作者：瞭望 發(fā)布時間：2020-05-18 來源：民族復(fù)興網(wǎng)
封面|七十年代初數(shù)控機(jī)床
世界機(jī)床技術(shù)在20世紀(jì)50年代發(fā)生了一次重大變革，即數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)。1952年，美國空軍出于軍備競爭的需要，發(fā)起數(shù)控機(jī)床技術(shù)研究，目的是使機(jī)床能夠加工形狀復(fù)雜的飛機(jī)零部件。從美國引進(jìn)了數(shù)控技術(shù)的日本企業(yè)則把數(shù)控系統(tǒng)廣泛地應(yīng)用于廉價的普通機(jī)床上，使得數(shù)控機(jī)床在20世紀(jì)70年代后期得到普及。
相比于傳統(tǒng)的機(jī)床，數(shù)控機(jī)床不僅在加工效率上有大幅度的提高，而且還能夠加工形狀復(fù)雜、加工精度要求高的零部件。
進(jìn)入1980年代以后，數(shù)控機(jī)床迎來了全球市場的持續(xù)增長，成為機(jī)床行業(yè)發(fā)展的方向和競爭焦點。目前，發(fā)達(dá)國家機(jī)床產(chǎn)量的數(shù)控化率的平均水平在65%以上，產(chǎn)值的數(shù)控化率在80%左右。
差距從1980年代開始
中國對數(shù)控機(jī)床的研發(fā)起步并不晚，1958年北京第一機(jī)床廠和清華大學(xué)合作研制出中國第一臺電子管電路(第一代)的數(shù)控銑床。當(dāng)西方國家的數(shù)控系統(tǒng)從1960年代初開始采用晶體管(第二代)作為控制元件后，中國的研發(fā)工作也迅速轉(zhuǎn)向了新一代數(shù)控系統(tǒng)。
從1958年到1978年，中國除了最初得到蘇聯(lián)的一些援助，基本以自主開發(fā)為主，并成功地自主研制出了幾類數(shù)控機(jī)床品種，而且有些產(chǎn)品的技術(shù)還很先進(jìn)。如哈工大研制的數(shù)控銑床，在總體設(shè)計構(gòu)思上與當(dāng)時世界先進(jìn)水平是同一檔次的。
中國數(shù)控技術(shù)和世界先進(jìn)水平拉大差距是從1980年代開始的。從技術(shù)條件上來講，制約中國數(shù)控技術(shù)發(fā)展的一個重要原因是中國在計算機(jī)和集成電路領(lǐng)域遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家。
數(shù)控系統(tǒng)的控制元件大致經(jīng)歷了三次變化：電子管半導(dǎo)體晶體管計算機(jī)和集成電路。在電子管和晶體管時代，中國的技術(shù)水平還能跟上，但到了計算機(jī)和集成電路階段，中國在數(shù)控技術(shù)上就徹底落后了——關(guān)鍵互補(bǔ)技術(shù)的缺失導(dǎo)致沒有新的知識融入機(jī)床行業(yè)。
敗在“三段式”道路選擇
除了技術(shù)上的因素，導(dǎo)致中國數(shù)控技術(shù)落后更重要的原因還是技術(shù)道路的選擇。改革開放以后，中國機(jī)床工業(yè)和其他工業(yè)一樣，放棄了自主開發(fā)，轉(zhuǎn)而實行“引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)實現(xiàn)國產(chǎn)化達(dá)到自主開發(fā)”的“三段式”道路。
據(jù)不完全統(tǒng)計，1980年到1999年，中國機(jī)床工業(yè)先后從國外引進(jìn)技術(shù)約150項。“六五”期間，國家投入屬于數(shù)控攻關(guān)和數(shù)控國產(chǎn)化的技改專項有75項，“七五”期間有58項。但“三段式”產(chǎn)業(yè)政策不僅沒有讓企業(yè)發(fā)展出技術(shù)能力，還阻斷了企業(yè)之前自主研發(fā)積累起來的技術(shù)能力和知識經(jīng)驗。結(jié)果，中國的機(jī)床工業(yè)走上了高度依賴國外數(shù)控技術(shù)的道路。
當(dāng)時，中國引進(jìn)國外數(shù)控技術(shù)的主要方式有兩種：
一是許可證生產(chǎn)或合作生產(chǎn)，即由外方直接提供數(shù)控系統(tǒng)，中方負(fù)責(zé)把系統(tǒng)搭載在成品機(jī)床上。整個過程不需要中國企業(yè)自主研發(fā)技術(shù)，長此以往就使中國機(jī)床企業(yè)喪失了產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計的能力。
二是技術(shù)轉(zhuǎn)讓，中方獲得國外數(shù)控系統(tǒng)的芯片后，進(jìn)行反向開發(fā)。最早的數(shù)控系統(tǒng)軟件是用匯編語言寫到芯片里面的，可以用反匯編語言讀出來。中國引入?yún)R編語言最早的技術(shù)源頭有兩個，一個是日本發(fā)那科((FANUC)，另一個是歐洲的ABB。但是，反匯編出來的語言極其難理解，因為匯編語言的背后是大量的開發(fā)經(jīng)驗和緘默知識，對于沒有任何數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗的人來說，反匯編出來的機(jī)器碼沒有任何技術(shù)意義。按照這種方式開發(fā)出的數(shù)控機(jī)床故障頻頻，根本無法投入市場使用。
沈陽機(jī)床集團(tuán)(以下簡稱“沈機(jī)”)自己也以引進(jìn)模式嘗試過開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)。1995年，沈機(jī)引進(jìn)美國橋堡公司的數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)。但技術(shù)買來之后開發(fā)人員立即意識到一個問題，只買到了一個含有原始代碼的數(shù)據(jù)包，底層的技術(shù)根本沒有賣給沈機(jī)。這意味著沈機(jī)的開發(fā)人員根本不可能在買來的技術(shù)之上進(jìn)行任何修改和拓展。2002年，這個花費了近億元的項目宣告失敗。
在國產(chǎn)化的過程中，“七五”期間國家曾安排“數(shù)控一條龍”攻關(guān)項目，項目包括5種主機(jī)和3種數(shù)控系統(tǒng)的消化、吸收和國產(chǎn)化。1990年項目驗收時，國產(chǎn)化率都高達(dá)70%以上，經(jīng)鑒定，“技術(shù)達(dá)到20世紀(jì)80年代初水平”。但這些項目“顯然沒有抓住市場需求最多的品種”，“可靠性卻隨著國產(chǎn)化率的提高而降低”。
這個直到今天仍然存在的問題根源是，政策和項目的制定者始終把目光聚焦于國外的技術(shù)上，以領(lǐng)先者已達(dá)到的技術(shù)水平和標(biāo)準(zhǔn)作為唯一的衡量指標(biāo)，同時把“國產(chǎn)化率”作為最終目標(biāo)，完全忽略了本國市場的需求，最終導(dǎo)致技術(shù)攻關(guān)項目與市場需求脫節(jié)。
事實上，引進(jìn)的技術(shù)其實是產(chǎn)品，其中凝聚的知識和經(jīng)驗對于引進(jìn)者來說都是“黑箱”，不可能只是通過購買和使用就會自動掌握。因此，引進(jìn)技術(shù)不能替代自主開發(fā)。但“三段式”政策把“引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)”規(guī)定為唯一的技術(shù)來源，同時卻沒有對自主開發(fā)的要求和鼓勵，執(zhí)行了這個政策的中國工業(yè)也就不可能從“引進(jìn)外國先進(jìn)技術(shù)+國產(chǎn)化”的階段走到“自主開發(fā)”的階段。
受制于人的“跟隨者”
引進(jìn)技術(shù)的政策影響下，國內(nèi)研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)不再愿意自主開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)，而是更傾向于通過引進(jìn)來“開發(fā)”。當(dāng)技術(shù)引進(jìn)沒有取得預(yù)期效果后，就索性依靠外國企業(yè)的“合作”。
1992年，日本數(shù)控巨頭發(fā)那科與國內(nèi)某機(jī)床研究所共同出資成立了北京發(fā)那科機(jī)電有限公司，實際上是從事發(fā)那科數(shù)控裝置的組裝、銷售和維修。這樣一路走下來，中國機(jī)床工業(yè)以前積累的數(shù)控開發(fā)能力基本被瓦解，最終只能依靠進(jìn)口數(shù)控系統(tǒng)。
1993年市場全面開放以后，如洪水般涌入中國市場的進(jìn)口機(jī)床最終讓中國機(jī)床企業(yè)全面陷入困境。
進(jìn)入21世紀(jì)后，中國國內(nèi)機(jī)床工業(yè)之外出現(xiàn)了一些數(shù)控系統(tǒng)的制造商，一度為中國在數(shù)控技術(shù)上的突破帶來希望，但迄今仍然沒有扭轉(zhuǎn)中國在數(shù)控系統(tǒng)上的弱勢，國內(nèi)市場上的主流產(chǎn)品，尤其是高端的數(shù)控機(jī)床還是以西門子和發(fā)那科的系統(tǒng)為主。
中國數(shù)控技術(shù)在出現(xiàn)本國系統(tǒng)供應(yīng)商之后仍然沒有實現(xiàn)明顯突破，其原因在于大多數(shù)中國企業(yè)在技術(shù)開發(fā)上仍然是跟隨外國領(lǐng)先者。以市場為導(dǎo)向的企業(yè)，往往在跟隨外國技術(shù)軌道的條件下靠低價競爭。以國家項目為導(dǎo)向的企業(yè)，往往以外國已有的技術(shù)性能標(biāo)準(zhǔn)作為開發(fā)目標(biāo)，雖做到了“填補(bǔ)空白”，但因為不是從市場需求出發(fā)，所以做出來的“成果”往往沒有應(yīng)用價值。
根據(jù)業(yè)內(nèi)專家的分析，國內(nèi)開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)呈現(xiàn)出兩個特征，一是數(shù)控系統(tǒng)制造商“把主要精力放在國外技術(shù)的跟蹤上，基礎(chǔ)理論和應(yīng)用研究皆有所欠缺”;二是系統(tǒng)供應(yīng)商與制造廠家、最終用戶聯(lián)系不緊密，產(chǎn)品無法滿足市場的需要。
事實上，中國最近幾個五年規(guī)(計)劃中都有關(guān)于數(shù)控系統(tǒng)的研發(fā)專項，也都驗收合格了，但同樣的技術(shù)項目每次都會重新申報。于是，數(shù)控系統(tǒng)成了中國機(jī)床工業(yè)揮之不去的軟肋。
(文/《瞭望》新聞周刊特約研究員路風(fēng) 王晨)
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