發(fā)布時(shí)間：2023-09-25 17:40:11
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的國內(nèi)數(shù)控機(jī)床現(xiàn)狀樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；歷史；發(fā)展趨勢(shì)
一、引言
機(jī)床，作為“機(jī)器的機(jī)器”，從工業(yè)革命誕生以來，便被視為一個(gè)國家工業(yè)化的基礎(chǔ)。機(jī)床是先進(jìn)制造技術(shù)和制造信息集成的重要元素，是重要商品，又是決定一個(gè)國家生產(chǎn)力水平的關(guān)鍵要素。
二、數(shù)控機(jī)床的歷史
20世紀(jì)中葉, 隨著信息技術(shù)革命的到來，機(jī)床也由之前的手工測(cè)繪、簡單操作性逐漸演變?yōu)閿?shù)字操控，全自動(dòng)化成型部件的數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床是一種高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品，在傳統(tǒng)的機(jī)床基礎(chǔ)上引進(jìn)了數(shù)字化控制，將以往憑借工人經(jīng)驗(yàn)的操作變?yōu)閿?shù)字化、可復(fù)制的自動(dòng)操作。數(shù)控機(jī)床可以加工多品種小批量零件（降低規(guī)模化適用門檻）、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價(jià)格昂貴不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件、要求精密復(fù)制的零件、需要縮短生產(chǎn)周期的急需零件。數(shù)控加工具有如下特點(diǎn)：加工柔性好，加工精度高，生產(chǎn)率高，減輕操作者勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件，有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化以及經(jīng)濟(jì)效益的提高。數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍使其成為國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)發(fā)展的重要裝備。目前，工業(yè)發(fā)達(dá)國家機(jī)床產(chǎn)業(yè)的數(shù)控化比率通常在50%以上，在日本和德國更是超過了70%。
我國真正的工業(yè)化進(jìn)程起始于20世紀(jì)50年代。由于種種原因，我們錯(cuò)過了20世紀(jì)70到80年代的新型工業(yè)化大發(fā)展時(shí)期，導(dǎo)致我國的機(jī)械裝備制造產(chǎn)業(yè)到現(xiàn)在為止仍然在趕超發(fā)達(dá)國家的階段。自20世紀(jì)末開始，我國開始了大規(guī)模引進(jìn)西方技術(shù)，同時(shí)在引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上吸收、融合、創(chuàng)造，最終發(fā)展出我們自己的數(shù)控機(jī)床制造產(chǎn)業(yè)。這一時(shí)期，我國的整體制造業(yè)也開始了逐漸由制造大國向制造強(qiáng)國邁進(jìn)了腳步，機(jī)床制造業(yè)也跟著取得數(shù)控機(jī)床快速增長的業(yè)績。機(jī)床的發(fā)展和創(chuàng)新在一定程度上能映射出加工技術(shù)的主要趨勢(shì)。近年來, 我國在數(shù)控機(jī)床和機(jī)床工具行業(yè)對(duì)外合資合作進(jìn)一步加強(qiáng), 無論在精度、速度、性能, 還是智能化方面都取得了相當(dāng)?shù)某煽儭?/p>
三、我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
目前，國內(nèi)生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床可以大致分為經(jīng)濟(jì)型機(jī)床、普及型機(jī)床、高檔型機(jī)床三種類型。經(jīng)濟(jì)型機(jī)床基本都是開環(huán)控制;普及型機(jī)床采用半閉環(huán)控制技術(shù)，分辨率可達(dá)到1微米;高檔型機(jī)床采用閉環(huán)控制，以計(jì)算機(jī)程序來實(shí)現(xiàn)全過程無人控制，具有各種補(bǔ)償功能、新控制功能、自動(dòng)診斷，分辨率可以達(dá)到0.1微米。
截止到2014年，國產(chǎn)低檔經(jīng)濟(jì)型機(jī)床已經(jīng)在國內(nèi)機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)得到了很好的應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床基本都是國內(nèi)產(chǎn)品，不管是從質(zhì)量上還是從可靠性上都可以滿足大部分機(jī)床用戶的需要。在普及型產(chǎn)品段中，國內(nèi)普及型數(shù)控機(jī)床中大約有60～70%是采用的國內(nèi)產(chǎn)品。但是需要指出的是，這些國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床當(dāng)中大約80%的數(shù)控系統(tǒng)都在使用國外產(chǎn)品，國內(nèi)機(jī)床企業(yè)將各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)口后進(jìn)行拼裝，組成最終的成品機(jī)床。我國部分中檔普及型數(shù)控機(jī)床的功能、性能和可靠性方面已具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競爭力。在中、高檔數(shù)控機(jī)床方面、四軸、五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床等高端產(chǎn)品，我國國產(chǎn)產(chǎn)品與國外產(chǎn)品相比，仍存在較大差距。高檔機(jī)床方面國內(nèi)產(chǎn)品大約只能占到10%，大部分都是靠進(jìn)口。數(shù)控機(jī)床的核心技術(shù)―數(shù)控系統(tǒng)，由顯示器、控制器伺服、伺服電機(jī)和各種開關(guān)、傳感器構(gòu)成，中國更是幾乎全部需要國外進(jìn)口。目前，我國在上海、煙臺(tái)建廠的大多是國外數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠家，所有的核心技術(shù)都被外方掌握。國內(nèi)能做的中、高端數(shù)控機(jī)床，更多處于組裝和制造環(huán)節(jié)，普遍未掌握核心技術(shù)。國內(nèi)的華中數(shù)控近幾年發(fā)展迅速，軟件水平相當(dāng)不錯(cuò)，但在電器硬件方面還需進(jìn)一步提高。目前，國內(nèi)一些大廠還沒有采用華中數(shù)控的。
在市場(chǎng)需求方面低檔機(jī)床和中檔機(jī)床大約各占50%和40%，高檔數(shù)控機(jī)床的需求大約是10%。從整體市場(chǎng)環(huán)境看，歐美等一些老牌機(jī)床公司有著長時(shí)間的技術(shù)積淀，同時(shí)不斷致力于科技創(chuàng)新和新產(chǎn)品的研發(fā)，引導(dǎo)著數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展。2014年，國家宏觀經(jīng)濟(jì)持續(xù)低位運(yùn)行，國家宏觀調(diào)控政策將繼續(xù)穩(wěn)增長、調(diào)結(jié)構(gòu)。在此大環(huán)境下，數(shù)控機(jī)床行業(yè)也相應(yīng)地調(diào)整現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)型、普及型產(chǎn)品取得成果的基礎(chǔ)上發(fā)展高端，一方面需要面臨國外產(chǎn)品以及合資產(chǎn)品擠壓國內(nèi)中端市場(chǎng)的競爭壓力；另一方面要加大研發(fā)，擠入高端市場(chǎng)，擺脫受制于人的嚴(yán)峻形勢(shì)。
四、我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)
開放性是新一代數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)核心。開放性的數(shù)控機(jī)床采用模塊化，層次化的結(jié)構(gòu)，并通過形式向外提供統(tǒng)一的應(yīng)用程序接口。為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題。目前，許多國家對(duì)開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究，數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。同時(shí)，和許多產(chǎn)業(yè)將會(huì)互聯(lián)網(wǎng)化一樣，數(shù)控機(jī)床未來也必將走上網(wǎng)絡(luò)化道路?；ヂ?lián)網(wǎng)化的數(shù)控裝備是近兩年的一個(gè)新的焦點(diǎn)。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對(duì)信息集成的需求，也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。屆時(shí)，網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)控機(jī)床將真正實(shí)現(xiàn)在全世界任意地點(diǎn)制造出滿足用戶需求的產(chǎn)品，進(jìn)一步縮小制造業(yè)在地理和空間上的差異，為下一次的制造業(yè)革命奠定良好基礎(chǔ)。
經(jīng)過30多年的發(fā)展，我國數(shù)控機(jī)床制造產(chǎn)業(yè)已經(jīng)基本由市場(chǎng)配置資源，形成了從科研單位、試制生產(chǎn)應(yīng)用單位、大規(guī)模市場(chǎng)推廣渠道、下游終端客戶、一直到最末級(jí)的維修保養(yǎng)與使用反饋這樣一個(gè)較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈。數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)競爭力也大大提高。2014年，我國機(jī)床行業(yè)發(fā)展主旋律概括為八個(gè)字：“穩(wěn)中求進(jìn)、轉(zhuǎn)型升級(jí)”。面對(duì)整體下行趨勢(shì)和國內(nèi)外市場(chǎng)環(huán)境的不斷變化，行業(yè)企業(yè)轉(zhuǎn)型的意識(shí)不同程度地增長，從被動(dòng)應(yīng)對(duì)，到主動(dòng)順應(yīng)，再到能動(dòng)把握，已有很多企業(yè)步入了轉(zhuǎn)型升級(jí)的正確軌道。加快普及數(shù)控化技術(shù)將是解決中國本土機(jī)床企業(yè)產(chǎn)品競爭力弱、利潤薄、產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重等產(chǎn)業(yè)難題的重要手段。
為了讓機(jī)床鑄造產(chǎn)業(yè)高速增長，“十二五”規(guī)劃中對(duì)我國機(jī)床鑄造產(chǎn)業(yè)提出了明確的目標(biāo)，到2015年，機(jī)床鑄造產(chǎn)業(yè)要實(shí)現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值8000億元。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，需要將國家經(jīng)濟(jì)政策和行業(yè)自主調(diào)整發(fā)展兩個(gè)要素相結(jié)合。在國家政策層面，已經(jīng)出臺(tái)了大量的專項(xiàng)支持措施。國家通過專項(xiàng)財(cái)政補(bǔ)貼，稅務(wù)減免、專項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)基金、市場(chǎng)開拓扶持、專利申請(qǐng)綠色通道等方面給予了大力支持。與此同時(shí)，在行業(yè)層面，應(yīng)當(dāng)繼續(xù)實(shí)施創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略，以企業(yè)為主題，以創(chuàng)新為驅(qū)動(dòng)力。鑒于機(jī)床屬于投資大、見效慢的行業(yè)，僅憑企業(yè)自身努力無法實(shí)現(xiàn)長久發(fā)展，需要多家企業(yè)參與共性技術(shù)研發(fā)，同時(shí)引入科研院校參與，實(shí)行公私合營伙伴關(guān)系推進(jìn)研發(fā)。在行業(yè)技術(shù)層面，需要加大基礎(chǔ)研究投入和研發(fā)人才培養(yǎng)。中國機(jī)床工業(yè)的振興，數(shù)控機(jī)床的加速發(fā)展，歸根到底，取決于人員素質(zhì)的提高、工業(yè)文化水平的提高。人才的加速培養(yǎng)與良好的市場(chǎng)機(jī)制、有效的深化改革、改組、改制，可以顯著提高工作質(zhì)量、生產(chǎn)率、勞動(dòng)生產(chǎn)率。進(jìn)入21世紀(jì)知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，科學(xué)知識(shí)及作為重要生產(chǎn)要素的機(jī)床，其作用將更加突出。
關(guān)鍵詞： 數(shù)控機(jī)床 發(fā)展現(xiàn)狀 發(fā)展前景 改革措施
數(shù)控機(jī)床（Numerical Control Machine Tools）是用數(shù)字代碼形式的信息（程序指令），控制刀具按給定的工作程序、運(yùn)動(dòng)速度和軌跡進(jìn)行自動(dòng)加工的機(jī)床，簡稱數(shù)控機(jī)床。
一、數(shù)控機(jī)床的發(fā)展過程
數(shù)控機(jī)床是在機(jī)械制造技術(shù)和控制技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，自上世紀(jì)50年代以來，世界數(shù)控機(jī)床主要經(jīng)歷了數(shù)控NC（Numerical Control）和計(jì)算機(jī)數(shù)控CNC（Computer Numerical Control）兩個(gè)階段六個(gè)年代。其過程大致如下：
1.數(shù)控NC階段主要經(jīng)歷了三代。
第1代數(shù)控系統(tǒng)，始于50年代初，系統(tǒng)全部采用電子管元件，邏輯運(yùn)算與控制采用硬件電路完成。
第2代數(shù)控系統(tǒng)，始于50年代末，以晶體管元件和印刷電路板廣泛應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)為標(biāo)志。
第3代數(shù)控系統(tǒng)，始于60年代中期，由于小規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，其體積變小，功耗降低，可靠性提高，推動(dòng)了數(shù)控系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展。
2.計(jì)算機(jī)數(shù)控CNC階段經(jīng)歷了三代。
第4代數(shù)控系統(tǒng)，始于70年代，當(dāng)首個(gè)采用小型計(jì)算機(jī)的CNC裝置在芝加哥展覽會(huì)上露面時(shí)，標(biāo)志著CNC技術(shù)的問世。
第5代數(shù)控系統(tǒng)，70年代后期，中、大規(guī)模集成電路技術(shù)取得巨大成就，促使價(jià)格低廉、體積更小、集成度更高、工作可靠的微處理器芯片產(chǎn)生，并逐步應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)。
第6代數(shù)控系統(tǒng)，始于90年代初，受通用微機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展的影響，數(shù)控系統(tǒng)正朝著以個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）為基礎(chǔ)，開放化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化等方向進(jìn)一步發(fā)展。
二、數(shù)控機(jī)械的特點(diǎn)
數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品，數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)是集計(jì)算機(jī)及軟件技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)、液壓與氣動(dòng)技術(shù)和精密機(jī)械等技術(shù)為一體的多學(xué)科交叉的綜合技術(shù)。
1.對(duì)加工對(duì)象的適應(yīng)性強(qiáng)，可加工復(fù)雜形狀的零件表面。
在同一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上，通過重新編制程序，可適應(yīng)不同品種及尺寸工件的自動(dòng)加工，也可以加工復(fù)雜結(jié)構(gòu)的單件、小批量生產(chǎn)及試制新產(chǎn)品，數(shù)控機(jī)床還能自動(dòng)加工精密復(fù)雜的表面（如螺旋表面）。
2.加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定。
目前，數(shù)控機(jī)床控制的刀具和工作臺(tái)最小移動(dòng)量達(dá)0.0001mm，而且數(shù)控系統(tǒng)可自動(dòng)補(bǔ)償進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙和絲杠螺距誤差，使數(shù)控機(jī)床達(dá)到很高的加工精度。此外，數(shù)控機(jī)床的制造精度高，其自動(dòng)加工方式避免生產(chǎn)者的人為操作誤差，產(chǎn)品合格率高，加工質(zhì)量穩(wěn)定。
3.生產(chǎn)效率高。
由于數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)剛性好，允許進(jìn)行大切削量的強(qiáng)力切削，提高了數(shù)控機(jī)床的切削效率，節(jié)省了機(jī)動(dòng)時(shí)間。因?yàn)閿?shù)控機(jī)床的移動(dòng)部件的空行程運(yùn)動(dòng)速度快，所以工件的裝夾時(shí)間、輔助時(shí)間比一般機(jī)床少。當(dāng)在加工中心上進(jìn)行加工時(shí)一臺(tái)機(jī)床實(shí)現(xiàn)了多道工序的連續(xù)加工，生產(chǎn)效率提高明顯。
4.自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低。
數(shù)控機(jī)床對(duì)零件的加工是按事先編好的程序自動(dòng)完成的，數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)人員不需要進(jìn)行復(fù)雜的重復(fù)性手工操作，可大大減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和緊張程度，提高加工效率。
三、數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展前景
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的發(fā)展越來越快，數(shù)控機(jī)床正朝著高性能、高精度、高速度、高柔性化、模塊化和智能化方向發(fā)展。
1.高性能。
隨著數(shù)控系統(tǒng)集成度的增強(qiáng)，數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)多臺(tái)集中控制，甚至遠(yuǎn)距離遙控。
2.高精度。
數(shù)控機(jī)床本身的精度和加工件的精度越來越高，而精度的保持性要好。
3.高速度。
數(shù)控機(jī)床各軸運(yùn)行速度將大大加快。
4.高柔性。
數(shù)控機(jī)床的柔性化將向自動(dòng)化程度更高的方向發(fā)展，將管理、物流及各相應(yīng)輔機(jī)集成柔性制造系統(tǒng)。
5.模塊化。
數(shù)控機(jī)床要縮短周期和降低成本，就必然向模塊化方向發(fā)展，這既有利于制造商又有利于客戶。
四、數(shù)控機(jī)床發(fā)展中存在的問題
我國近幾年數(shù)控機(jī)床雖然發(fā)展較快，但與國際先進(jìn)水平還存在一定的差距，主要表現(xiàn)在以下方面。
1.核心零部件大量依靠進(jìn)口。
經(jīng)過近二十多年的技術(shù)引進(jìn)、消化、吸收和創(chuàng)新，中國數(shù)控機(jī)床行業(yè)的發(fā)展令人矚目，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床功能部件的生產(chǎn)已經(jīng)具備一定的規(guī)模。但是，據(jù)中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)提供的數(shù)據(jù)來看，近年來我國一直是世界機(jī)床第一消費(fèi)國和第一進(jìn)口國。但是，機(jī)床行業(yè)迅速發(fā)展的背后，一個(gè)不能忽視的事實(shí)是，我國關(guān)鍵零部件生產(chǎn)依然受制于人，出現(xiàn)利潤不高、產(chǎn)品缺乏核心競爭力的局面。
2.產(chǎn)品水平不高。
首先，精度普遍不夠高，對(duì)于國產(chǎn)加工中心刀庫機(jī)械手、數(shù)控車床刀架，用戶不放心，定位精度，特別是重復(fù)定位精度有待提高。只有少數(shù)產(chǎn)品達(dá)到歐洲標(biāo)準(zhǔn)的定位精度；其次，高精度、靜剛度主機(jī)結(jié)構(gòu)和整機(jī)性能開發(fā)有差距；再次，產(chǎn)品在主軸轉(zhuǎn)速、快移速度、換刀速度、加速度等機(jī)床性能指標(biāo)上與國外有較大差距。
五、下一步努力方向
為了縮小與世界先進(jìn)水平的差距，相關(guān)專家建議機(jī)床企業(yè)應(yīng)在以下幾個(gè)方面著力研究。
1.跟蹤國際水平，使數(shù)控機(jī)床向高效、高精方面發(fā)展。
2.多品種制造，滿足不同層次的用戶。
3.模塊化設(shè)計(jì)，縮短開發(fā)周期，快速響應(yīng)市場(chǎng)。
數(shù)控機(jī)床使用范圍越來越大，國內(nèi)國際市場(chǎng)容量越來越大，但競爭會(huì)加劇，只有緊跟先進(jìn)技術(shù)進(jìn)步的大方向，不斷創(chuàng)新，才能趕超世界先進(jìn)水平。
參考文獻(xiàn)：
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[3]楊冰.論我國數(shù)控技術(shù)當(dāng)前存在的主要問題、發(fā)展趨勢(shì)及其對(duì)策，江蘇?建湖，科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，2006（11）.
關(guān)鍵詞：大型國有企業(yè) 沈陽機(jī)床 技術(shù)創(chuàng)新 數(shù)控機(jī)床 預(yù)算軟約束
數(shù)控機(jī)床是當(dāng)前世界機(jī)床企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的主攻方向、市場(chǎng)競爭的主戰(zhàn)場(chǎng)。一個(gè)國家數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)銷量和技術(shù)水平在某種程度上代表國家整體的制造業(yè)水平和競爭力。成熟機(jī)床制造國（如德國與日本）的機(jī)床產(chǎn)值數(shù)控化比率高達(dá)90%。由于中國機(jī)床企業(yè)自主創(chuàng)新不足，共性基礎(chǔ)技術(shù)、關(guān)鍵核心功能部件和機(jī)床精密度等都與國際先進(jìn)技術(shù)水平存在相當(dāng)大的差距，因此產(chǎn)值數(shù)控化率目前只有40%左右。而且，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床大都是附加值較低的中低端經(jīng)濟(jì)型和普及型產(chǎn)品，雖然已占領(lǐng)國內(nèi)市場(chǎng)約70%的份額，但是高端數(shù)控機(jī)床約80%的市場(chǎng)份額則被國外先進(jìn)企業(yè)壟斷。
2000年以來，伴隨著中國汽車、航空、電子等下游產(chǎn)業(yè)的快速增長，機(jī)床需求特別是數(shù)控機(jī)床需求增長持續(xù)強(qiáng)勁，消費(fèi)總額和進(jìn)口額已連續(xù)10年居世界第一。特別是近年來，數(shù)控機(jī)床需求呈現(xiàn)出向中高端產(chǎn)品集中的趨勢(shì)。需求強(qiáng)勁使機(jī)床企業(yè)在獲得快速發(fā)展機(jī)遇的同時(shí)，也面臨著技術(shù)瓶頸的挑戰(zhàn)。面對(duì)中高端數(shù)控機(jī)床嚴(yán)重依賴進(jìn)口的不利局面，中國政府陸續(xù)出臺(tái)相關(guān)政策加大對(duì)機(jī)床產(chǎn)業(yè)的扶持力度，為機(jī)床企業(yè)實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新提供強(qiáng)有力的金融支持。
在這一背景下，我們嘗試通過具有代表性的案例分析，探討中國機(jī)床產(chǎn)業(yè)中具有代表性的大型國有企業(yè)――沈陽機(jī)床股份有限公司實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新的過程、路徑、現(xiàn)狀、經(jīng)驗(yàn)以及市場(chǎng)績效等問題，在此基礎(chǔ)上，深入分析其技術(shù)創(chuàng)新市場(chǎng)績效不明顯的體制性制約因素，最后在結(jié)論中提出改進(jìn)方向。
我們選擇沈陽機(jī)床股份有限公司（以下簡稱沈陽機(jī)床）作為研究案例，主要基于以下的理由：首先，沈陽機(jī)床作為中國機(jī)床行業(yè)產(chǎn)值最大的龍頭企業(yè)和大型國有企業(yè)，獲得政府主導(dǎo)的金融支持的強(qiáng)度之大是其他企業(yè)難以比擬的，以該公司為典型案例更有利于我們把握這種政府金融支持下形成的大型國有企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新模式的中國特色。其次，沈陽機(jī)床作為行業(yè)龍頭企業(yè)，其數(shù)控機(jī)床國內(nèi)市場(chǎng)占有率最高（20%以上），因此其產(chǎn)值數(shù)控化比率乃至技術(shù)創(chuàng)新水平基本上可以代表中國機(jī)床行業(yè)的整體水平。
1.沈陽機(jī)床股份有限公司概況
1.1公司成立與歷史沿革
沈陽機(jī)床股份有限公司隸屬于沈陽機(jī)床集團(tuán)，是集團(tuán)的控股子公司。于1993年5月成立。1996年7月在深圳證券交易所上市交易。公司發(fā)展主要經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一階段（1996―2000）為緩慢發(fā)展階段，由于政府支持力度較弱，公司發(fā)展較為緩慢；第二階段（2001―2005）為高速發(fā)展階段。第三階段（2006至今）為發(fā)展壯大階段。在第二、第三階段，政府對(duì)公司的扶植力度逐年增強(qiáng)。
1.2目前發(fā)展?fàn)顩r
經(jīng)過16年的發(fā)展，公司市場(chǎng)覆蓋全國60多個(gè)省市、自治區(qū)，并出口80多個(gè)國家和地區(qū)，數(shù)控機(jī)床國內(nèi)市場(chǎng)占有率20%以上，穩(wěn)居國內(nèi)同行業(yè)首位。公司現(xiàn)有員工14000人左右，總資產(chǎn)過百億元。公司主業(yè)突出，全部為機(jī)床產(chǎn)品，主導(dǎo)產(chǎn)品為金屬切削機(jī)床，主要包括兩大類：數(shù)控機(jī)床和普通機(jī)床共19個(gè)系列300多個(gè)品種、千余種規(guī)格。公司的中高檔數(shù)控機(jī)床開始進(jìn)入國家汽車、航空航天、國防軍工、軌道交通等重點(diǎn)行業(yè)的核心制造領(lǐng)域[2]。
2.政府金融支持的技術(shù)創(chuàng)新
政府的金融支持一直是推動(dòng)沈陽機(jī)床快速資本擴(kuò)張、提升技術(shù)創(chuàng)新的主要力量。沈陽機(jī)床是沈陽市國資委所屬的大型國有企業(yè)，作為國家裝備制造業(yè)領(lǐng)域的領(lǐng)軍型企業(yè)，沈陽市的利稅大戶，支撐沈陽、遼寧、乃至東北裝備制造業(yè)特色的核心企業(yè)，一直以來都是國家、省、市、區(qū)各級(jí)政府重點(diǎn)扶植的對(duì)象。特別是2005年以來，在政府的金融支持下，沈陽機(jī)床在技術(shù)改造和研發(fā)上獲得了大量資金支持。以2009年9月―2010年9月跨年數(shù)據(jù)為例，在此期間，公司就累計(jì)得到來自國家、省、市、區(qū)等各級(jí)政府關(guān)于“數(shù)控機(jī)床技術(shù)創(chuàng)新”的各種名目扶持資金共計(jì)36575萬元[1]。政府扶持力度之強(qiáng)，在同行業(yè)企業(yè)中是罕見的。這也可以從側(cè)面反映出政府一貫大力扶持大型國有企業(yè)的政策偏好。
正是基于政府的大力金融支持，沈陽機(jī)床總體上在技術(shù)創(chuàng)新方面并沒有出現(xiàn)一般企業(yè)面臨的資金缺乏現(xiàn)象，反之，政府強(qiáng)有力的支持為公司技術(shù)創(chuàng)新提供了充裕的資金保證，這一點(diǎn)可以從其2005年以來研發(fā)費(fèi)用占銷售收入比率平均高達(dá)7.7%，以及歷次大型技術(shù)改造比較充裕的來自政府的資金支持得到充分證明。
3.公司長期技術(shù)創(chuàng)新取得的主要成果
經(jīng)過16年的不懈努力，沈陽機(jī)床從技術(shù)模仿、技術(shù)引進(jìn)發(fā)展到如今的開放式集成創(chuàng)新，取得了較大成就。
公司依托獲批的高檔數(shù)控機(jī)床國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和“數(shù)控機(jī)床高速精密化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”（由國家科技部主辦、由沈陽機(jī)床牽頭）進(jìn)一步強(qiáng)化集成創(chuàng)新模式，先后與德國的R＋P機(jī)床設(shè)計(jì)院、德國西門子公司、德國IPK研究所，以及德國希斯等進(jìn)行聯(lián)合研發(fā)，并在柏林設(shè)立海外研發(fā)中心，在北京、上海建立研發(fā)分部，推動(dòng)開放式集成創(chuàng)新[1]。
經(jīng)過持續(xù)積累，時(shí)至今日公司取得的成果斐然：承接和完成了多項(xiàng)國家級(jí)科技攻關(guān)項(xiàng)目，開發(fā)出新鏜床、新CAK、新HTC、新立加及新臥加等新5大類數(shù)控機(jī)床系列產(chǎn)品，均達(dá)到國際先進(jìn)技術(shù)水平，其中五軸立式加工中心和五軸高速龍門加工中心產(chǎn)品，打破了國外對(duì)這類中高端數(shù)控機(jī)床的壟斷。產(chǎn)品先后獲得春燕獎(jiǎng)、工業(yè)獎(jiǎng)等國家級(jí)大獎(jiǎng)。累計(jì)開發(fā)的360多種中高檔數(shù)控機(jī)床中，有60%以上已經(jīng)達(dá)到國際同行業(yè)先進(jìn)水平，2010年，公司及下屬中捷機(jī)床被認(rèn)定為第一批國家高新技術(shù)企業(yè)[2]。
4.體制因素制約創(chuàng)新績效
4.1沈陽機(jī)床技術(shù)創(chuàng)新市場(chǎng)績效的評(píng)價(jià)
為了全面評(píng)價(jià)沈陽機(jī)床技術(shù)創(chuàng)新的市場(chǎng)績效，我們選擇兩家具有不同特點(diǎn)的上市機(jī)床企業(yè)作為參照物，力求通過多視角比較來展開研究。第一家企業(yè)是屬于沈陽機(jī)床集團(tuán)的另一家控股子公司――昆明機(jī)床，該公司的中型國企屬性、與沈陽機(jī)床擁有同一母公司的身份，以及長期堅(jiān)持專注優(yōu)勢(shì)特色產(chǎn)品的研發(fā)戰(zhàn)略可以作為比較參照；第二家是中國目前唯一一家民營機(jī)床企業(yè)――華東數(shù)控，該企業(yè)屬于私有產(chǎn)權(quán)。下面，我們依次從兩個(gè)方面評(píng)價(jià)公司的技術(shù)創(chuàng)新績效。
4.1.1公司的數(shù)控機(jī)床銷售量占比評(píng)價(jià)
2000年，公司數(shù)控機(jī)床銷售收入占機(jī)床總收入的33.9%，2010年這一比率上升為60.5%[1]。雖然與自身相比，沈陽機(jī)床的數(shù)控機(jī)床銷售量占比有了一定的增長，但是與技術(shù)改造和研發(fā)業(yè)績更為優(yōu)異的昆明機(jī)床和華東數(shù)控相比，還存在一定差距。2010年，昆明機(jī)床的數(shù)控機(jī)床的銷售收入占比為64.7%[3]，華東數(shù)控為75.6%[4]，由此可見沈陽機(jī)床產(chǎn)品數(shù)控化率步伐需加快，大規(guī)模的技術(shù)創(chuàng)新投入對(duì)數(shù)控化率的提升效果需進(jìn)一步加強(qiáng)。
4.1.2公司數(shù)控機(jī)床的毛利率評(píng)價(jià)
2003―2010年沈陽機(jī)床數(shù)控機(jī)床的毛利率一直徘徊在23.50%―30%之間，期間沒有太大的起色。我們拿公司歷史最好數(shù)據(jù)――2009年數(shù)據(jù)為例進(jìn)行分析[1]。這一年公司數(shù)控機(jī)床毛利率達(dá)到歷史最好水平，為29.87%，而昆明機(jī)床為34.25%[3]，華東數(shù)控則高達(dá)38.97%[4]。沈陽機(jī)床的數(shù)控機(jī)床毛利率明顯低于其他兩家上市公司。公司年報(bào)顯示，其數(shù)控機(jī)床主要是以毛利率較低的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床為主的局面并未得到實(shí)質(zhì)性改變。
經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床因進(jìn)入門檻較低，其盈利能力隨著市場(chǎng)的激烈競爭而日漸衰落；與此相反，市場(chǎng)需求持續(xù)旺盛的中高端數(shù)控機(jī)床卻因?yàn)楫a(chǎn)品差別化大，個(gè)性化服務(wù)要求高，大部分產(chǎn)品都是訂單生產(chǎn)，因而具有可觀的議價(jià)能力和較高的毛利率。公司目前中高檔數(shù)控機(jī)床比重較低是數(shù)控機(jī)床毛利率低于其他公司的主要原因。
這一點(diǎn)還可以從下面的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)中得到進(jìn)一步的驗(yàn)證。2009年，沈陽機(jī)床新產(chǎn)品（中高端數(shù)控機(jī)床）的銷售收入為162728萬元，僅占比銷售總額的27.2%；新產(chǎn)品的銷售利潤僅為1700萬元，僅占比主營業(yè)務(wù)利潤的1.3%。而華東數(shù)控歷時(shí)五年研發(fā)的新產(chǎn)品大型數(shù)控龍門系列機(jī)床在2009年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化時(shí)，銷售收入占比和毛利率則分別高達(dá)64.08%和41.66%[4]。上述比較分析表明，沈陽機(jī)床技術(shù)創(chuàng)新的市場(chǎng)績效還需要大幅提升。
綜上所述，公司技術(shù)優(yōu)勢(shì)的市場(chǎng)績效似乎并不顯著。這值得我們深入分析其背后的深層原因。
4.2制約技術(shù)創(chuàng)新績效的體制性因素
我們認(rèn)為，具有轉(zhuǎn)軌時(shí)期國有企業(yè)屬性的體制性因素是制約公司技術(shù)創(chuàng)新市場(chǎng)績效的主要障礙。
4.2.1技術(shù)創(chuàng)新的市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)不足
作為一個(gè)老牌大型國有機(jī)床企業(yè)，公司在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)期形成的計(jì)劃、技術(shù)驅(qū)動(dòng)型的研發(fā)傳統(tǒng)――雖然經(jīng)過多年的改革修正――仍然存在，市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)力不足?？梢哉f，“重技術(shù)獲獎(jiǎng)而輕市場(chǎng)”的研發(fā)傳統(tǒng)的強(qiáng)大慣性是公司技術(shù)創(chuàng)新市場(chǎng)績效不明顯的重要原因。與擁有國企屬性和行業(yè)老大雙重身份的沈陽機(jī)床相比，作為國內(nèi)首家民營機(jī)床企業(yè)，華東數(shù)控的技術(shù)研發(fā)更注重市場(chǎng)需求的驅(qū)動(dòng)，因而在龍門機(jī)床的研發(fā)上取得了顯著的市場(chǎng)績效。
4.2.2技術(shù)創(chuàng)新的“大而全”傾向
2009年，在三家企業(yè)中，沈陽機(jī)床的研發(fā)費(fèi)用與凈利潤比值最高，為1.66，而昆明機(jī)床和華東數(shù)控則分別僅為0.21和0.27?？梢钥闯觯蜿枡C(jī)床研發(fā)經(jīng)費(fèi)的使用效率遠(yuǎn)低于另兩家企業(yè)，存在“高投入低效益”現(xiàn)象。
這種現(xiàn)象可以由公司在技術(shù)創(chuàng)新上存在的“大而全”傾向得到合理解釋。“大而全”的研發(fā)導(dǎo)致資金使用方向分散，從而可能造成本應(yīng)重點(diǎn)投入的主要技術(shù)產(chǎn)品因研發(fā)資金不足而導(dǎo)致研發(fā)效益無法凸顯。
反觀國內(nèi)機(jī)床行業(yè)的另兩家上市公司昆明機(jī)床和華東數(shù)控，我們看到了不同的研發(fā)競爭策略。昆明機(jī)床重點(diǎn)研發(fā)具有市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)的鏜銑系列數(shù)控機(jī)床，而華東數(shù)控的研發(fā)重點(diǎn)一直是大型龍門數(shù)控機(jī)床，這種精與專的研發(fā)定位，極大提高了這兩家企業(yè)研發(fā)資金使用效率，與沈陽機(jī)床的高投入低效益不同，它們獲得了較高的毛利率，技術(shù)創(chuàng)新的市場(chǎng)績效顯著。
4.2.3軟預(yù)算約束制約仍然存在
造成沈陽機(jī)床技術(shù)創(chuàng)新市場(chǎng)績效不高的另一個(gè)體制性制約因素是“軟的預(yù)算約束綜合征”仍然存在[5]。沈陽機(jī)床的歷史發(fā)展中幾次大的資本擴(kuò)張基本上是政府主導(dǎo)下的企業(yè)行為。政府的金融支持為公司提供了充裕的技術(shù)改造和研發(fā)資金，促進(jìn)企業(yè)資本規(guī)?？焖贁U(kuò)張。但是在這種“預(yù)算約束體―支持體”的模式下，沈陽機(jī)床投資的預(yù)算軟約束問題不可避免。我們采用資產(chǎn)負(fù)債比率和流動(dòng)比率兩個(gè)概念，分別從縱向與橫向兩個(gè)角度來驗(yàn)證這一問題。
一般認(rèn)為，以衡量企業(yè)長期綜合償債能力和財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)為主的資產(chǎn)負(fù)債比率應(yīng)維持在40―60%之間比較合適，過高的資產(chǎn)負(fù)債比率是不利的。流動(dòng)比率是衡量企業(yè)短期風(fēng)險(xiǎn)的主要指標(biāo)，反映企業(yè)短期負(fù)債的清償能力。一般認(rèn)為2:1的比例比較合適，過低說明企業(yè)償還能力較差；過高說明企業(yè)的部分資金閑置[6]。
對(duì)沈陽機(jī)床資產(chǎn)負(fù)債率的自1996年以來至今歷年計(jì)算結(jié)果的比較可以看出，除了1996年以外，該指標(biāo)一直高于60%，并逐年呈上升趨勢(shì)，近五年已經(jīng)超過了80%，資產(chǎn)負(fù)債比率嚴(yán)重偏高，表明企業(yè)經(jīng)營綜合風(fēng)險(xiǎn)較高，償債壓力較大。而公司流動(dòng)比率16年來均在1.6以下徘徊，并且在2001年以來呈不斷惡化趨勢(shì)，指標(biāo)進(jìn)一步下降至1左右，說明資金流動(dòng)性存在較大問題，隨著債務(wù)的逐步到期，公司短期經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)持續(xù)增大[1]。
從橫向角度比較沈陽機(jī)床和華東數(shù)控2009年資產(chǎn)負(fù)債比率和流動(dòng)比率這兩個(gè)指標(biāo)來看。華東數(shù)控的資產(chǎn)負(fù)債比率為54.6，在40%―60%的合理區(qū)間，而沈陽機(jī)床為84.2%，無疑過高；華東數(shù)控的流動(dòng)比率分別為1.75，比較正常，而沈陽機(jī)床的這一比率卻只有1.02，短期流動(dòng)性萎縮較大，企業(yè)短期財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)較大[1][4]。
一般而言，在企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)較高的情況下，企業(yè)應(yīng)該采取保守戰(zhàn)略。但是這種戰(zhàn)略定位似乎在沈陽機(jī)床的經(jīng)營上并沒有得到體現(xiàn)，代之以的反而是大規(guī)模的資本擴(kuò)張。政府強(qiáng)有力的金融支持支撐著沈陽機(jī)床長期以來高負(fù)債奔跑和不計(jì)成本的“大而全”的創(chuàng)新偏好，軟的預(yù)算約束也就不可避免了。
5.結(jié)論
通過對(duì)沈陽機(jī)床技術(shù)創(chuàng)新的案例研究，我們認(rèn)為，政府對(duì)國有大型制造業(yè)企業(yè)的政策扶持偏好，主要集中于對(duì)公司技術(shù)創(chuàng)新強(qiáng)有力的金融支持，這的確保證了企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新資金投入的充裕性。但是由于轉(zhuǎn)軌時(shí)期國有企業(yè)體制性慣例的制約，充裕的創(chuàng)新資金投入并沒有給沈陽機(jī)床帶來利潤的大幅增長，技術(shù)創(chuàng)新的市場(chǎng)績效不明顯，而企業(yè)的財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)卻在不斷累積，管理費(fèi)、財(cái)務(wù)費(fèi)和銷售費(fèi)等經(jīng)營成本居高不下。
因此，我們認(rèn)為，像沈陽機(jī)床這樣的大型國有企業(yè)要想走出技術(shù)創(chuàng)新“高投入低效益”的困境，全面提升創(chuàng)新的市場(chǎng)績效，比較可行的方法是必須解決之前政府扶植過度局限于硬件如資金投入而忽視企業(yè)軟實(shí)力――現(xiàn)代企業(yè)管理制度建立的問題，建立硬件與軟件統(tǒng)一并重的協(xié)調(diào)引導(dǎo)機(jī)制。我們認(rèn)為突破點(diǎn)在于積極引入民營資本對(duì)沈陽機(jī)床進(jìn)行股權(quán)重組，重組的重點(diǎn)應(yīng)是如何建立內(nèi)生的技術(shù)創(chuàng)新市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新和資本擴(kuò)張的“預(yù)算硬約束”，而要想實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，民營資本的投資比重不能過低。
基金資助項(xiàng)目：遼寧省科技廳科學(xué)技術(shù)計(jì)劃項(xiàng)目： 激活中國“數(shù)控機(jī)床高速精密化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”內(nèi)生動(dòng)力機(jī)制的對(duì)策研究；主持人，王蓉；項(xiàng)目編號(hào)：2011414006。
參考文獻(xiàn)：
[1]1996年――2010年沈陽機(jī)床股份有限公司的中期報(bào)告與年度報(bào)告。
[2]沈陽機(jī)床股份有限公司官方網(wǎng)站。
[3]昆明機(jī)床2009-2010年度報(bào)告。
[4]華東數(shù)控2009-2010年度報(bào)告。
[5] [意]雅諾什?科爾奈，預(yù)算軟約束綜合癥[J]，新財(cái)富，2009年第6期。
[6] [美]羅伯特?C?希金斯，沈藝峰譯，財(cái)務(wù)管理分析[M]，北京大學(xué)出版社?，2009年版。
作者簡介：
關(guān)鍵詞: 數(shù)控機(jī)床；可靠性技術(shù)；改進(jìn)
隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)數(shù)控機(jī)床技術(shù)提出了更高的要求，所以其技術(shù)不完善之處也顯現(xiàn)出來。因而為了更好的發(fā)揮數(shù)控技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，降低故障率，所以需要不斷地對(duì)數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)進(jìn)行研究，也就顯得尤為重要。
根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的定義，可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下、在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定任務(wù)的能力。數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品的工作條件一般包括加工尺寸、 切削用量、 切削功率、使用環(huán)境條件、 加工材料等設(shè)計(jì)規(guī)定的條件；規(guī)定的時(shí)間可以是設(shè)計(jì)確定的運(yùn)行壽命，也可以是機(jī)床大修前的年限，還可以是考核時(shí)確定的任何年限；規(guī)定的任務(wù)是指機(jī)床設(shè)計(jì)時(shí)確定的功能，例如加工中心可以完成鉆、 銑、 鏜、 鉸、 攻絲等功能。數(shù)控機(jī)床的可靠性一般是以故障來表征的， 可靠性高就意味著產(chǎn)品在使用過程中所發(fā)生的各種故障少。因而減少或避免發(fā)生故障，是數(shù)控機(jī)床可靠性的重要體現(xiàn)。
一、目前數(shù)控機(jī)床可靠性現(xiàn)狀研究
隨著技術(shù)的進(jìn)步，在數(shù)控領(lǐng)域與同行業(yè)的其他同類產(chǎn)品相比，我國的設(shè)計(jì)水平和穩(wěn)定性都有較大差距，其中故障率高、運(yùn)行不穩(wěn)定、工藝粗糙、互換性差是幾個(gè)突出的問題。根據(jù)數(shù)據(jù)比對(duì)分析，我們的數(shù)控機(jī)床的可靠性問題集中在以下幾個(gè)方面：
（一）機(jī)電元器件質(zhì)量不過關(guān)
目前機(jī)電行業(yè)內(nèi)的生產(chǎn)企業(yè)，管理不規(guī)范，不到位現(xiàn)象比較普通，造成在低壓電器、機(jī)電元器件市場(chǎng)中，產(chǎn)品不標(biāo)準(zhǔn)，非正規(guī)廠家和正規(guī)常見的產(chǎn)品真假難辨。諸如像繼電器、觸發(fā)器、按鍵、鍵盤、開關(guān)、雙絞線等部件故障率較高。較為普通的現(xiàn)象是繼電器的彈簧耐疲勞性差、溫度特性差，高溫下的簧片變形或絕緣材料失效會(huì)使繼電器動(dòng)作失靈。很多長期使用的機(jī)電器，短時(shí)間使用后電阻就會(huì)增大，內(nèi)置器件松動(dòng)，造成正在運(yùn)行的系統(tǒng)突然停止、程序紊亂等事故?？梢钥闯觯@些部件在數(shù)控機(jī)床使用，發(fā)生生產(chǎn)事故的后果是必然的。
（二）生產(chǎn)工藝和基礎(chǔ)設(shè)備不合格
目前我們國內(nèi)生產(chǎn)數(shù)控設(shè)備的相關(guān)技術(shù)設(shè)備還不完善，生產(chǎn)工藝水平還有待提高。從中國質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)出，目前我們電氣系統(tǒng)八成以上的故障是由于電源故障或電源對(duì)干擾信號(hào)的傳導(dǎo)。其中很多由于設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)問題，其中強(qiáng)電設(shè)備會(huì)發(fā)出很強(qiáng)的脈沖噪聲，通過傳導(dǎo)影響電子設(shè)備運(yùn)行，對(duì)電源系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的污染。實(shí)際中應(yīng)當(dāng)追根溯源，從電源降噪入手，利用電磁兼容性原理解除干擾。
（三）集成系統(tǒng)安裝不到位
集成數(shù)控系統(tǒng)等板塊的正確安裝是保證數(shù)控機(jī)床正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。在安裝過程中，如果沒有根據(jù)相關(guān)技術(shù)指標(biāo)的要求，遵守安裝調(diào)試的標(biāo)準(zhǔn)步驟，忽視了相關(guān)干擾因素，在安裝過程中操作不當(dāng)，或不規(guī)范操作，都會(huì)造成相關(guān)系統(tǒng)失控，這些因素都會(huì)影響機(jī)器零部件的加工，嚴(yán)重的甚至?xí)饳C(jī)器燒毀。此外，在安裝調(diào)試過程中，技術(shù)工程人員的技術(shù)不到位、經(jīng)驗(yàn)缺乏等原因，都會(huì)使得數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障，造成嚴(yán)重?fù)p失。
二、數(shù)控機(jī)床可靠性改進(jìn)方法
（一）提高數(shù)控機(jī)床可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)
產(chǎn)品的在生產(chǎn)之前，首先是設(shè)計(jì)出來的，然后才投入生產(chǎn)制造過程中。因此，機(jī)床的設(shè)計(jì)過程在提升可靠性方面具有重大作用?？煽啃栽O(shè)計(jì)是依據(jù)產(chǎn)品的工程經(jīng)驗(yàn)、歷史故障數(shù)據(jù)、當(dāng)前技術(shù)水平和組成零部件的可靠性狀況，預(yù)測(cè)產(chǎn)品實(shí)際可能達(dá)到的可靠度。根據(jù)可靠性預(yù)計(jì)的結(jié)果，可以修改設(shè)計(jì)方案，改進(jìn)薄弱環(huán)節(jié)，達(dá)到提高產(chǎn)品可靠性的目的?？煽啃灶A(yù)計(jì)的方法一般有性能參數(shù)法、相似設(shè)備法和失效率預(yù)計(jì)法。在設(shè)計(jì)數(shù)控系統(tǒng)時(shí)，可采用模塊化硬件形式，按照不同機(jī)床的功能需求合理組建模塊，遵循通用化、標(biāo)準(zhǔn)化原則，兼顧人機(jī)對(duì)話、機(jī)械故障自診斷、機(jī)床自保護(hù)、刀具管理功能，這樣既提高了機(jī)床的使用穩(wěn)定性，又降低了使用與維護(hù)成本。
（二）加強(qiáng)數(shù)控機(jī)床可靠性試驗(yàn)技術(shù)
產(chǎn)品在生產(chǎn)之前的多次實(shí)驗(yàn)是至關(guān)重要的，因?yàn)樵囼?yàn)是保證和提高產(chǎn)品可靠性的重要技術(shù)手段，可以說，沒有試驗(yàn)就沒有可靠性?？煽啃栽囼?yàn)是對(duì)產(chǎn)品的可靠性進(jìn)行調(diào)查、分析和評(píng)價(jià)的一種手段，其目的是發(fā)現(xiàn)在設(shè)計(jì)、材料、制造、裝配工藝方面的各種缺陷，為改善產(chǎn)品的性能，提高可靠性水平，減少維修及保障費(fèi)用提供科學(xué)依據(jù)。目前國內(nèi)外對(duì)于數(shù)控機(jī)床可靠性試驗(yàn)技術(shù)的研究主要集中在可靠性試驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法和應(yīng)用研究上。像重慶大學(xué)張根保教授等人設(shè)計(jì)了一種可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)方案， 采用多種應(yīng)力共同組成綜合應(yīng)力試驗(yàn)剖面，使得在較短時(shí)間內(nèi)激發(fā)出數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的故障；提出了數(shù)控機(jī)床整機(jī)及關(guān)鍵功能部件的可靠性試驗(yàn)方法，采用多種應(yīng)力共同作用使得數(shù)控機(jī)床的潛在故障在較短時(shí)間內(nèi)激發(fā)出來。他們研究仍然在繼續(xù)進(jìn)行中，為技術(shù)的提供作出了很大貢獻(xiàn)。
（三）運(yùn)用數(shù)控機(jī)床早期故障消除技術(shù)
從故障率分析研究可以看出，在機(jī)床制造完成后短期內(nèi)，機(jī)床的故障早發(fā)多發(fā)，隨著時(shí)間的推移，故障數(shù)會(huì)逐漸減少，直到進(jìn)入偶然故障期。這個(gè)時(shí)間段持續(xù)的時(shí)間長短根據(jù)產(chǎn)品類型、生產(chǎn)規(guī)模和制造水平而變，國產(chǎn)加工中心的這一時(shí)間段可能有1200h左右。很多國內(nèi)機(jī)床制造企業(yè)在產(chǎn)品裝配調(diào)試完成后，會(huì)空運(yùn)轉(zhuǎn)36~48h，這種低負(fù)載、短周期的試運(yùn)行，基本上激發(fā)不出故障，使得大量的早期故障到用戶處才能發(fā)現(xiàn)。因而對(duì)用戶而言，會(huì)對(duì)國內(nèi)生產(chǎn)的機(jī)床喪失信心；對(duì)生產(chǎn)企業(yè)而言，售后維修費(fèi)用增加。因此，需要將早期故障盡量消除在制造企業(yè)。為了實(shí)現(xiàn)早期故障消除，首先需要根據(jù)歷史數(shù)據(jù)運(yùn)用數(shù)據(jù)擬合技術(shù)建立定量化的研究分析。找出早期故障期和偶然故障期的時(shí)間拐點(diǎn)，作為早期故障消除的依據(jù)。還需要在制造企業(yè)建立早期故障消除的閉環(huán)體系結(jié)構(gòu)，通過完整的故障樹分析發(fā)現(xiàn)潛在的故障，通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)早期故障，并向設(shè)計(jì)和制造過程反饋，修改設(shè)計(jì)方案和改善制造過程，將早期故障消除在設(shè)計(jì)制造階段。
（四)數(shù)控機(jī)床運(yùn)行管理可靠性技術(shù)
數(shù)控機(jī)床在運(yùn)行過程中，可靠性主要受機(jī)床的安裝調(diào)試、維護(hù)保養(yǎng)、維修、運(yùn)行環(huán)境控制、加工條件控制等因素影響。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，機(jī)床由于運(yùn)行因素引起的故障會(huì)占到總故障數(shù)的20%左右。在安裝調(diào)試中，墊鐵的布置和調(diào)整具有重要的意義，特別是對(duì)于大型機(jī)床而言，由于墊鐵的布置和調(diào)整不當(dāng)，會(huì)使機(jī)床大型結(jié)構(gòu)件發(fā)生變形，影響機(jī)床的精度和精度壽命。同時(shí)，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床可靠性不夠除了技術(shù)水平不夠外，很大原因還在于管理技術(shù)的落后。包括人員的素質(zhì)差、工作的隨意性強(qiáng)、缺乏成熟的可靠性管理標(biāo)準(zhǔn)（包括設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、管理標(biāo)準(zhǔn)等）和系統(tǒng)的可靠性管理體系。因此，為了從本質(zhì)上提高國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的可靠性，需要在企業(yè)建立系統(tǒng)的可靠性管理體系，并持續(xù)在企業(yè)實(shí)施。
在我國工業(yè)飛速發(fā)展的今天，在我們第十二個(gè)五年計(jì)劃時(shí)期，機(jī)器制造業(yè)會(huì)朝著智能化、自動(dòng)化或集成化方向發(fā)展，所以數(shù)控機(jī)床需要量會(huì)不斷增加，這對(duì)數(shù)控機(jī)床行業(yè)的發(fā)展提供了有利的時(shí)機(jī)。但自從我國加入世貿(mào)組織后，國內(nèi)生產(chǎn)的機(jī)床可靠性教差，無法適應(yīng)市場(chǎng)的技術(shù)要求，面臨提高可靠性的迫切境地。因此，提高數(shù)控機(jī)床的可靠性，增強(qiáng)自己的市場(chǎng)競爭力顯得格外重要。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞：中等職業(yè)業(yè)學(xué)校；數(shù)控維修；專業(yè)建設(shè)
中圖分類號(hào)：G718 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-5727（2012）05-0154-02
隨著現(xiàn)代加工技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床得到了越來越普遍的應(yīng)用。數(shù)控機(jī)床是集機(jī)、電、液、氣等于一體的加工設(shè)備，一旦發(fā)生故障，就會(huì)給企業(yè)造成巨大的損失。隨著數(shù)控設(shè)備使用量的快速增加，對(duì)數(shù)控設(shè)備維修人才的需求越來越大，素質(zhì)要求也越來越高。那么，數(shù)控維修專業(yè)人員應(yīng)該如何培養(yǎng)，其培養(yǎng)方向又是如何呢？這是建設(shè)數(shù)控維修專業(yè)應(yīng)考慮的問題。
數(shù)控機(jī)床維修行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
隨著數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床在金屬切削行業(yè)中的應(yīng)用也越來越廣。“十五”、“十一五”期間，我國的數(shù)控機(jī)床行業(yè)得到了迅速的發(fā)展，已成為數(shù)控車床生產(chǎn)大國?？砷L期以來，國產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床始終處于低檔發(fā)展迅速、中檔進(jìn)展緩慢、高檔數(shù)控機(jī)床依靠進(jìn)口的局面。其主要原因有二：一是在技術(shù)上與先進(jìn)國家存在較大的差距；二是國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的平均故障間隔時(shí)間（MTBF）比進(jìn)口機(jī)床差一倍之多。雖然進(jìn)口機(jī)床的可靠性比國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床高，但機(jī)床一旦出現(xiàn)故障，維修困難，費(fèi)用昂貴，真可謂“買得起，修不起”。國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的維修比進(jìn)口機(jī)床容易，但機(jī)床售后維修服務(wù)不到位，主要原因是技術(shù)人員無法完成故障維修，不能體現(xiàn)國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的優(yōu)勢(shì)，從而使強(qiáng)項(xiàng)變成了弱項(xiàng)。
目前，各職業(yè)院校幾乎都設(shè)有數(shù)控專業(yè)，而企業(yè)需要的是數(shù)控設(shè)備維修與維護(hù)人員。目前，數(shù)控專業(yè)所開設(shè)的課程普遍偏重于理論學(xué)習(xí)和數(shù)控機(jī)床操作，而對(duì)數(shù)控機(jī)床的維護(hù)與維修幾乎不涉及或是一帶而過。這就造成了所培養(yǎng)的學(xué)生對(duì)于數(shù)控設(shè)備只會(huì)操作，而對(duì)于數(shù)控設(shè)備的維護(hù)與維修知之甚少。這樣就不能保證數(shù)控設(shè)備的利用率與完好率，最終導(dǎo)致了數(shù)控設(shè)備的開工率不足。從表1不難看出，影響數(shù)控設(shè)備利用率與完好率的主要因素是維修力量不足和維修費(fèi)用過高。要改變這種現(xiàn)狀，首先應(yīng)保證有足夠的維修技術(shù)人員。
數(shù)控維修人才概況
隨著數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控崗位上的人員需求也不盡相同，不少崗位要求從業(yè)人員掌握數(shù)控機(jī)床調(diào)試、維護(hù)與維修技能，對(duì)技術(shù)含量高的數(shù)控維修人員需求越來越多。
現(xiàn)在，一些單位對(duì)于數(shù)控機(jī)床的維護(hù)與維修并無專業(yè)人員，即便有也主要來源于普通機(jī)床維修人員，而這部分人員存在的主要問題有：一是年齡偏大，接受新知識(shí)、新事物的能力較差；二是知識(shí)結(jié)構(gòu)老化，他們主要了解普通機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)與電氣，而對(duì)于機(jī)電一體化的數(shù)控設(shè)備僅憑這些知識(shí)就力不從心了；三是綜合知識(shí)差，對(duì)于數(shù)控機(jī)床中模擬電路、數(shù)字電路、集成電路、微機(jī)原理、接口及計(jì)算機(jī)弱電部分感到陌生，維修高度機(jī)電一體化的數(shù)控機(jī)床顯然是不行的。
從表2可知，當(dāng)前數(shù)控技術(shù)人才主要來源于職業(yè)院校。企業(yè)對(duì)數(shù)控維修與維護(hù)人員的需求日益增大，應(yīng)屆畢業(yè)生的就業(yè)卻變得越來越困難。面對(duì)數(shù)控設(shè)備的維修與維護(hù)人員日漸短缺，學(xué)生就業(yè)難的現(xiàn)象，目前各職業(yè)院校紛紛開設(shè)了數(shù)控維修專業(yè)，由于各學(xué)校的師資、實(shí)訓(xùn)設(shè)備等力量不足，所開設(shè)的數(shù)控維修專業(yè)可以說是良莠不齊，所開設(shè)的課程也存在著嚴(yán)重的雷同現(xiàn)象?，F(xiàn)在，各職業(yè)院校所開設(shè)的數(shù)控維修專業(yè)普遍注重理論知識(shí)的講解，只不過有的偏重于電類知識(shí)的講解，有的偏重于機(jī)械結(jié)構(gòu)知識(shí)的講解而已。然而，不管是偏重于哪一方面知識(shí)的講解，對(duì)于高度機(jī)電一體的數(shù)控設(shè)備而言，都是不足的。開設(shè)數(shù)控維修專業(yè)的職業(yè)院校存在知識(shí)結(jié)構(gòu)不合理、實(shí)訓(xùn)資源不充足、師資質(zhì)量不高等問題。
對(duì)數(shù)控維修專業(yè)建設(shè)的建議
數(shù)控維修不僅是一門理論知識(shí)綜合性很強(qiáng)的學(xué)科，也是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。對(duì)于數(shù)控維修專業(yè)的課程設(shè)置，既不能單獨(dú)強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，也不能一味強(qiáng)調(diào)實(shí)踐學(xué)習(xí)。而目前大多數(shù)學(xué)校的數(shù)控維修專業(yè)建設(shè)，大部分偏重于理論教學(xué)。
（一）進(jìn)一步加強(qiáng)“校企合作”的辦學(xué)思路，提高學(xué)生分析問題與解決問題的能力
學(xué)校應(yīng)根據(jù)人才市場(chǎng)和企業(yè)相應(yīng)崗位要求，通過“校企合作”，不斷調(diào)整專業(yè)發(fā)展方向、課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容，不斷加強(qiáng)工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式，學(xué)校建立由企業(yè)、行業(yè)專家組成的數(shù)控維修專業(yè)建設(shè)指導(dǎo)委員會(huì)，在人才規(guī)格、知識(shí)技能結(jié)構(gòu)、教學(xué)內(nèi)容、課程設(shè)置、基地建設(shè)等方面發(fā)揮企業(yè)、行業(yè)專家的指導(dǎo)作用。進(jìn)一步完善以國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)、以工作任務(wù)為導(dǎo)向、以綜合職業(yè)能力培養(yǎng)為核心的“教、學(xué)、做”一體的課程體系，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與技能訓(xùn)練融合、能力培養(yǎng)與工作崗位對(duì)接、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)與崗位需求相適應(yīng)。積極探索教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式的改革，加快教學(xué)資源信息化建設(shè)，運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)手段，推進(jìn)多媒體教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、仿真模擬教學(xué)。突出職業(yè)能力，結(jié)合數(shù)控維修技術(shù)人才培養(yǎng)的特點(diǎn)，在專業(yè)建設(shè)指導(dǎo)小組的指導(dǎo)下，完善以專業(yè)理論課程、技能訓(xùn)練課程、綜合技能強(qiáng)化課程和德育模塊等相互支撐的課程體系。通過圍繞專業(yè)領(lǐng)域核心技術(shù)能力的培養(yǎng)，優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，精選課程內(nèi)容。在頂崗實(shí)習(xí)階段，可以將數(shù)控維修專業(yè)學(xué)生送至數(shù)控機(jī)床設(shè)備的故障診斷維修和維修售后服務(wù)處，讓學(xué)生在數(shù)控設(shè)備故障診斷維修部門完成實(shí)習(xí)任務(wù)。學(xué)生在跟著維修人員進(jìn)行數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的過程中，通過實(shí)踐提高理論聯(lián)系實(shí)際能力、分析問題與解決問題能力。
（二）課程設(shè)置
在課程設(shè)置方面，學(xué)校根據(jù)企業(yè)的需要和學(xué)生實(shí)際情況，依據(jù)教學(xué)以應(yīng)用為目的，理論以“必需、夠用”為度，突出技能訓(xùn)練的針對(duì)性和實(shí)用性原則，按“教為主導(dǎo)、學(xué)為主體、練為主線”的要求，建設(shè)和完善以專業(yè)理論課程、技能課程、德育課程三個(gè)系統(tǒng)相互支撐的課程體系。開展“模塊化”教學(xué)，在教學(xué)過程中采用項(xiàng)目教學(xué)法和“一體化”的教學(xué)模式，將理論課程融入實(shí)踐課題當(dāng)中。
理論課程 依據(jù)通用職業(yè)崗位能力要求，確定專業(yè)核心能力體系，并將與之相匹配的專業(yè)知識(shí)課程設(shè)定為專業(yè)主干課程。擬建設(shè)的主干課程如表3所示。
實(shí)訓(xùn)課程 根據(jù)職業(yè)教育的本質(zhì)和高素質(zhì)技能應(yīng)用型人才培養(yǎng)規(guī)律，按照實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)要求和教學(xué)過程的實(shí)踐性、開放性和職業(yè)性原則，引導(dǎo)課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革，將專業(yè)課、工藝課等理論教學(xué)內(nèi)容融入實(shí)踐環(huán)節(jié)，實(shí)踐課程在總課時(shí)中的比重達(dá)到60%以上。
通過實(shí)訓(xùn)教學(xué)與理論教學(xué)相互結(jié)合，達(dá)到 “學(xué)以致用，以用促學(xué)，全面發(fā)展”的教學(xué)理念要求，教學(xué)過程由實(shí)訓(xùn)教室向車間延伸，使學(xué)生成為新型技能人才。實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)與現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)有機(jī)結(jié)合，更能培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)要求、符合企業(yè)需要、綜合能力較強(qiáng)的復(fù)合型人才。
這樣，學(xué)校在與企業(yè)合作同時(shí)完成對(duì)學(xué)生的“訂單式”培養(yǎng)，不僅可以解決實(shí)訓(xùn)設(shè)備問題，為學(xué)校節(jié)約開支，同時(shí)也為學(xué)生實(shí)踐提供充足的資源。培養(yǎng)的學(xué)生對(duì)于企業(yè)而言更加實(shí)用，無需再進(jìn)行崗前培訓(xùn)。這樣，不僅滿足了企業(yè)對(duì)人才的需求，也解決了學(xué)生就業(yè)難的問題。
（三）提高教師的業(yè)務(wù)及專業(yè)能力
由于數(shù)控機(jī)床維修是一門綜合學(xué)科，故對(duì)教師的要求相對(duì)較高。目前，大部分教師來源于學(xué)校，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相對(duì)匱乏，教師的業(yè)務(wù)及專業(yè)能力制約著數(shù)控維修專業(yè)的發(fā)展。針對(duì)這種現(xiàn)象，可以有針對(duì)性地對(duì)教師進(jìn)行培訓(xùn)。一是讓教師進(jìn)企業(yè)實(shí)踐，增加實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)；二是聘請(qǐng)專業(yè)技術(shù)能力較強(qiáng)、經(jīng)驗(yàn)豐富的企業(yè)人員，讓他們走進(jìn)課堂，以解決師資不足的問題。
結(jié)語
數(shù)控機(jī)床是集機(jī)、電、液、氣等為一體的數(shù)控設(shè)備，對(duì)于數(shù)控設(shè)備維修人才的培養(yǎng)也應(yīng)該是綜合性的，而不應(yīng)是單一的某一方向?qū)I(yè)知識(shí)或?qū)嵺`能力的培養(yǎng)。所以，數(shù)控維修專業(yè)的設(shè)置既不能只注重理論學(xué)習(xí)，也不能過于偏重于實(shí)踐學(xué)習(xí)，對(duì)于理論的學(xué)習(xí)也不能偏重于某一方面，否則，數(shù)控維修專業(yè)的發(fā)展就會(huì)受到制約。
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關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床 可靠性 技術(shù)研究
中圖分類號(hào)：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）08（c）-0026-02
該文將對(duì)數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)進(jìn)行研究，分別從：數(shù)控機(jī)床可靠性內(nèi)涵、數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)存在的必要性、數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)的研究、現(xiàn)階段數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)存在的問題、數(shù)控機(jī)床可靠性的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、提高數(shù)控機(jī)床運(yùn)行可靠性的具體措施、數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)的展望7個(gè)部分進(jìn)行闡述。
1 數(shù)控機(jī)床可靠性內(nèi)涵
關(guān)于數(shù)控機(jī)床可靠性的定義，最初是由盧瑟爾提出的。所謂“可靠性”是指“產(chǎn)品能在規(guī)定條件及規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成的規(guī)定功能的能力?！笨煽啃院茈y用一個(gè)量來表示，因此在對(duì)可靠性進(jìn)行定義時(shí)必須根據(jù)具體情況、具體場(chǎng)合來選擇適當(dāng)?shù)闹笜?biāo)。值得注意的是，可靠性是產(chǎn)品實(shí)際運(yùn)行過程中所顯露出的屬性，且數(shù)控機(jī)床可靠性存在一定特殊性，它是集機(jī)、電、氣等高新技術(shù)于一身的現(xiàn)代化工作母機(jī)，它對(duì)加工精度有一定要求。當(dāng)前，數(shù)控機(jī)床在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行過程中最易發(fā)生的故障以功能性故障居多。所謂功能性故障一般指：加工中心刀庫不轉(zhuǎn)位、不執(zhí)行程序指令、定位不準(zhǔn)、旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)不定位以及電氣系統(tǒng)大量故障等，是當(dāng)前廣大機(jī)床用戶亟待解決的。在機(jī)床用戶看來，數(shù)控機(jī)床的可靠性涵義實(shí)際上指的就是機(jī)床在運(yùn)行過程中故障頻率出現(xiàn)次數(shù)相對(duì)較低。因此在開展數(shù)控機(jī)床可靠性工作時(shí)必須做些真實(shí)操作的實(shí)事，切實(shí)解決可靠性實(shí)際問題，讓用戶看到實(shí)效。高速、高精度以及高可靠性是現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床發(fā)展的主要趨勢(shì)，數(shù)控機(jī)床可靠性成為市場(chǎng)競爭的焦點(diǎn)，目前國內(nèi)的數(shù)控機(jī)床研發(fā)方向主要朝高檔次方向發(fā)展，提高數(shù)控機(jī)床可靠性成為當(dāng)下最為急迫的事。
2 數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)存在的必要性
2.1 數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)滿足市場(chǎng)發(fā)展需求
我國正處于工業(yè)化發(fā)展中，汽車、鋼鐵、機(jī)械等一批重工業(yè)為基礎(chǔ)的行業(yè)發(fā)展勢(shì)頭越來越迅猛，導(dǎo)致對(duì)數(shù)控機(jī)床的需求也越來越大。為了滿足市場(chǎng)發(fā)展需求，數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)必須不斷發(fā)展創(chuàng)新，使其功能日趨完善。
2.2 機(jī)床故障頻率普遍偏高
由于我國數(shù)控機(jī)床現(xiàn)階段的自主開發(fā)能力相對(duì)薄弱，自動(dòng)化水平低，精度保持性相對(duì)較差，制約了我國數(shù)控機(jī)床的發(fā)展及銷售，與國際現(xiàn)階數(shù)控水平存在較大差距，對(duì)數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行故障不能及時(shí)準(zhǔn)確的排除，此外還承受著市場(chǎng)巨大需求量的壓力。因此為了解決這個(gè)問題就必須提高數(shù)控機(jī)床的可靠性。
2.3 數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)的意義
數(shù)控機(jī)床的可靠性對(duì)用戶來說十分關(guān)鍵，還在一定程度上影響了我國與國際水平間的較量，提高數(shù)控機(jī)床可靠性能促進(jìn)數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)的持續(xù)發(fā)展，對(duì)于改變我國機(jī)床工業(yè)現(xiàn)狀有推動(dòng)作用。數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)的存在是必要的，它充分滿足了市場(chǎng)發(fā)展需求，減少了數(shù)控機(jī)床運(yùn)行故障的發(fā)生頻率，它是實(shí)現(xiàn)民族裝備制造業(yè)振興的催化劑。數(shù)控機(jī)床作為復(fù)雜的機(jī)電液系統(tǒng)，它還沒有相對(duì)成熟的可靠性理論與技術(shù)，加上我國數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)研究起步較晚，涉足此行業(yè)的相關(guān)研究人員與研究機(jī)構(gòu)相對(duì)較少，技術(shù)積累相對(duì)薄弱，處于發(fā)展階段，相對(duì)德國等工業(yè)發(fā)達(dá)的國家來說還有很長一段發(fā)展距離，為了縮短與發(fā)達(dá)國家之間的差距，我們必須拿出實(shí)際行動(dòng)。
3 現(xiàn)階段數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)存在的問題
3.1 數(shù)控機(jī)床可靠性研究者及相關(guān)機(jī)構(gòu)普遍較少
由于我國在數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)的研究人員與研究機(jī)構(gòu)比較缺乏，加上數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)研究的成本比較高，時(shí)間相對(duì)過長，其研究成果的獲取相對(duì)過慢，導(dǎo)致我國數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)體系缺乏完整性。
3.2 數(shù)控機(jī)床可靠性數(shù)據(jù)累積相對(duì)薄弱
制造業(yè)數(shù)控機(jī)床的可靠性的提高需要一定的數(shù)據(jù)作為實(shí)踐基礎(chǔ)，由于我國數(shù)控機(jī)床發(fā)展較晚，導(dǎo)致我國數(shù)控機(jī)床可靠性數(shù)據(jù)累積相對(duì)薄弱，從而不能為廣大的數(shù)控機(jī)床用戶可靠性技術(shù)的研究提供任何幫助，這也是我國數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)發(fā)展相對(duì)滯后的主要原因。
3.3 數(shù)控機(jī)床的維修性及可用性得不到重視
要提高我國數(shù)控機(jī)床的可靠性技術(shù)就必須對(duì)數(shù)控機(jī)床的維修性及可用性重視起來，根據(jù)企業(yè)的需求去簡化維修過程，縮短維修時(shí)間，將可靠性最大化，我國必須提高對(duì)其重視的程度，最大程度滿足數(shù)控機(jī)床用戶的需求，制定相關(guān)政策，奠定我國數(shù)控機(jī)床可靠性研究基礎(chǔ)。
3.4 數(shù)控機(jī)床故障機(jī)理研究相對(duì)不足
當(dāng)前我國對(duì)數(shù)控機(jī)床故障機(jī)理的研究相對(duì)不足，所謂故障機(jī)理研究主要是針對(duì)故障現(xiàn)象分析得出的反映故障本質(zhì)的原因。但由于我國現(xiàn)階段對(duì)故障機(jī)理研究相對(duì)缺乏，從而對(duì)產(chǎn)生故障的物力本質(zhì)障礙直接的相關(guān)性以及故障問題認(rèn)識(shí)不清，使改進(jìn)成本不斷增加，造成了經(jīng)濟(jì)資源浪費(fèi)。
3.5 對(duì)機(jī)床整機(jī)功能部件缺乏重視
數(shù)控機(jī)床由各類功能部件及數(shù)控系統(tǒng)組成，其組成部件的可靠性制約著數(shù)控機(jī)床的整體可靠性，因此制造者必須對(duì)機(jī)床功能部件的質(zhì)量加以重視。但由于國內(nèi)機(jī)床功能部件企業(yè)技術(shù)比較薄弱，研究機(jī)構(gòu)工作的重心又都放到了機(jī)床整機(jī)上，導(dǎo)致其功能部件得不到重視，無法提高數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)發(fā)展。
3.6 數(shù)控機(jī)床電元器件質(zhì)量相對(duì)較差
當(dāng)前，國內(nèi)機(jī)電元器件市場(chǎng)存在粗制濫造及惡意壓價(jià)的現(xiàn)象，并且質(zhì)量相對(duì)較差，溫度特性差、電器反應(yīng)不靈敏、使用壽命短等特點(diǎn)。如果將這些質(zhì)量差的電元器件應(yīng)用到數(shù)控機(jī)床，會(huì)造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故。
3.7 CNC安裝不當(dāng)
CNC是指數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)的正確安裝對(duì)數(shù)控機(jī)床正常運(yùn)行起到一定保障，如果沒有按照相關(guān)要求進(jìn)行安裝則會(huì)造成驅(qū)動(dòng)軸失控，引起機(jī)器報(bào)廢，使數(shù)控機(jī)床免疫力降低，導(dǎo)致故障發(fā)生頻率不斷提高。
4 數(shù)控機(jī)床可靠性的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
必須建立豐富的可靠性設(shè)計(jì)規(guī)范。
在對(duì)數(shù)控機(jī)床可靠性進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)建立起可靠性設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)計(jì)規(guī)范的建立能在一定程度上對(duì)數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的可靠性設(shè)計(jì)以及分析工作進(jìn)行約束管理，對(duì)不同的產(chǎn)品采取不同的可靠性設(shè)計(jì)。
4.1 建立可靠性設(shè)計(jì)評(píng)審大綱及流程
評(píng)審大綱的評(píng)審內(nèi)容將會(huì)涵蓋產(chǎn)品從概念到生產(chǎn)的所有開發(fā)階段，它的重要性不言而喻，因此企業(yè)必須建立可靠性設(shè)計(jì)評(píng)審大綱及流程，并邀請(qǐng)一些在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、應(yīng)力分析、安全維修等專業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)研究人員參與到評(píng)審中來。
5 提高數(shù)控機(jī)床運(yùn)行可靠性的具體措施
5.1 提高數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性
在設(shè)計(jì)數(shù)控系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)該按照不同機(jī)床功能需求來進(jìn)行模塊組建，可以在一定程度上提高機(jī)床使用的穩(wěn)定性還能降低機(jī)床維護(hù)成本，兼顧人機(jī)對(duì)話以及機(jī)械故障自診斷，對(duì)機(jī)床起到自我保護(hù)作用。數(shù)控機(jī)床運(yùn)行的速率與系統(tǒng)性能的好壞息息相關(guān)，因此必須提高數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性。
5.2 保證數(shù)控系統(tǒng)的正確操作
邏輯程序編寫失誤、參數(shù)配置的錯(cuò)誤都會(huì)給數(shù)控機(jī)床埋下質(zhì)量隱患，會(huì)給用戶帶來很多不便，對(duì)自己的信譽(yù)有一定影響。因此在對(duì)數(shù)控系統(tǒng)操作時(shí)必須保證一定正確性，否則會(huì)使誤差累積，對(duì)機(jī)床轉(zhuǎn)動(dòng)鏈造成沖擊。
5.3 采用有效隔離屏蔽技術(shù)
由于CNC系統(tǒng)的濾波環(huán)節(jié)降噪功能有限，因此必須配置相關(guān)隔離設(shè)備，盡量減小干擾信號(hào)。屏蔽干擾信號(hào)可以從兩方面入手：一是取東西元件，將干擾源屏蔽起來，從而達(dá)到阻斷靜電與電磁信號(hào)傳遞的目的；二是利用雙層金屬屏蔽控制系統(tǒng)，以防高壓線外在物質(zhì)的干擾，促進(jìn)數(shù)控機(jī)床可靠性大大提高。
5.4 合理布線與接地
由于數(shù)控機(jī)床地線相對(duì)比較復(fù)雜，系統(tǒng)中的機(jī)架箱體等結(jié)構(gòu)件應(yīng)予以接地。且接地電纜的橫截面積不能小于10 mm2，布線必須遵循“強(qiáng)弱分開”原則，利用金屬屏蔽線隔開輸入信號(hào)線，嚴(yán)禁與其他設(shè)備接地。
5.5 運(yùn)行可靠性控制
實(shí)驗(yàn)表明用戶使用不當(dāng)造成的故障占機(jī)床總體故障的20%左右。因此必須控制用戶對(duì)機(jī)床的使用，預(yù)防用戶對(duì)機(jī)床的超載使用，通過大修恢復(fù)機(jī)床精度與可靠性。
5.6 完善數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)體系
要促進(jìn)數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)的發(fā)展必須對(duì)數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)體系進(jìn)行完善，以數(shù)控機(jī)床可靠性建模為基礎(chǔ)，對(duì)數(shù)控機(jī)床的可靠性技術(shù)進(jìn)行拓展，對(duì)研究成果進(jìn)行嚴(yán)格篩選，構(gòu)建故障案例庫與數(shù)據(jù)庫，促進(jìn)我國數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)的發(fā)展。
6 數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)的應(yīng)用研究
6.1 數(shù)控機(jī)床可靠性評(píng)定方法
數(shù)控機(jī)床可靠性的評(píng)定方法有三種，一是修正極大似然法和序貫壓縮相結(jié)合的方法；二是指數(shù)壽命型串聯(lián)系統(tǒng)法；三是基于信賴方法的數(shù)控機(jī)床可靠度的分析法。第一種的準(zhǔn)確度比第二種更高，在數(shù)據(jù)充分的情況下，采用基于信賴方法的數(shù)控機(jī)床可靠度分析方法更為合理。
6.2 數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)分析方法
加工中心是現(xiàn)代信息科學(xué)與傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)相結(jié)合的典型產(chǎn)品，通過對(duì)其故障信息的科學(xué)分析，找出運(yùn)行中的薄弱環(huán)節(jié)。將故障分析結(jié)果反映到各個(gè)部門，以提高產(chǎn)品可靠性為重要任務(wù)，將傳統(tǒng)頻次主次圖分析方法與故障比重比方法相結(jié)合來解決故障問題。
6.3 重視數(shù)控機(jī)床可靠技術(shù)，更好促進(jìn)機(jī)床的現(xiàn)代化
根據(jù)機(jī)床各部分組建的功能將經(jīng)濟(jì)、資源等內(nèi)容進(jìn)行綜合考慮，來確定影響可靠性指標(biāo)的因素，更好促進(jìn)可靠性的提高，同時(shí)抓好改制改組工作，注重售后服務(wù)降低故障發(fā)生頻率，一旦出現(xiàn)故障必須及時(shí)解決，重視質(zhì)量與服務(wù)，積極引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，更好促進(jìn)數(shù)控機(jī)床的現(xiàn)代化發(fā)展，努力掌握好數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)，為機(jī)床質(zhì)量提供一定保障。
6.4 數(shù)控機(jī)床可靠性信息體系及開發(fā)“可靠性數(shù)據(jù)庫”和信息處理軟件
開發(fā)出可靠性信息源，開發(fā)出可靠性信息存儲(chǔ)、處理技術(shù)；數(shù)控機(jī)床可靠性數(shù)據(jù)庫、可靠性評(píng)價(jià)軟件、故障分析軟件，為數(shù)控機(jī)床建立集成化可靠性信息體系。
6.5 建立可靠性指標(biāo)（水平）評(píng)價(jià)體系
針對(duì)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品的特點(diǎn)，建立了數(shù)控機(jī)床可靠性指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，對(duì)平均故障間隔時(shí)間MTBF進(jìn)行點(diǎn)估計(jì)和區(qū)間估計(jì)，并評(píng)估出平均修復(fù)時(shí)間MTTR和固有可用度Ai等具體數(shù)值，從而評(píng)價(jià)出數(shù)控機(jī)床可靠性水平。此項(xiàng)成果建立了完全針對(duì)數(shù)控機(jī)床行業(yè)特點(diǎn)的可靠性增長理論體系，開發(fā)出了實(shí)用技術(shù)以及可靠性增長的具體實(shí)施方法， 在國內(nèi)外均屬首創(chuàng)。
7 數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)的展望
數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)研究歷經(jīng)幾十年，在可靠性設(shè)計(jì)、故障分析、可靠性建模、可靠性試驗(yàn)等方面取得了明顯的進(jìn)展。目前正在形成可靠性動(dòng)態(tài)建模、可靠性綜合設(shè)計(jì)、故障預(yù)警等數(shù)控機(jī)床可靠技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。但由于從事數(shù)控機(jī)床可靠性研究的學(xué)者及相關(guān)機(jī)構(gòu)普遍較少，對(duì)數(shù)控機(jī)床故障機(jī)理、數(shù)控機(jī)床維修性及可用性研究不夠重視，從而導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)一直得不到發(fā)展。隨著科技的迅速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代機(jī)床行業(yè)最關(guān)鍵的技術(shù)之一，我們必須從數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)及行業(yè)需求角度進(jìn)行技術(shù)展望。
7.1 強(qiáng)化全生命周期可靠性技術(shù)理念
數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)的發(fā)展必須建立在可靠性建模、分析、設(shè)計(jì)等研究基礎(chǔ)上，加強(qiáng)數(shù)控機(jī)床制造可靠性、早期故障排除、運(yùn)輸可靠性、維修性設(shè)計(jì)等可靠性技術(shù)研究，強(qiáng)化全生命周期可靠性技術(shù)理念，將其應(yīng)用到數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)的發(fā)展當(dāng)中去。
7.2 構(gòu)建數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)體系
通過強(qiáng)化全生命周期可靠性技術(shù)理念，對(duì)研究成果不斷進(jìn)行完善，在此基礎(chǔ)上制定數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)規(guī)范，形成具有數(shù)控機(jī)床行業(yè)特色產(chǎn)品的可靠性技術(shù)體系。技術(shù)的研究離不開企業(yè)，在應(yīng)用可靠性技術(shù)管理體系時(shí)應(yīng)該保障可靠性技術(shù)研究成果在企業(yè)中的有效應(yīng)用，使企業(yè)逐漸成為可靠性技術(shù)研發(fā)主體。
8 結(jié)語
可靠性有關(guān)學(xué)科發(fā)展始于20世紀(jì)50年代，并形成了相對(duì)完善的理論體系，要提高數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品的可靠性，企業(yè)必須建立一定的可靠性保障能力，并且數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)的發(fā)展離不開企業(yè)的支持，企業(yè)應(yīng)該從戰(zhàn)略角度出發(fā)，從零部件設(shè)計(jì)到故障數(shù)據(jù)分析方面做好調(diào)研工作，構(gòu)建完善的管理體系，并給出相應(yīng)改進(jìn)意見，提高數(shù)控機(jī)床可靠性，促進(jìn)數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)的發(fā)展。在第十二個(gè)五年計(jì)劃期間，我國的機(jī)械制造業(yè)逐漸朝著集成化、自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展，同時(shí)也為數(shù)控機(jī)床行業(yè)提供了良好機(jī)會(huì)。
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一、概述
柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)簡稱柔性制造技術(shù)，它以工藝設(shè)計(jì)為先導(dǎo)，以數(shù)控技術(shù)為核心，是自動(dòng)化地完成企業(yè)多品種、多批量的加工、制造、裝配、檢測(cè)等過程的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)。它涉及到計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、控制、信息、監(jiān)測(cè)、生產(chǎn)系統(tǒng)仿真、質(zhì)量控制與生產(chǎn)管理等技術(shù)。其主要研究范圍一般可分為：
1.適用于柔性自動(dòng)化生產(chǎn)的設(shè)備
包括數(shù)控機(jī)床、輔機(jī)、傳輸裝置、機(jī)器人、存儲(chǔ)裝置、柔性自動(dòng)裝夾具、檢具、交換裝置及更換裝置、接口等。
2.自動(dòng)化控制和管理技術(shù)
包括分布式數(shù)字控制技術(shù)、質(zhì)量統(tǒng)計(jì)和管理信息集成技術(shù)、生產(chǎn)規(guī)則和動(dòng)態(tài)調(diào)度控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)、生產(chǎn)系統(tǒng)仿真技術(shù)等。
3.聯(lián)線技術(shù)
根據(jù)工藝設(shè)計(jì)，將各種設(shè)備聯(lián)線，形成一個(gè)自動(dòng)化生產(chǎn)的有機(jī)整體，既具有一定范圍的適用性，又具有較好的可變性。包括FMC、FMS、FML、FA等。
二、選擇依據(jù)
柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)的高效性、靈活性和縮短投產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間等特性使其成為實(shí)施靈捷制造、并行工程、精益生產(chǎn)和智能制造等先進(jìn)制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)。
柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)起源于切削加工，至今已遍及到機(jī)械制造業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，包括：電火花加工、激光加工、板材剪切和折彎、沖壓加工、水噴射加工、焊接及自動(dòng)化裝配等，甚至還應(yīng)用到測(cè)量、熱處理和噴漆涂覆等領(lǐng)域。
柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)是當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)適應(yīng)市場(chǎng)動(dòng)態(tài)需求及產(chǎn)品不斷迅速更新的主要手段，是先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)技術(shù)。實(shí)踐證明，應(yīng)用由不同柔性自動(dòng)化水平構(gòu)成的制造系統(tǒng)可提高生產(chǎn)率1-4倍，新產(chǎn)品試制周期和費(fèi)用減少1/3-1/2。從而可縮短制造周期和交貨期，加快產(chǎn)品更新?lián)Q代，大幅度降低成本，提高企業(yè)對(duì)市場(chǎng)變化的應(yīng)變能力和競爭能力，給企業(yè)帶來明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
為了提高我國在國際市場(chǎng)上的競爭能力和振興機(jī)械制造業(yè)，采用先進(jìn)制造技術(shù)勢(shì)在必行，但FMC、FMS、FML、FA……等是附加值高的高科技產(chǎn)品，依靠進(jìn)口則費(fèi)用高昂，而且制造系統(tǒng)包含著技術(shù)、管理和人文意識(shí)，故必須我國自行研制，才能結(jié)合國情，達(dá)到先進(jìn)而適用，且能節(jié)約大量外匯，取得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
三、現(xiàn)狀及國內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)
美、日、德三國分別于68年、70年和71年開發(fā)了首套FMS。到90年代全世界擁有1200套左右FMS，其中日本擁有400套，美國150套，德國100套。自85年到90年FMS的年平均增長率為28.7%。而同期FMC的年平均增長率為72.8%，即FMC的增長率是FMS的2.54倍。
這是由于FMS是根據(jù)加工的零件族的工藝選用合適數(shù)控機(jī)床的品種和數(shù)量組成的制造系統(tǒng)，因而系統(tǒng)較復(fù)雜，雖然生產(chǎn)效率高，但投資較大，資金回收期長，也就承擔(dān)較大的風(fēng)險(xiǎn)。而FMC由于是采用模塊化設(shè)計(jì)，數(shù)控機(jī)床品種單一，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，可靠性高，且可根據(jù)需要擴(kuò)展組成FMS，有更好的柔性，較少的投資，調(diào)整周期短，見較快，經(jīng)濟(jì)效益高些，故自80年代中期以來FMC已成為柔性制造系統(tǒng)中主要發(fā)展的工程產(chǎn)品。
1990年全球FMS的銷售額超過了20億美元，F(xiàn)MC銷售額逾40億美元，兩者約占當(dāng)年世界機(jī)床總銷售額的15%，約占數(shù)控機(jī)床銷售額的30%以上。包括各類數(shù)控機(jī)床在內(nèi)的柔性制造機(jī)床和系統(tǒng)的產(chǎn)值約占90年世界機(jī)床總產(chǎn)值465億美元的55%，其中日本和聯(lián)邦德國分別高達(dá)75%和70%，并呈逐年增加的趨勢(shì)。因而適用于柔性自動(dòng)化生產(chǎn)的機(jī)床和系統(tǒng)已成為機(jī)床工業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品。
1958年清華大學(xué)與北京第一機(jī)床廠合作研制了我國第一臺(tái)數(shù)控銑床，雖與日本研制數(shù)控車床和數(shù)控銑床的時(shí)間接近，但由于數(shù)控系統(tǒng)和相關(guān)的電、液元件未得到相應(yīng)的發(fā)展，所以并沒有能形成數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)。直到“六五”期間由北京機(jī)床研究所引進(jìn)日本FANUC數(shù)控和伺服系統(tǒng)技術(shù)，并經(jīng)“七五”、“八五”在引進(jìn)數(shù)控技術(shù)的基礎(chǔ)上消化吸收，才從80年代起逐步形成了我國完整的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)；同時(shí)開發(fā)了在CNC單機(jī)基礎(chǔ)上配置工件自動(dòng)輸送和托盤交換裝置的FMC，自主研制了以國產(chǎn)設(shè)備為主組成的箱體加工FMS和板材沖壓成型FMS等，并為國內(nèi)汽車行業(yè)和摩托車行業(yè)研制了柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線，發(fā)展了基于DNC的獨(dú)立制造島和車間集成信息管理系統(tǒng)等。
但總體而言，無論在柔性自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備的應(yīng)用廣泛性方面，還是滿足國內(nèi)市場(chǎng)需要方面，與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比有明顯不足，至于作為工程系統(tǒng)的FMC、FMS和FML等更還處于初步發(fā)展階段。國內(nèi)機(jī)械制造業(yè)使用的為數(shù)不多的FMC、FMS和FML也大多自國外引進(jìn)。
從目前來看，國外柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)總的發(fā)展趨勢(shì)可歸為3F和3S。
所謂3F為：柔性化（Flexibility）、聯(lián)盟化(Federalization)、新穎化(Fashion)。
所謂3S為：系統(tǒng)化（System）、軟件化（Software）、特效化（Speciality）。
具體來說，大致有下列四個(gè)方面：
1)創(chuàng)制新一代數(shù)控機(jī)床，根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合，既有適合自動(dòng)化的簡約型高速數(shù)控機(jī)床，又有用于模具加工的超高速精密加工中心，復(fù)雜零件加工的多功能復(fù)合機(jī)床以及新穎的并聯(lián)機(jī)構(gòu)機(jī)床（虛擬軸機(jī)床）等。
2)發(fā)展適用于大批量、短節(jié)拍的由數(shù)控機(jī)床組成的自動(dòng)生產(chǎn)線，達(dá)到具有年產(chǎn)量超過30萬件、多品種分批生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。
3)進(jìn)一步提高制造系統(tǒng)的生產(chǎn)規(guī)劃和控制軟件的面向?qū)ο蟮奶匦?，以增?qiáng)其柔性和信息集成性，適應(yīng)構(gòu)建CIMS等更高層次柔性自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)的需要。
4)研制靈捷制造單元，使其具有高度的自律性和良好的重組性，成為分布式網(wǎng)絡(luò)集成的智能體，作為實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)聯(lián)盟企業(yè)實(shí)施異地遠(yuǎn)程協(xié)調(diào)制造的基礎(chǔ)。
國內(nèi)柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展總趨勢(shì)仍是遵循著3F和3S的方向，但又有其特點(diǎn)：
1)發(fā)展適用、可靠和有價(jià)格競爭力的數(shù)控機(jī)床，開發(fā)市場(chǎng)急需的高效、精密和缺門產(chǎn)品，不斷地提高其功能、性能，更好地適應(yīng)柔性自動(dòng)化生產(chǎn)的需求。
2)大力推進(jìn)分布式數(shù)字控制和管理（DNC）的制造系統(tǒng)，應(yīng)用DNC技術(shù)有效地提高數(shù)控機(jī)床的利用率和自動(dòng)化程度。
【關(guān)鍵詞】數(shù)控機(jī)床；故障診斷；教學(xué)方法
我國在故障診斷技術(shù)方面起步較晚,1979年才初步接觸設(shè)備診斷技術(shù)，近年來得到迅速發(fā)展。目前國內(nèi)對(duì)裝備的故障診斷技術(shù),尤其是板級(jí)故障診斷技術(shù)的研究有了較大的進(jìn)展。經(jīng)過二十多年的研究與發(fā)展,我國的故障診斷技術(shù)己廣泛應(yīng)用于軍工、化工、工業(yè)制造等領(lǐng)域,如數(shù)控機(jī)床、汽車行業(yè)及發(fā)電廠等。
一、數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修行業(yè)人才結(jié)構(gòu)
1.藍(lán)領(lǐng)層
數(shù)控操作工：精通機(jī)械加工和數(shù)控加工工藝知識(shí)，熟練掌握數(shù)控機(jī)床的操作和手工編程，了解自動(dòng)編程和數(shù)控機(jī)床的簡單維護(hù)維修。其崗位適合中職學(xué)校組織培養(yǎng)。此類人員市場(chǎng)需求量大，適合作為車間的數(shù)控機(jī)床操作技工。但由于其知識(shí)較單一，其工資待遇不會(huì)太高。
2.灰領(lǐng)層
（1)數(shù)控編程員：掌握數(shù)控加工工藝知識(shí)和數(shù)控機(jī)床的操作，掌握復(fù)雜模具的設(shè)計(jì)和制造專業(yè)知識(shí)，熟練掌握三維CAD／CAM軟件，熟練掌握數(shù)控手工和自動(dòng)編程技術(shù)。其崗位適合高職、本科學(xué)校組織培養(yǎng)，適合作為工廠設(shè)計(jì)處和工藝處的數(shù)控編程員。此類人員需求量大，尤其在模具行業(yè)非常受歡迎，待遇也較高。
（2)數(shù)控機(jī)床維護(hù)、維修人員：掌握數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)和機(jī)電聯(lián)調(diào)，掌握數(shù)控機(jī)床的操作與編程，熟悉各種數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)、軟硬件結(jié)構(gòu)、PLC和參數(shù)設(shè)置，精通數(shù)控機(jī)床的機(jī)械和電氣的調(diào)試和維修。其崗位適合高職學(xué)校組織培養(yǎng)，適合作為工廠設(shè)備處工程技術(shù)人員。目前非常缺乏，其待遇也較高。
3.金領(lǐng)層
數(shù)控通才：具備并精通數(shù)控操作技工、數(shù)控編程員和數(shù)控維護(hù)、維修人員所需掌握的綜合知識(shí)，并積累了大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，知識(shí)面很廣。能自行完成數(shù)控系統(tǒng)的選型、數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試和維修，能獨(dú)立完成機(jī)床的數(shù)控化改造，是企業(yè)(特別是民營企業(yè))的搶手人才，其待遇很高。其崗位適合本科、高職學(xué)校組織培養(yǎng)。
對(duì)于這三類人才主要有兩個(gè)來源：一是大學(xué)及職校機(jī)電一體化或數(shù)控技術(shù)應(yīng)用等專業(yè)的畢業(yè)生，他們具有不同程度的理論知識(shí)和較強(qiáng)的動(dòng)手能力，最大的缺陷就是學(xué)校難以提供的工藝經(jīng)驗(yàn)；另一個(gè)來源就是從企業(yè)現(xiàn)有員工中挑選人員參加不同層次的數(shù)控技術(shù)中、短期培訓(xùn)。這些人員一般具有企業(yè)所需的工藝背景及比較豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，但是他們知識(shí)面較窄，特別是對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)不太了解。[3]
因此，數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的教學(xué)應(yīng)圍繞怎樣使學(xué)生具備豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行。
二、當(dāng)前數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的教學(xué)現(xiàn)狀
(一)學(xué)校師資力量嚴(yán)重不足
數(shù)控技術(shù)在近幾年的廣泛應(yīng)用，引起了數(shù)控人才的大量需求，同時(shí)造成數(shù)控師資、特別是同時(shí)具備相當(dāng)?shù)睦碚撝R(shí)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的數(shù)控師資隊(duì)伍嚴(yán)重不足。[2]
有些學(xué)校從社會(huì)上引進(jìn)了一些具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員，用來充實(shí)教師隊(duì)伍。但是，由于有關(guān)規(guī)定的限制，這些人被排除在外。因此一些學(xué)校只有聘用豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工程師作為學(xué)校的兼職老師，按勞付酬。[5]
(二)實(shí)訓(xùn)設(shè)備種類多，且與教材不配套
由于數(shù)控機(jī)床有多種系列，如法那科系列、西門子系列、三菱、華中系列、廣州數(shù)控系列等，其控制系統(tǒng)及故障表現(xiàn)形式多種多樣。當(dāng)前數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的相關(guān)高職、高專類教材中講解的數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的典型案例主要針對(duì)市場(chǎng)上的一些主流數(shù)控機(jī)床，使得理論教學(xué)與實(shí)訓(xùn)教學(xué)并不是十分的配套，一定程度上影響了本專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量。
三、如何開展數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修專業(yè)課程教學(xué)
(一)師資隊(duì)伍的建設(shè)
1.學(xué)校從機(jī)電一體化及數(shù)控技術(shù)相關(guān)的專業(yè)中錄用本科生或碩士生，他們具有扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí)?？墒撬麄?nèi)狈?shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為此學(xué)校可將青年教師有計(jì)劃地送到企業(yè)去掛職鍛煉，將實(shí)戰(zhàn)培訓(xùn)的重點(diǎn)放在工藝知識(shí)、故障診斷和故障排除等方面。
2.學(xué)校從數(shù)控設(shè)備多的企業(yè)招聘有豐富的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)、組織能力強(qiáng)的故障診斷技術(shù)人員，這樣的人才在數(shù)控技術(shù)實(shí)訓(xùn)中能很快把握實(shí)訓(xùn)要點(diǎn)。
(二) 數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修實(shí)訓(xùn)中心的建設(shè)
數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修實(shí)訓(xùn)中心應(yīng)從基礎(chǔ)理論教育到實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐環(huán)節(jié)建立一套完整的實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)體制。為滿足教學(xué)需要一般應(yīng)建立以下幾種實(shí)驗(yàn)室。
1.數(shù)控原理實(shí)驗(yàn)室
包括數(shù)控原理、數(shù)控機(jī)床電氣控制、主軸系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、機(jī)床檢測(cè)與調(diào)試技術(shù)等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。
2.與教材配套的數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修綜合實(shí)驗(yàn)室
本實(shí)驗(yàn)室應(yīng)可以完成數(shù)控系統(tǒng)的功能、結(jié)構(gòu)、安裝、參數(shù)設(shè)置以及調(diào)試等多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，其應(yīng)用范圍包括：
（1)教師講授數(shù)控原理、調(diào)試維修以及參數(shù)設(shè)置的平臺(tái)；
（2)學(xué)生驗(yàn)證教學(xué)內(nèi)容和基本原理的對(duì)象；
（3)學(xué)生調(diào)試、參數(shù)設(shè)置、故障診斷、維修等實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)項(xiàng)目的配套設(shè)備。
(三)改革教學(xué)方法
