把脉数控系统市场

作者:本网编辑 文章来源:《MM现代制造》 发布时间:2010-07-05
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盛伯浩教授--北京机床研究所  研究员级高级工程师

 


孙序泉先生--南京数控机床有限公司  总工程师

 


尹刚先生--沈阳机床(集团)有限责任公司 设计研究院 特种机床设计室   设计主管

 


许政顺先生 西门子A&D集团机床数控驱动  总经理

 

在跃过10万台这个标杆后,数控机床巨大的需求空间让更多的人对数控系统产量增长充满更高的期待,剖析多层次的需求,梳理技术以及行业发展脉络是找准定位的前提。

数控系统需求分析及增长预测

盛伯浩教授:我国数控机床在“十一五”的前两年仍保持强劲的发展势头,主要表现在下列四个方面。

(1)产量继续保持30%左右的高增长率。2006年国产数控机床为85 756台,2007年达11万台,与2005年产量64 575台相比,年平均增长率约30.5%。

(2)中档数控机床所占比重逐年增长。由2000年的21.5%增至2006年的34.8%,2007年达38%,产值则约为国产数控机床的60%,已成为当前数控机床的主流产品。

(3)高档数控机床已进入产业化的萌芽期。新产品的研发速度加快,推出一批高效精密、复合化和多轴联动的数控机床,尤其在满足航空、船舶、能源等领域需求的大重型数控机床取得了可喜的进展。

(4)数控机床进出口逆差扩大的趋势有所缓和。数控机床进口金额的增幅从2005年开始逐步回落,2007年进口金额达52亿美元,与2005年的进口金额44.8亿美元相比近两年的年平均增长率小于8%,远低于国产数控机床产值的增长率,因此数控机床进口金额占国内数控机床市场消费额的比率由2005年的69.7%,降至2007年的62.7%,下降了7个百分点。另一方面,我国出口数控机床由于数量和单台均价的增长使出口额由2005年的2.31亿美元增至2007年的5.2亿美元,平均年增长率约50%,从而遏制逆差的进一步扩大。

强劲的内需是拉动数控机床快速增长的主要原因,“十一五”国家重点工程及重大科技专项的实施,如航天航空、船舶、能源、轨道交通和工程机械等制造领域的发展和国防军工的技改,均对高性能数控机床提出了迫切需求,同时国民经济支柱产业之一的汽车工业高速发展需要增加高效精密机床以保障产能增长的需要。由此从产业投资和关联制造业发展两个方面预测“十一五”后三年的数控机床的年平均增长率在25%左右。虽然国家为了保持经济平稳快速增长防止过热,采取了一系列宏观调控政策会导致投资的下降,另外出口的增长会受全球环境的影响而趋缓。但我国数控机床的增长主要取决于内需,且国外一些中、低端产品转移至国内制造的趋势仍在不断扩大,同时机床产量的数控化率2004年仅为13.3%,远低于日本的76.4%(2004年)和美国的59%(2003年),故由普通机床转向数控机床发展的空间很大,这些因素将会促使数控机床在“十一五”仍保持快速增长,预期产量2008年、2009年和2010年分别为13.5万台,16.5万台和20万台。

作为数控机床运行中枢的数控系统包括数控装置、进给伺服驱动装置和主轴伺服驱动装置,它的产量与国产数控机床同步增长。

2006年配套国产数控装置约57 000台,占国产数控机床85 756台的2/3,其中96%即55 000台为低档数控机床。配用中档数控装置的机床约5000台,在国产中档数控机床30 000台中不足20%。高效精密、复合加工、多轴联动和重型等高档数控机床产量约1000台,应用国产数控装置的仅1%。

2007年数控机床的产量增至110 000台,配套国产数控装置的约70 000台,另外约1/3即40 000台为中、高档数控机床则配用国外品牌的数控系统。另外从数控装置统计数量中即使扣除统计中的重复后,仍会发现比上述按公开发布的数控机床年产量得出的配用国产数控装置的数量高出30%以上,2007年国产数控装置近10万台,增长的3万台数控装置主要用于浙江、广东等地(主要是未列入数控机床产量的非规模化民营机床生产企业)制造的数控功能较简单的线切割机、车床、铣床以及旧机床改造上,它们都属于低档数控机床的范畴。大量低档数控机床出现的客观原因在于大多数机械制造民营企业在创业阶段投资能力薄弱,同时国内劳动力成本较低,购买技术含量低的数控机床是符合经济承受能力的必然选择。

预期“十一五”内国产数控装置的产量为:2008年12万台,2009年15万台,2010年18万台。

从数量上看国产数控装置的配套满足率可达70%,但是几乎95%是用于低档数控机床上,而在占产量30%、产值60%的中档数控机床上,配用国外品牌的数控装置超过80%。从上面分析可以看出:中档数控机床的发展将成为拉动数控系统行业技术发展的重要机遇。
 
相对于技术难度高的高档数控机床来讲,用户对功能的完整性、系统的可靠性和安全性包括故障诊断等有较高要求。另外还要有适应高效精密加工所需的性能和补偿功能以及与伺服电机一体的成套供应的能力。

主机厂对数控系统的多层次需求

孙序泉先生:南京数控机床有限公司现有的数控机床产品有:高速精密数控车床系列,普及型数控车床系列,数控自动车床系列,数控车铣复合加工机床系列,数控车磨复合加工机床系列,立式加工中心和高效专用数控机床共七大类50多个品种。机床所配套的数控系统有西门子、发那科,也有国产广数、华中数控和大连大森等。高档数控机床,如高速精密数控车床、数控车铣复合加工机床、数控车磨复合加工机床基本上都是配西门子、发那科的数控系统。公司未来重点发展的是高速精密数控车床和复合加工数控机床(车铣复合、车磨复合)。

对普及型数控机床,机床厂和用户最看重的都是数控系统的可靠性,能满足基本功能,系统可靠运行。对高档数控机床,除可靠性外,最看重的是系统的功能和成套性。功能包括:控制和联动轴数、分辨率、插补运算的速度和精度、预处理程序的能力等。成套性包括:控制系统、伺服系统(包括主轴伺服和进给伺服)、测量反馈系统和相应的编程软件。

无论是普及型数控机床还是高档数控机床的数控系统,都存在不断改进和完善的过程,特别是需要加强最终用户、机床厂和数控系统生产厂之间的联系和沟通。用户在使用数控机床过程中,对数控系统和机床反馈了哪些问题,如何解决的;机床厂在应用数控系统过程中又有哪些问题,这些问题有共性的,也有个性的。通过三方面(用户、主机厂、系统厂)的联系和沟通,系统厂对主机厂和用户厂在应用系统时应注意的共性问题包括机床结构的改进提出建议和意见,对个性问题,针对不同的对象给予指导;主机厂在掌握了系统的性能和调试要求的基础上,提出指导用户使用的规范化文件;主机厂在产品开发过程中提出的对系统功能和成套的要求,系统厂能及时改进和完善,形成用户、主机厂和系统厂之间的良好合作关系,以促进国产数控系统水平的提高和国产数控机床市场占有率的扩大。

尹刚先生:沈阳机床(集团)有限责任公司旗下有三大产业集群——沈阳、昆明、德国。沈阳产业集群下辖25个事业部,其中13个主机制造事业部,主导产品为金属切削机床,数控机床包括数控车床、数控铣镗床、立式加工中心、卧式加工中心、数控钻床、高速铣削中心、激光切割机、质量定心机及各种数控专用机床和数控刀架等。数控机床所用数控系统涵盖高中低档国内外各个厂家,西门子、发那科、海德汉、发格、广州数控、华中数控、沈阳数控等。

通过国内外展会观察,以及长期以来对数控技术发展动态的关注,我认为数控技术的发展方向非常明了,同时这也是未来我们所需要的数控技术所要具备的特点。

(1)数控系统体系结构向基于PC的全数字化开放体系结构方向发展 。

基于PC的开放式数控系统已得到广泛认可,具有强大的生命力 。

全数字化是未来数控系统发展的必然趋势。

多通道软件体系结构是适应整合数控机床的不二选择。

(2)网络化功能已从单一的数据传输向网络监控、维护与管理方向发展。

以太网接口已成为数控系统与外部计算机联网通信的主要选择,零件程序等数据文件的快速网络传输已成为数控系统的基本功能。

加工过程的网络监控允许对整个工厂进行网络管理,远程网络服务使系统厂和用户双双受益。

(3)高速高精度控制是数控技术发展的永恒主题。

高速、高精度已成为高档数控机床的主要特征。

数控系统是高速、高精度控制的主要措施。

(4)智能化控制是提高数控加工效率的有效手段。

(5)CAD/CAM与CNC的集成已成为扩展数控系统功能的重要途径。

数控系统厂商严阵以待

许政顺先生:我认为中国机床市场的发展后势非常强劲,符合国家工业结构的发展大方向,目前进口机床占我国机床总需求量的50%,上升空间还很大。尤其是重机行业、大型设备(如龙门机床),以及经济型的机床(如车床)的发展也很迅速。机床加工制造业高速向中国转移的趋势越发明显,总体来看,需求前景是很乐观的,但竞争难度并没有降低,因为竞争者越来越多。

在2007年中国数控系统市场的格局发生了很大的变化。同档次的数控系统要求具有更多的功能、性能和价格,为了这些因素有时会将一些高端的功能配置在中端系统上,甚至是将中端功能配置在低端系统上。数控系统的竞争还处于“战国”时期,格局还不是很明朗。汽车行业最近发展逐渐平稳,但国内机床厂介入的并不多。铣削技术是目前国内设备厂家的发展瓶颈,在速度、精度及表面粗糙度等方面都面临挑战。航空航天业中一些核心部件加工的关键设备还是以国外为主。机床行业整体的提升是各个垂直行业带动起来的,重机类设备因为种类比较少,发展相对快一些,其中龙门机床的发展速度最快,主要遍布在沈阳、北京、江苏、桂林、昆明和汉川等地。

西门子提供的是“全系列产品”。用户可以根据需要自行选择,高、中、低档总有一款符合需求。西门子是中国市场中惟一一家能够提供从801到840D全系列产品的公司,所有的产品档次都可以覆盖,这也正是西门子最具优势的特点。西门子在高端市场的成功,很大一部分原因都要归功于“应用支持”, “应用支持”不单纯指服务,而是让用户很好地使用,将产品的性能发挥到最大限度。在高端市场价格不是绝对的决定因素。中低端产品是西门子相对薄弱的环节,这也是欧美公司在中低端市场共同面临的问题。虽然目前西门子中低端产品发展也很快,但是总体影响量还不是很大。介于国产和进口中间的801、802系列最近两年有不俗的表现,尤其是801系列推出后增长很快。西门子已经看到了中低端市场的重要性,在市场运作的方式上还有改进的空间。西门子的产品已经开始实现本地化生产,位于南京的工厂就是以生产中低端为主,产品面向全球。

机床的使用文化是整体市场的一个挑战,侧面反映出中国机床的发展状况。现在有多少机床是在良好的环境下运行的?温度、接地、电柜……所以评论系统好与坏,需要一个平台去检验。当前的中国机床市场主要还属于功能性消费,将比较好的功能配置在不同等级的硬件设备上。
满足国内巨大的市场需求还要做很多准备,我认为第一是做好应用支持,提高支持水平。第二,考虑业务运营模式,这对于中低端市场是重大挑战。实际上中低端业务,非产品类因素占运营结果的影响力为40%~50%。西门子也在探索怎样能更好发展,备件支持,供货物流……最后就是后勤保障,保证交货期。

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