國產(chǎn)汽車制造裝備發(fā)展評析

1、國產(chǎn)汽車制造裝備發(fā)展評析發(fā)展汽車制造裝備具有重大戰(zhàn)略意義我國汽車業(yè)占裝備制造業(yè)產(chǎn)值和利潤約半。國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)一再證明，汽 車工業(yè)的發(fā)展既依賴于機(jī)床工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步， 又帶動了機(jī)床工業(yè)的發(fā)展。近十幾 年來，我國汽車工業(yè)已經(jīng)成為機(jī)床消費(fèi)主體，約消費(fèi)了全社會40%勺機(jī)床。同時, 汽車工業(yè)投資的一半以上又用于購買機(jī)床，其中，進(jìn)口機(jī)床金額約占80%這是我國機(jī)床消費(fèi)和進(jìn)口高速增長的主要原因。圖1表明，我國汽車產(chǎn)量與機(jī)床進(jìn)口增長同步。從歷史角度觀察，汽車產(chǎn)品的發(fā)展，必然伴隨著制造裝備的發(fā)展，反之亦然。比如，大約一個世紀(jì)以來，組合機(jī)床自動線以其高效率統(tǒng)治了汽車工業(yè) 的生產(chǎn)。隨著競爭加劇，汽車產(chǎn)品更新?lián)Q代周期從幾十年

2、縮短到 4年，組合機(jī)床 自動線由于缺乏柔性而無法適應(yīng)。20世紀(jì)80年代，美國汽車巨人福特與機(jī)床巨 人INGERSOL合作，研制了集高柔性與高效率于一身的高速加工中心，由它組成 的柔性自動生產(chǎn)線的問世，加快了汽車產(chǎn)品的更新?lián)Q代，提高了企業(yè)的效率和靈 活性。這就是今天我們可以看到每年有幾十種新車上市的原因之一。一方面，汽車的水平和質(zhì)量取決于裝備水平；另一方面，一個國家汽 車工業(yè)和一個汽車企業(yè)的國際競爭力又取決于裝備的先進(jìn)性和制造成本。正是近年大量先進(jìn)數(shù)控設(shè)備的采用，使我國轎車裝備整體上進(jìn)入柔性化時代， 才支撐著 我國汽車工業(yè)的不斷發(fā)展。我國汽車制造裝備市場巨大我國將是世界汽車最大市場、最大生產(chǎn)國。

3、按照發(fā)展總戰(zhàn)略，2020年, 我國汽車產(chǎn)量達(dá)到14001800萬輛，世界第一，并邁向世界汽車產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國，其 標(biāo)志之一是，擁有先進(jìn)制造技術(shù)和先進(jìn)制造裝備。同時，各汽車企業(yè)，特別是零部件企業(yè)，為在激烈的市場競爭中求生 存，必須不斷改進(jìn)制造技術(shù)與裝備?？梢詳嘌裕谖覈鴮?shí)現(xiàn)工業(yè)化的長時期內(nèi)， 汽車工業(yè)將一直是機(jī)床消費(fèi)的主體。我國汽車制造裝備兩極分化、總體落后。形象地說是“現(xiàn)代武器與“三 八”式步槍并存。”一方面，有采用世界最先進(jìn)的敏捷柔性生產(chǎn)線的上海通用這 樣的示范工廠；另一方面，有的國營老企業(yè)，如，濟(jì)南卡車公司數(shù)控機(jī)床比率只 有1%（ 2002年調(diào)查）?？傮w來說，合資轎車企業(yè)和部分民營企業(yè)（如，萬象集

4、團(tuán)）汽車裝備 整體上進(jìn)入柔性化時代，達(dá)到二十世紀(jì)九十年代水平。另外一部分汽車零部件制 造企業(yè)仍然主要使用普通（非數(shù)控）機(jī)床生產(chǎn)，造成質(zhì)量低下，只能夠生產(chǎn)低端 汽車零部件?，F(xiàn)代汽車制造裝備的構(gòu)成及進(jìn)口熱點(diǎn)汽車制造裝備分為整車制造裝備和零部件制造裝備兩大類。整車制造的“四大工藝裝備”一一整車裝配流水線、車身焊接和裝配 生產(chǎn)線、噴涂生產(chǎn)線、沖壓生產(chǎn)線。（1）沖壓生產(chǎn)線：據(jù)統(tǒng)計，在轎車的2000余件零件中，沖壓件占40% 以上。包括車身覆蓋件、車身結(jié)構(gòu)件和中小型沖壓件。目前，我國轎車生產(chǎn)主要 應(yīng)用自動和半自動沖壓生產(chǎn)線。下一代是柔性沖壓自動線。沖壓生產(chǎn)線是唯一的 國產(chǎn)品占據(jù)主導(dǎo)地位的大類汽車裝備。但是

5、先進(jìn)沖壓技術(shù)裝備我們與國外存在很大差距。（2）轎車焊接裝配線幾乎全部依靠進(jìn)口。轎車車身自動焊裝線，整車自動裝配線是我國汽車裝備最薄弱的環(huán)節(jié)之一。目前，自動裝配線向柔性和“零缺陷”裝配線發(fā)展。柔性靠大量焊接 和裝配機(jī)器人實(shí)現(xiàn)。（3）噴涂生產(chǎn)線：主要包括噴漆機(jī)器人、電泳、烘干、涂膠以及輸送 等設(shè)備。由于國內(nèi)缺乏將工藝系統(tǒng)、物流系統(tǒng)、信息系統(tǒng)集成為流水生產(chǎn)線的技 術(shù)，也基本依賴進(jìn)口。零部件制造裝備：（1）金屬切削機(jī)床生產(chǎn)線。制造轎車零部件的金屬切削機(jī)床生產(chǎn)線，金額的約70-80%依賴進(jìn)口。但近年隨著國際著名機(jī)床廠商將生產(chǎn)轉(zhuǎn)移至我國， 以及國內(nèi)機(jī)床企業(yè)并購國際著名 機(jī)床廠商，進(jìn)口比率正在下降。制造卡車

6、零部件的金屬切削機(jī)床生產(chǎn)線則以國產(chǎn) 品為主。這里分析幾種熱點(diǎn)金屬切削機(jī)床：1. 柔性生產(chǎn)線 FTL=由高速加工中心組成（詳見后）。主要用于 發(fā)動機(jī)制造。從二十世紀(jì)末至今，據(jù)不完全統(tǒng)計，已經(jīng)有約100條在我國安裝或 將安裝，單價約2000萬美元。其中進(jìn)口占約90%主要來自德國、日本、意大 利、美國。2. 雙主軸雙刀塔多軸數(shù)控車銑中心/柔性制造單元。帶有C、Y軸和動力刀頭。配備自動上下料裝置（含機(jī)械手），并在與物料存儲與傳送及其自動 控制集成的條件下，構(gòu)成柔性制造單元（FMC。由于這類設(shè)備滿足軸類汽車零 件“一次裝夾完全加工one on dowr”需要，近年已經(jīng)有數(shù)百臺至千臺投產(chǎn)，其中進(jìn)口約占90

7、%主要來自日本、韓國、臺灣等。還要特別指出，現(xiàn)代汽車零部件越來越采用以車代磨工藝，要求數(shù)控車床能夠進(jìn)行強(qiáng)力車削3. 各種數(shù)控磨床和專用數(shù)控磨床。如：高效、高精無心磨床，配有自 動上下料裝置（含機(jī)械手），組成磨削單元；高效、高精曲軸和凸輪軸數(shù)控磨床， 十字軸專用數(shù)控磨床等，幾乎全部依靠進(jìn)口。主要來自德國、意大利、瑞士、日 本。4. 模具加工5軸高速床身式/龍門式銑床（加工中心）。這類機(jī)床主 要特點(diǎn)是速度高、剛性好。其中龍門式加工中心為擴(kuò)大工藝性能， 還具有5面功 能，配備有換頭機(jī)構(gòu)，以便滿足銑、鏜、鉆工藝對主軸轉(zhuǎn)速不同的要求。全部依 靠進(jìn)口，已經(jīng)有超過數(shù)百臺投產(chǎn)。主要來自德國、瑞士、日本、意大利

8、。2）精密鍛造：接近凈成形加工。轎車重要零件毛坯一直應(yīng)用鍛件。精鍛機(jī)國內(nèi) 差距巨大，依賴進(jìn)口。1. 熱精鍛生產(chǎn)線或制造單元：德國 BLM公司熱精鍛齒輪精度已達(dá) DIN6 級，節(jié)約材料2030%機(jī)械性能提高1530%2. 冷精鍛（冷擠壓）生產(chǎn)線或制造單元：美國每年生產(chǎn)冷擠壓件100萬件以上，80%為汽車零件。3. 溫精鍛生產(chǎn)線或制造單元：工藝特點(diǎn)是材料加熱至7001000C進(jìn)行鍛造，兼有熱鍛和冷鍛優(yōu)點(diǎn)。美國溫鍛件約占精鍛件50%4. 模鍛機(jī)/制造單元：汽車零部件鍛造毛坯皆屬模鍛件。其中的模具和 上下料裝置等為國內(nèi)薄弱環(huán)節(jié)。5. 粉末冶金燒結(jié)鍛造設(shè)備。國外粉末冶金燒結(jié)鍛造技術(shù)有較大發(fā)展，粉末鍛造連

9、桿重量精度可達(dá)1%6. 內(nèi)高壓成形技術(shù)。是制造空心輕體構(gòu)件的高新技術(shù)。內(nèi)高壓成形件質(zhì) 量輕、強(qiáng)度高、零件數(shù)量少、焊縫少，在歐美發(fā)展很快。7. 旋壓成形技術(shù)裝備。旋壓成形具有加工精度高、可生產(chǎn)變截面等強(qiáng)度車輪輪輞和輪輻等優(yōu)點(diǎn)（3）鑄造生產(chǎn)線:大噸位壓鑄機(jī)/制造單元（鋁合金鑄件）依靠進(jìn)口。其中壓鑄模具國內(nèi)差 距巨大。精密鑄造生產(chǎn)線（鑄鐵件）依靠進(jìn)口。其中，自動鎖芯生產(chǎn)線（key core system）主要采用西班牙 loramendi 公司產(chǎn)品。（4）激光加工設(shè)備。包括激光切割設(shè)備、激光焊接設(shè)備。激光拼焊板沖 壓成形技術(shù)是國際上大力發(fā)展的一種先進(jìn)技術(shù)。 將不同材質(zhì)不等厚度鋼板激光拼 焊成毛坯，然

10、后整體沖壓成形?？蓽p輕零件重量、提高整車匹配質(zhì)量、降低材耗、 提高生產(chǎn)率。目前激光拼焊板沖壓成形設(shè)備同樣依賴進(jìn)口。此外，轎車車體三維數(shù)控激光切割是最近發(fā)展的柔性制造技術(shù)，代替?zhèn)?統(tǒng)的手工切割+沖裁模制造方式。使生產(chǎn)準(zhǔn)備周期從 2.5個月縮短至5天。（5）數(shù)控刀具系統(tǒng)。制造轎車零部件的數(shù)控刀具系統(tǒng)，主要依靠進(jìn)口。 現(xiàn)代轎車零部件和模具加工已經(jīng)高速化。對刀具提出很高要求。采用整體硬質(zhì)合 金刀具、硬質(zhì)合金涂層刀具（包括化學(xué)涂層 CVD物理涂層PVD，陶瓷刀具， CBN刀具，聚晶金剛石（PCD刀具，燒結(jié)壓層刀具等。同時，對高速切削刀具的監(jiān)測工具、刀具系統(tǒng)的連接工具、高速回轉(zhuǎn)的 刀具系統(tǒng)動平衡技術(shù)設(shè)備等

11、也提出很高要求。需要指出，現(xiàn)代轎車零部件加工生產(chǎn)線，采用“智能刀具（ Smart Tools ）” 一一為特定零件加工設(shè)計的一系列專用高效刀具。同時，國際著名數(shù) 控刀具供應(yīng)商，還同時提供高速切削套裝軟件包、刀具使用（更換、重磨）服務(wù) 等“整體解決方案”。我國汽車制造裝備國產(chǎn)化路漫漫二十世紀(jì)八十年代，我國汽車工業(yè)重點(diǎn)轉(zhuǎn)入生產(chǎn)轎車，國內(nèi)機(jī)床工業(yè)很 不適應(yīng)。轎車裝備國產(chǎn)化率長期來只有 20%但是仍然有一些亮點(diǎn)，比如汽車沖 壓生產(chǎn)線、數(shù)控齒輪加工機(jī)床等國產(chǎn)品都占有較高的份額， 大連和沈陽機(jī)床集團(tuán) 近年也為汽車企業(yè)提供由高速加工中心組成的柔性生產(chǎn)線， 目前已有幾千臺國產(chǎn) 數(shù)控機(jī)床在汽車企業(yè)使用。但是總體

12、來說，我國機(jī)床產(chǎn)品與世界先進(jìn)水平還有不小差距：(1) 自主創(chuàng)新差距：筆者去年訪問了歐、日五國 20家以提供汽車裝備 為主的著名機(jī)床制造商。發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)代發(fā)動機(jī)制造技術(shù)、高速加工中心、由高級復(fù) 合化機(jī)床組成的制造單元等高端機(jī)床方面，我們與國外技術(shù)發(fā)展差距拉大了。重 要原因是，我們基本沒有制造技術(shù)自主創(chuàng)新體系，同時，制造技術(shù)研發(fā)的人力、財力投入，差距仍然很大。同時，現(xiàn)代汽車裝備特別強(qiáng)調(diào)解決方案。目前，國際一流機(jī)床企業(yè) 的銷售行為，已經(jīng)完成了從賣設(shè)備到提供“解決方案 -SOLUTION的革命。這要 求應(yīng)用工程師是復(fù)合性技能型高級“灰領(lǐng)人才”。這是我們與國際間新產(chǎn)生的也 是更加嚴(yán)重的差距。(2) 機(jī)床性能

13、差距：主要數(shù)控機(jī)床無法滿足現(xiàn)代轎車對精度、精度保持性、可靠性、壽命的需要。如，國際上加工精度從19502000年提高了 50 倍,國內(nèi)加工中心精度與國際先進(jìn)水平差距大體為15年；(3) 軟件差距：包括生產(chǎn)線控制系統(tǒng)、集成技術(shù)差距等。缺乏將工藝系 統(tǒng)、物流系統(tǒng)、信息系統(tǒng)集成為制造單元或流水生產(chǎn)線的技術(shù)。出師表兩漢：諸葛亮先帝創(chuàng)業(yè)未半而中道崩殂， 今天下三分，益州疲弊，此誠危急存亡之秋也。然侍衛(wèi)之臣 不懈于內(nèi)，忠志之士忘身于外者，蓋追先帝之殊遇，欲報之于陛下也。誠宜開張圣聽，以光 先帝遺德，恢弘志士之氣，不宜妄自菲薄，引喻失義，以塞忠諫之路也。宮中府中，俱為一體；陟罰臧否，不宜異同。若有作奸犯科及

14、為忠善者，宜付有司論其刑賞，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使內(nèi)外異法也。侍中、侍郎郭攸之、費(fèi)祎、董允等，此皆良實(shí)，志慮忠純，是以先帝簡拔以遺陛下：愚 以為宮中之事，事無大小，悉以咨之，然后施行，必能裨補(bǔ)闕漏，有所廣益。將軍向?qū)?，性行淑均，曉暢軍事，試用于昔日，先帝稱之曰能”，是以眾議舉寵為督：愚以為營中之事，悉以咨之，必能使行陣和睦，優(yōu)劣得所。親賢臣，遠(yuǎn)小人，此先漢所以興隆也； 親小人，遠(yuǎn)賢臣，此后漢所以傾頹也。 先帝在時, 每與臣論此事，未嘗不嘆息痛恨于桓、 靈也。侍中、尚書、長史、參軍，此悉貞良死節(jié)之臣， 愿陛下親之、信之，則漢室之隆，可計日而待也 PF臣本布衣，躬耕于南陽，茍全性命于亂世，不求聞達(dá)于諸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉 屈，三顧臣于草廬之中，咨臣以當(dāng)世之事，由是感激，遂許先帝以驅(qū)馳。后值傾覆，受任于 敗軍之際，奉命于危難之間，爾來二十有一年矣。先帝知臣謹(jǐn)慎，故臨崩寄臣