如果說作為“工作母機”的機床是一個國家制造業(yè)水平的象征,那么五軸聯(lián)動數(shù)控機床則代表著機床制造業(yè)的最高水平,它對一個國家航空航天等關(guān)鍵領(lǐng)域的發(fā)展至關(guān)重要。目前濟南二機床集團有限公司(以下簡稱濟二)不僅能夠提供五軸聯(lián)動數(shù)控機床,而且能夠制造其關(guān)鍵零部件-雙擺角數(shù)控萬能銑頭(俗稱“五軸頭”),實現(xiàn)了真正意義上的五軸聯(lián)動數(shù)控機床的國產(chǎn)化和進口替代。濟二已經(jīng)實現(xiàn)了汽車沖壓生產(chǎn)線的進口替代,并走向世界。這次為什么又是濟二?

圖為西飛用戶連續(xù)采用濟南二機床多臺數(shù)控設(shè)備。
科研先行
像所有機床行業(yè)企業(yè)一樣,濟二在20世紀80年代末迎來了市場需求的第一次飽和期,國內(nèi)生產(chǎn)通用機床的一批企業(yè)陷入了市場低迷。
當(dāng)時濟二提出了“鍛壓設(shè)備自動化,金切機床數(shù)控化”的戰(zhàn)略方針,開始對數(shù)控金切機床進行研發(fā)。其后的十多年,濟二的數(shù)控機床逐漸得到市場認可。然而,沒曾想到2010年前后,普通數(shù)控機床也表現(xiàn)出飽和的端倪。濟二審時度勢,瞄準(zhǔn)市場發(fā)展需求,進軍高檔數(shù)控機床領(lǐng)域,加快研發(fā)五軸聯(lián)動數(shù)控機床。
一方面是消化吸收合作伙伴歐洲機床制造商的關(guān)鍵技術(shù),另一方面是不斷結(jié)合科研項目和市場需求,濟二形成了自己在五軸聯(lián)動數(shù)控機床方面的研發(fā)能力。
早在2002年,濟二就自主研發(fā)出國內(nèi)第一臺五軸聯(lián)動定梁龍門鏜銑床,用戶是無錫水泵廠,用于南水北調(diào)工程的水泵葉片加工;2003年,又為長春客車提供了龍門移動式五軸聯(lián)動鏜銑床,用于高鐵鋁合金零件加工;2006年,受國務(wù)院三峽工程建設(shè)委員會委托,研制出機械主軸式五軸聯(lián)動數(shù)控雙龍門鏜銑床,用于水輪發(fā)電機大型葉片的加工;2007年,贏得北京航天大型五軸聯(lián)動龍門銑床,使國產(chǎn)大型五軸聯(lián)動數(shù)控機床首次進入航天領(lǐng)域。
在2009年啟動的“高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備”國家科技重大專項(04專項)中,濟南二機床共承擔(dān)11個課題,包括金屬成形機床課題6項、金屬切削機床課題5項。其中,作為數(shù)控機床核心功能部件研發(fā)的“雙擺角數(shù)控萬能銑頭”項目包含了三個子課題,涵蓋了電主軸式、機械主軸式和力矩電機直驅(qū)式三種結(jié)構(gòu)形式,分別用以實現(xiàn)高速高精切削或高效重型切削,可以滿足不同行業(yè)的各種工藝需求。
濟二多年來貫徹執(zhí)行“科研先行”的戰(zhàn)略,記者在這家國家高新技術(shù)企業(yè)深切地感受到一種“工程師文化”。這家擁有80年歷史的老國企,建國以來一直以鍛壓設(shè)備和金切機床為兩大主導(dǎo)產(chǎn)品,都屬于大重型關(guān)鍵裝備,技術(shù)含量高、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)嚴,對技術(shù)、生產(chǎn)、管理人員的要求極高。就拿濟二的高層領(lǐng)導(dǎo)團隊來說,除了財務(wù)總監(jiān)之外,其余清一色是研究員級高工。“領(lǐng)導(dǎo)懂技術(shù),對新產(chǎn)品、新技術(shù)的研發(fā)會把握得更準(zhǔn)、推進得更快。我們承擔(dān)的國家重大專項,全部是領(lǐng)導(dǎo)親自掛帥”,濟二董事長張志剛?cè)缡钦f。張志剛董事長就是一位設(shè)計出身兼具銷售、生產(chǎn)、管理才能的復(fù)合型專家。
核心部件先行
21世紀初,國內(nèi)能夠提供五軸聯(lián)動數(shù)控機床的并不止?jié)患摇H欢藵瑖鴥?nèi)機床廠能夠提供的五軸聯(lián)動數(shù)控機床實際是這樣一個概念,即做一個框架,核心部件雙擺角數(shù)控萬能銑頭配置進口產(chǎn)品。
2011年,濟二承擔(dān)的“雙擺角數(shù)控萬能銑頭”重大專項順利通過了國家驗收。由此,濟二成為國內(nèi)首家具備配置自主雙擺角數(shù)控萬能銑頭能力的企業(yè)。這一局面的形成,得益于濟二“核心部件先行”的研發(fā)理念。核心部件先行,就是核心部件的研發(fā)先于主機的研發(fā)。核心功能部件技術(shù)復(fù)雜,研發(fā)周期長,難度大,風(fēng)險高。核心部件先行,并開展好試驗研究工作,可以降低市場訂單制約下的新產(chǎn)品研發(fā)周期和技術(shù)難度的雙重風(fēng)險。
“核心部件先行”這種說法現(xiàn)在接受起來比較容易,是因為目前業(yè)界已經(jīng)基本對零部件的重要性達成共識,特別是2015年國務(wù)院印發(fā)《中國制造2025》規(guī)劃,提出要實施“工業(yè)強基工程”等五大工程,零部件開始納入國家戰(zhàn)略,其重要性更加凸顯。
實際上十年前的中國制造業(yè),整體上比較注重總量和規(guī)模,以擴大企業(yè)產(chǎn)值和規(guī)模為主要目標(biāo)。甚至有些規(guī)模已經(jīng)做的很大的企業(yè),機床主銑頭、附件銑頭等主要功能部件仍然依賴進口,沒有自己的核心競爭力。此時的濟二并沒有跟風(fēng),而是堅持自己的觀點,就如張志剛所說,“五軸機床沒有自己的核心部件,就不能算是國產(chǎn)化的五軸數(shù)控機床”。濟二主管數(shù)控機床的副總經(jīng)理任立偉也認為,“不同行業(yè)工藝特點差異很大,只有自主研發(fā)五軸頭,才能更好的適應(yīng)用戶需求。”
如果要探究濟二為什么能夠有自己的獨到觀點,還要從他們的企業(yè)文化中去解讀,“我們的高管本身都是搞技術(shù)、搞設(shè)計的,對技術(shù)的發(fā)展是融入到血液里的,買國外銑頭去組裝,我們不服氣”,在張志剛看來,做機床就必然要做零部件,特別是關(guān)鍵零部件不能依賴別人,這是技術(shù)進步的基本要求。“買銑頭,買不出來差異性,買不出來競爭力,不是長久之計。”
與用戶結(jié)合
從2002年到2011年,十年間,濟二一直潛心五軸頭的研發(fā)。但產(chǎn)品研發(fā)出來,誰會相信,使用濟二的產(chǎn)品呢,特別是在五軸頭一直被國外產(chǎn)品壟斷的現(xiàn)實情況下,豈非舍易求難?
“用戶不用你的產(chǎn)品,你就永無出頭之日。”濟二是有準(zhǔn)備的人,他需要的只是一個機會。
上海航天設(shè)備制造總廠先后與濟二簽訂了多臺不同類型的龍門加工中心。其中2011年訂購的一臺大型五軸聯(lián)動數(shù)控機床,配置的德國CYTEC公司K50型五軸頭,調(diào)試中出現(xiàn)嚴重故障,兩年內(nèi)三次送回德國返修,用戶不得不退貨。在此情況下,濟二向上海航天推薦自制的五軸頭并免費供他們使用。上海航天起初也有顧慮,沒想到,在后來一年半的生產(chǎn)應(yīng)用中,配置濟二自制五軸頭的鏜銑床在實行三班工作制、每天加工時間18個小時的情況下,質(zhì)量穩(wěn)定可靠,完全能夠滿足航天工業(yè)大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的加工需要。用戶領(lǐng)導(dǎo)說,“濟二的五軸頭是一個意外的驚喜”。
就是在上海航天設(shè)備制造總廠的使用過程中,濟二和用戶成立聯(lián)合課題組,開展加工工藝的研究,使國產(chǎn)五軸頭的切削效率達到了進口產(chǎn)品的水平。
濟南637所采購的是一臺機械主軸式五軸聯(lián)動龍門銑床,用于某型號零件的精密加工。在機床的使用過程中,濟二和用戶聯(lián)合開展機床性能和工藝優(yōu)化研究,解決了五軸頭復(fù)雜的熱變形問題,加工出了合格零件。
昌河飛機采購的是一臺用于鈦合金零件加工的五軸聯(lián)動龍門銑床,機床處于生產(chǎn)線的線首,重要性不言而喻。項目中與濟二競爭的國內(nèi)廠家都推薦進口五軸頭,最終昌河飛機還是把訂單給了配置自制五軸頭的濟二,現(xiàn)在機床運行良好。
西安飛機在采購濟二一臺電主軸式高速五軸聯(lián)動龍門銑床,用于鋁合金零件加工之后,又繼續(xù)選擇濟二的機械主軸式重型五軸聯(lián)動龍門銑床,用于鈦合金零件的加工。
面對用戶的理解、包容、支持和信任,張志剛深有感觸,“沒有用戶,就沒有國產(chǎn)高檔數(shù)控機床發(fā)展。國產(chǎn)高檔數(shù)控機床的發(fā)展離不開用戶的支持和貢獻”。
市場之道
在高檔數(shù)控機床的國產(chǎn)化問題上,首臺套是第一個困局。盡管機床企業(yè)費盡千辛萬苦研制了一臺樣機,然而那些國防軍工領(lǐng)域的用戶并不敢用。對于他們來說,保證軍工產(chǎn)品的精度和安全,才是他們的首要任務(wù),至于是否國產(chǎn)化倒是一個其次的問題。但對于機床企業(yè)來說,沒有用戶就沒有產(chǎn)品的進步。在多方努力下,國家在2014年出臺了鼓勵使用國產(chǎn)設(shè)備的“首臺套”政策,幫助機床企業(yè)的高端產(chǎn)品找到第一個用戶。然而不久,批量化的問題又開始凸顯,成為第二個困局。國家重大專項支持的產(chǎn)品如果只有個別用戶,將難以達到實現(xiàn)國產(chǎn)化的最終目的。
依托技術(shù)創(chuàng)新,借力重大專項,濟二的視野始終以市場為導(dǎo)向,根據(jù)用戶的各種定制化要求,在與國外企業(yè)的競爭中,不斷實現(xiàn)進口替代,擴大自己的市場。2016年,濟二贏得了中航漢中零組件公司六臺大型五軸聯(lián)動龍門銑床的訂單。2017年,濟二的市場拓展到輕軌領(lǐng)域,贏得比亞迪云軌35米大型五軸聯(lián)動龍門銑床的訂單。這些機床全部配置了自主知識產(chǎn)權(quán)的五軸頭。
從航天、航空,再到高鐵、輕軌,迄今為止,濟二配置自主知識產(chǎn)權(quán)五軸頭的五軸聯(lián)動數(shù)控機床已經(jīng)實現(xiàn)五十余臺的批量應(yīng)用。
在行業(yè)里敢為人先,敢于進取,人無我有。在研發(fā)中耐得住寂寞,厚積薄發(fā),十年一劍。又是濟南二機床,這次他們是五軸聯(lián)動數(shù)控機床的進口替代者。濟二這個來自濟南的“國家隊”,對標(biāo)的是國際一流的企業(yè),他們的目標(biāo)是在世界舞臺上樹立一個令國人驕傲的“中國JIER造”。
從濟二的發(fā)展經(jīng)驗看,國產(chǎn)裝備水平的提升,需要國內(nèi)用戶敢于給這些機床企業(yè)機會,在改進提升的過程中給予應(yīng)有的支持和理解。當(dāng)前國內(nèi)仍有大量企業(yè)用著國家的政策和資金,長期進口、批量進口國外機床。而業(yè)界和社會更希望看到的是國內(nèi)用戶與裝備制造企業(yè)真正聯(lián)合起來,不斷改進提升自身的技術(shù)質(zhì)量水平,讓進口不再成為常態(tài)。