深化國家科技體製改革，針對航空、航天、軍工等國家重大需求

，探索高端製造裝備全產業鏈協同創新模式。要梳理核心技術、關鍵元器件、工藝和裝備的短板問題以及“缺鏈”“斷鏈”環節，以高端製造裝備協同創新中心為基礎組建“產學研用”聯合體。要組織全產業鏈協同創新、技術攻關，建立上遊、中遊、下遊分工合作、利益共享的產業鏈組織新模式。以正在建設的製造業創新中心為基礎，我國要對現有分散在高等院校和科研院所的國家重點實驗室、國家工程實驗室、工程研究中心等進行優化重組，建立“產學研用”長效合作機製
，形成分布式、網絡化的新型科研機構集群。

　　（三）產業化

　　我國要培養一批技術先進
、世界領先的企業，使其發揮“龍頭”作用。引導競爭力不強的機床企業實施轉型，使之成為民生領域或國防軍工領域專用裝備的提供商

、製造業轉型升級與智能化改造的領頭羊、製造業整體解決方案的一體化供應商。引導中小企業向“專精特”方向發展和成長，通過稅收優惠或金融支持鼓勵其深耕基礎零部件

、材料、元器件
、傳感器、各類工業軟件以及專用裝備等細分領域，實現差異化發展。

　　（四）應用場景

　　在宇航及深空探測製造裝備方麵
，解決新一代中型、大型運載火箭量產對成套裝備的迫切需求，突破飛行器大型構件和複雜構件批量
、高效、精密製造的技術瓶頸
，滿足深空探測飛行器對複雜構件輕量化、結構功能一體化的重大需求。

　　在大型飛機製造裝備方麵，突破大尺寸鈦合金、碳纖維複合材料以及異性材料疊層的航空結構件高速切削、增減材複合以及大部件高精度互換性製造等技術問題，實現航空裝備的高性能、高精度
、高效率
、低成本製造。

　　在航空發動機製造裝備方麵，產業化推廣發動機典型部件製造的國產化裝備
，突破航空發動機關鍵零部件高溫合金、高強度合金、複合材料的集成設計製造、高效和高精製造技術瓶頸
，解決進口依賴問題。

　　繼續完善船舶及海工大型柴油機缸體、曲軸、齒輪和船用燃氣輪機葉片
、渦輪軸、葉盤等先進成套技術裝備。突破大型艦船關鍵部件製造技術
、大型船用螺旋槳推進器整機加工裝備
、深海焊接/探測及深海工作站製造裝備等，推進艦船增材製造現場維修成套裝備發展，實現關鍵裝備自主可控。

　　針對動車組車體
、客車車體等大型複雜型麵加工需求
，研製智能磨拋係統和柔性打磨工具；針對轉向架、變速箱
、輪對等關鍵零組件製造需求，開發專用高效加工成套裝備及生產線。重點開發新能源汽車變速箱高效加工
、近淨成型裝備及成組工藝生產線，研製高效加工與成型

、在線檢測與裝配成套裝備及生產線。

　　麵向新一代慣性儀表製造
、多目標紅外探測及高精度智能導引等領域，亟須集中優勢力量，快速突破超精密加工機床技術瓶頸，推動超精密製造領域相關基礎理論、測量技術
、超精密機床製造技術、在線測量與智能控製技術的重大發展
，探索形成超精密加工及高端機床自主研發的高效創新模式。

　　（五）鼓勵政策

　　優化國家科技成果采購體係，將各類科技成果編製目錄、簡介進行宣傳推廣。

　　gaigetiaozhengqiyeshuifeibili，jiangdigonggongfuwujiage
，tansuoxindezhizaoyerongzifangshi，yindaojinrongjigoujiangdizhizaoyeqiyederongzichengben。zhidingyouhuizhengce，gaibianzhizaoyeqiyeliurennan
、人才流失的困境。

　　針對製造專業人才培養，在打牢基礎
、淡化專業的同時，應加強智能製造傳感器、軟件及大數據等方麵的知識積累與研究實踐。