目前,我国已成为装备制造业大国,机床、模具等众多行业产值位居世界最前列,推动我国从装备制造业大国向强国转变已成为“十二五”时期的关键任务,调结构、转方式将成为装备工业实现科学发展的重中之重。发展高端装备制造业的总体思路是面向工业转型升级和战略性新兴产业发展的需求,重点发展智能制造、绿色制造和服务性制造,这已经成为为装备制造业最大的任务。《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》的发布,使高端装备制造业概念成为领衔“十二五”规划的关键字眼,要掌握主导产品的核心技术,拥有一批具有自主知识产权的关键产品和知名品牌,发展战略性新兴产业装备,高端装备产量的占比提高到15%以上,基本保障国民经济和国防建设的需要。这对高端装备制造产业来说,是一个大机遇。
新兴产业掀投资高潮 模具机械需重点突破
2010年,我国机械工业累计完成固定资产投资额同比增长呈逐月加快势头,从年初的18%提高到年末的29%,这预示机械行业在2011年及以后还将有较高的新增产出能力。上海电气集团打造包括风电整机和零部件在内的完整的风电产业链,总投资5亿元的特大型风电轴承生产线技改项目一期投资2.5亿元已经完成;新洛轴进行中的“新洛轴工程”计划投资25亿元,首期工程已建成投产,其中汽车轴承生产线月产达到设计能力的90%,风电轴承生产线月产达到设计能力的150%;太重集团动工建设总投资15亿元的大型铸锻件国产化研制项目。
2011年,我国进入“十二五”时期的起步阶段,企业投资重点将发生变化,瞄准新能源、新材料和高端装备制造的投资占主体,完善产业链、拓展新市场是企业新建和技改的重点。据统计,目前国内已设立了100多个新能源产业基地,规模都非常庞大。中国作为世界最大的新能源产业研发、生产和出口基地,在清洁能源设备制造、风力电机生产、太阳能电池板生产以及核电装备市场等领域的国内投资和市场需求非常旺盛,在国际市场的竞争优势也将持续保持,这将产生巨大的配套市场需求,下游产业如重机、机床都拥有巨大商机。据国际模具及五金塑胶产业供应商协会负责人罗百辉介绍,目前国内风电、航空、高铁、工程机械等领域也纷纷开启巨大的装备需求市场,轴承、齿轮、模具、液气密件等基础件自主生产能力的缺失成为软肋问题。受制于部分基础零部件无法自主生产,许多重要装备产品 的研发和生产的难度大大增加。重大装备、战略性新兴产业装备等依赖进口,技术空心化的问题亟待加以解决。以轴承为例,高铁、风电、机床主轴配套轴承等高端轴承一直是我国轴承业的软肋。目前国内时速为160公里以上的动车组配套的高铁轴承依然全部是进口。因此业界对洛阳LYC、瓦轴集团、哈轴等企业的基础研究取得突破充满期待。罗百辉表示,国家有关部门还需要进一步加大对基础零部件基础研究、制造工艺和检测技术等重大共性课题研究的重视,增强扶持力度、创新工作方法、激励创新精神,在短时间内,实现我国机械基础件研发和产业化的重大突破。各个方面都应该继续重视《机械基础零部件产业振兴实施方案》的实施,不断提供保障措施和条件,落实重点任务,围绕七大领域的配套,按照基础零部件产业重点发展方向,实现重点突破。
结构调整推动装备制造产业稳步增长
2010年,我国装备制造业生产保持稳步增长,市场规模继续扩大,企业投资信心增加,以高歌猛进的姿态扫清了国际金融危机带来的阴霾。我国机械工业2010年经受住了出口市场不利、下游产品需求结构升级和部分产品产能过剩等外部环境的种种不利影响,产值再度增长30%,总量突破14万亿,取得了令世界瞩目的成绩,为国民经济增长起到了牵引作用。工信部统计表明,2010年我国装备制造业总体表现为高速增长,其中,一季度工业增加值增幅为25.7%,上半年增幅为23.4%,前三季度增幅为21.6%,1月至11月增幅为21%,始终保持领先全部规模以上工业增加值增幅5个百分点。装备工业盈利能力提高,盈利规模大幅增长,其中仅机械行业利润比上年增加5成,占到全国工业利润的20%以上。
2010年四季度,中经装备制造业景气指数保持了连续五个季度上升的态势,并且达到近年来的最高水平。装备制造业的快速发展,受到了行业结构调整的深刻影响。今后一段时期内,消费升级和能源结构调整将主导我国装备制造业的发展主流。结合2010年装备制造业全年运行数据,2011年,装备制造业生产同比将有望保持21%左右增幅。
装备制造业的快速发展离不开行业着力推进的结构调整。目前,我国机械装备工业的发展主旋律已经逐步集中到了以汽车、电器、轨道交通、航空等为主的消费升级市场和以能源结构调整为核心的能源装备市场,消费升级和能源结构调整将主导我国装备制造业今后一段时间的发展主流。以占装备制造业三分之二的机械工业为例,汽车、电工装备、通用机械和基础件四个行业的产值占到机械行业的七成左右。罗百辉表示,2010年以来,这几个主力行业的增长成为机械行业生产攀升的主要推动力,进入2011年,装备制造业迎来了新的发展期,装备制造业的景气度将稳步提升,生产同比将有望保持21%左右增幅,同时行业销售规模仍将扩大,但销售收入增幅和企业利润增幅也将明显减缓。受益于产业结构调整和技术创新能力提升,企业销售利润率应能提高到7%以上,受人民币升值风险因素制约,企业扩大出口热情会受到抑制,出口产值环比增长增幅不会太大。
预计2011年汽车行业产值增长在10%以内,同时内燃机行业的产值增幅也将会低于10%,农机行业产值增幅为14%左右,重型机械行业产值增幅为24%左右。
预计2011年机床工具行业将会保持30%以上的增长。机床是机械制造的母机,行业发展主要依靠机械工业固定资产投资,同时机床行业也是高端装备制造业的重要组成部分,将受到国家发展政策的支持。2011年我国汽车产业投资会有所收缩,但是受益于战略性新兴产业发展,预计节能环保产业、新能源产业、新能源汽车和新材料产业,尤其是航空装备、海洋工程、轨道交通等高端装备制造产业的投资会保持增加,这些产业的投资依然会带动机床的市场需求,机床工具行业2011年仍将有较好表现。
预计文化办公设备行业产值增长将达到20%,模具及配件行业增幅将达到24%,食品包装机械行业达到26%,石化通用行业增幅达到28%,电工电器行业产值增幅为28%左右,工程机械行业依然会保持30%增速。
受自动化和智能控制等技术应用高度被重视、物联网产业全面兴起,仪器仪表行业将迎来新的晨曦,以2011年的30%产值增长为开端,将呈现持续蓬勃发展的势头。
发展服务型创造和绿色制造
服务型制造的重要性正在被越来越广泛的认识和接受,已经成为装备制造业发展的趋势所向。中国机床工具工业协会常务理事长长吴柏林指出,目前,行业很多骨干型重点企业,如沈阳、北一、大连等,都设立了全国服务的4S店,这本身是解决了理念问题,但同时还存在要提高服务能力和水平的问题。要转型,就是要从单纯的卖产品变成既卖产品也卖服务,要从单纯的制造型企业转变成制造和服务型企业,行业企业还要付出很多艰苦而深入的努力。
事实上,金融危机给行业带来很多启示。在经过金融风暴的洗礼后,很多企业进行了深刻的反思,对未来的发展战略都做出了相应的调整,从生产经营型企业逐步向综合服务型企业转化几乎达成共识。对机床工具企业而言,要以提高成套技术和自动化生产线供货能力为中心,努力培育系统总成商、工程总承包商、整体解决方案和制造专家系统等。具体而言,就是要企业全面提升服务质量和范围,把服务渗透到各个环节中,包括在技术咨询、客户培训、财务结算方式、物流工作、产品技术服务、协助客户进行二次开发、满足客户的个性化需求等方面。同时尽量做到任何环节有客户需求时,都能在最短的时间内为客户解决问题,最大限度的提升响应速度。
当前,我国正处于工业化加速向中后期推进的阶段,如果不能做到服务业与制造业的相互融合,就难以提高工业化水平,难以提升国际竞争力。基于这种认识,服务型制造发展在一定程度上决定了我国制造产业现代化速度。
数控机床当前发展趋向是高速、高精度、复合加工和多轴联动等。然而,这一仅着眼于技术性能提升的发展趋势远远不能满足当前科技潮流的要求,罗百辉指出作为制造业的重要工具,机床研发还将考虑机床与环境和使用者关系的和谐,高性能、绿色化、智能化的集成和融合才能开创面向未来的高性能数控机床的新局面。
过去的10年,全球领先的机床制造商都致力于数控机床技术性能的提高,不断相互超越,推出令人眼花缭乱的新产品。例如复合加工机床、并联运动机床、倒置式加工机床、超精密机床等。可以预测,在未来的10年里,机床制造商和研发机构将在机床与环境和人的关系领域争夺制高点,形成“超脱”竞争对手的新产品,例如智能机床、网络机床、绿色机床等以适应产业转型升级和发展低碳经济的需要。
机床是机械制造工业中广泛使用的装备,是一种用能产品(EnergyUsingProduct,即EuP)。它的设计、制造、使用和回收将受到有关法规和标准的制约。2008年10月欧盟委员会向欧洲议会提交了《用能产品生态设计指南》2009~2011年的工作计划,将机床产品列为十大用能产品之一。由德国弗朗霍夫应用研究促进会的微系统装配和包装研究所以及生产装备与设计技术研究所开展“机床生态设计预研”项目,预计将在2012年出台相关法规或指令,对机床的能耗加以限制,这必将对我国机床产品出口造成新的“绿色壁垒”。
节能减排是21世纪工业生产的时代使命,也是我国经济可持续发展的需要。我国是世界机床生产大国和消费大国,机床的拥有量大约700万台。如果每天每台节约1kWh,全年将有可能节约电能20亿kWh以上。
那么,现阶段如何实现低碳机床呢?
我国大多数机床型号陈旧、役龄较长,年久失修。首先,应该对服役5年以上的机床进行空运转功率测量,对运转效率低下和高能耗的机床进行检修或淘汰。
其次,由于机床的生产效率主要由高性能刀具来体现,因此采用先进的刀具和合理的切削参数,减少切除单位体积切屑所需的能耗,或者提高单位能耗所创造的价值。
再其次,则是借助编程软件对数控程序进行优化,使刀具轨迹尽量处于连续运动状态,减少运动方向和速度的突然变化,以降低驱动电动机的能耗。
再次,对机床进行能源管理,采用低能耗高效率的液压、气动、润滑和切削液等辅助装置,减少非切削过程的能源消耗,及时关闭不使用的辅助装置的电源。
最后,还应注意的是切削液是机床使用过程中不可缺少的辅助材料,也是主要的污染源。随着刀具涂层技术的进步,干切削将会逐步获得应用。当前,采用微量润滑技术(MQL)是推广绿色制造的首选方案。
事实上,所谓绿色生态机床,其主要特点在于其部件特别是移动部件的轻量化设计。而轻量化设计又主要体现在以下四个方面:
一是新结构,采用杆机构、焊接结构、箱中箱结构、台中台结构,通过轻量化和直接驱动减少驱动移动部件的电动机功率。二是借助计算机进行机床结构的优化和仿真,在保证机床刚度的前提下,降低铸件的壁厚和重量,但要获得一个高质量的薄壁铸件不是一件容易的事,许多材料和铸造工艺问题有待解决。三是新材料的应用,采用铝合金、碳素纤维、工程陶瓷等材料替代钢材和铸铁制造机床零部件。但其经济性、可靠性有待进一步评估。四是自适应控制,开发智能化机床时对机床的动态性能进行实时监控,当出现振动时,加以抑制或补偿。
低碳经济涉及千家万户,不管是老百姓还是企业。如果我国5000多家机床制造厂家和数十万家机床使用厂家都加以重视,正所谓,今天一小步,明天将是我国制造业走向低碳经济的一大步。
十二五装备制造业持续蓬勃发展势头不减
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