發(fā)展汽車制造裝備具有重大戰(zhàn)略意義 

我國汽車業(yè)占裝備制造業(yè)產(chǎn)值和利潤約半。國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)一再證明，汽車工業(yè)的發(fā)展既依賴于機(jī)床工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，又帶動(dòng)了機(jī)床工業(yè)的發(fā)展。 

近十幾年來，我國汽車工業(yè)已經(jīng)成為機(jī)床消費(fèi)主體，約消費(fèi)了全社會(huì)40%的機(jī)床。同時(shí)，汽車工業(yè)投資的一半以上又用于購買機(jī)床，其中，進(jìn)口機(jī)床金額約占80%。這是我國機(jī)床消費(fèi)和進(jìn)口高速增長的主要原因。圖1表明，我國汽車產(chǎn)量與機(jī)床進(jìn)口增長同步。 從歷史角度觀察，汽車產(chǎn)品的發(fā)展，必然伴隨著制造裝備的發(fā)展，反之亦然。比如，大約一個(gè)世紀(jì)以來，組合機(jī)床自動(dòng)線以其高效率統(tǒng)治了汽車工業(yè)的生產(chǎn)。隨著競(jìng)爭(zhēng)加劇，汽車產(chǎn)品更新?lián)Q代周期從幾十年縮短到4年，組合機(jī)床自動(dòng)線由于缺乏柔性而無法適應(yīng)。20世紀(jì)80年代，美國汽車巨人福特與機(jī)床巨人INGERSOLL合作，研制了集高柔性與高效率于一身的高速加工中心，由它組成的柔性自動(dòng)生產(chǎn)線的問世，加快了汽車產(chǎn)品的更新?lián)Q代，提高了企業(yè)的效率和靈活性。這就是今天我們可以看到每年有幾十種新車上市的原因之一。 

一方面，汽車的水平和質(zhì)量取決于裝備水平；另一方面，一個(gè)國家汽車工業(yè)和一個(gè)汽車企業(yè)的國際競(jìng)爭(zhēng)力又取決于裝備的先進(jìn)性和制造成本。正是近年大量先進(jìn)數(shù)控設(shè)備的采用，使我國轎車裝備整體上進(jìn)入柔性化時(shí)代，才支撐著我國汽車工業(yè)的不斷發(fā)展。 

我國汽車制造裝備市場(chǎng)巨大 

我國將是世界汽車******市場(chǎng)、******生產(chǎn)國。按照發(fā)展總戰(zhàn)略，2020年，我國汽車產(chǎn)量達(dá)到1400～1800萬輛，************，并邁向世界汽車產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國，其標(biāo)志之一是，擁有先進(jìn)制造技術(shù)和先進(jìn)制造裝備。 

同時(shí)，各汽車企業(yè)，特別是零部件企業(yè)，為在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中求生存，必須不斷改進(jìn)制造技術(shù)與裝備?？梢詳嘌?，在我國實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的長時(shí)期內(nèi)，汽車工業(yè)將一直是機(jī)床消費(fèi)的主體。 

我國汽車制造裝備兩極分化、總體落后。形象地說是"現(xiàn)代武器與"三八"式步槍并存。"一方面，有采用世界*********的敏捷柔性生產(chǎn)線的上海通用這樣的示范工廠；另一方面，有的國營老企業(yè)，如，濟(jì)南卡車公司數(shù)控機(jī)床比率只有1%(2002年調(diào)查)。 

總體來說，合資轎車企業(yè)和部分民營企業(yè)(如，萬象集團(tuán))汽車裝備整體上進(jìn)入柔性化時(shí)代，達(dá)到二十世紀(jì)九十年代水平。另外一部分汽車零部件制造企業(yè)仍然主要使用普通(非數(shù)控)機(jī)床生產(chǎn)，造成質(zhì)量低下，只能夠生產(chǎn)低端汽車零部件。 

現(xiàn)代汽車制造裝備的構(gòu)成及進(jìn)口熱點(diǎn) 

汽車制造裝備分為整車制造裝備和零部件制造裝備兩大類。 

●整車制造的"四大工藝裝備"——整車裝配流水線、車身焊接和裝配生產(chǎn)線、噴涂生產(chǎn)線、沖壓生產(chǎn)線。 

沖壓生產(chǎn)線：據(jù)統(tǒng)計(jì)，在轎車的2000余件零件中，沖壓件占40%以上。包括車身覆蓋件、車身結(jié)構(gòu)件和中小型沖壓件。目前，我國轎車生產(chǎn)主要應(yīng)用自動(dòng)和半自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線。下一代是柔性沖壓自動(dòng)線。沖壓生產(chǎn)線是唯一的國產(chǎn)品占據(jù)主導(dǎo)地位的大類汽車裝備。但是先進(jìn)沖壓技術(shù)裝備我們與國外存在很大差距。 

轎車焊接裝配線幾乎全部依靠進(jìn)口。 

轎車車身自動(dòng)焊裝線，整車自動(dòng)裝配線是我國汽車裝備最薄弱的環(huán)節(jié)之一。 

目前，自動(dòng)裝配線向柔性和"零缺陷"裝配線發(fā)展。柔性靠大量焊接和裝配機(jī)器人實(shí)現(xiàn)。 

噴涂生產(chǎn)線：主要包括噴漆機(jī)器人、電泳、烘干、涂膠以及輸送等設(shè)備。由于國內(nèi)缺乏將工藝系統(tǒng)、物流系統(tǒng)、信息系統(tǒng)集成為流水生產(chǎn)線的技術(shù)，也基本依賴進(jìn)口。 

●零部件制造裝備： 

1 金屬切削機(jī)床生產(chǎn)線。 

制造轎車零部件的金屬切削機(jī)床生產(chǎn)線，金額的約70-80%依賴進(jìn)口。但近年隨著國際著名機(jī)床廠商將生產(chǎn)轉(zhuǎn)移至我國，以及國內(nèi)機(jī)床企業(yè)并購國際著名機(jī)床廠商，進(jìn)口比率正在下降。制造卡車零部件的金屬切削機(jī)床生產(chǎn)線則以國產(chǎn)品為主。 

這里分析幾種熱點(diǎn)金屬切削機(jī)床： 

1）柔性生產(chǎn)線——FTL。由高速加工中心組成(詳見后)。主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)制造。從二十世紀(jì)末至今，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，已經(jīng)有約100條在我國安裝或?qū)惭b，單價(jià)約2000萬美元。其中進(jìn)口占約90%。主要來自德國、日本、意大利、美國。 

2）雙主軸雙刀塔多軸數(shù)控車銑中心/柔性制造單元。帶有C、Y軸和動(dòng)力刀頭。配備自動(dòng)上下料裝置(含機(jī)械手)，并在與物料存儲(chǔ)與傳送及其自動(dòng)控制集成的條件下，構(gòu)成柔性制造單元(FMC)。由于這類設(shè)備滿足軸類汽車零件"一次裝夾完全加工——one on down"需要，近年已經(jīng)有數(shù)百臺(tái)至千臺(tái)投產(chǎn)，其中進(jìn)口約占90%。主要來自日本、韓國、中國臺(tái)灣省等。 

還要特別指出，現(xiàn)代汽車零部件越來越采用以車代磨工藝，要求數(shù)控車床能夠進(jìn)行強(qiáng)力車削。 

3）各種數(shù)控磨床和專用數(shù)控磨床。如：高效、高精無心磨床，配有自動(dòng)上下料裝置(含機(jī)械手)，組成磨削單元；高效、高精曲軸和凸輪軸數(shù)控磨床，十字軸專用數(shù)控磨床等，幾乎全部依靠進(jìn)口。主要來自德國、意大利、瑞士、日本。 

4）模具加工5軸高速床身式/龍門式銑床(加工中心)。這類機(jī)床主要特點(diǎn)是速度高、剛性好。其中龍門式加工中心為擴(kuò)大工藝性能，還具有5面功能，配備有換頭機(jī)構(gòu)，以便滿足銑、鏜、鉆工藝對(duì)主軸轉(zhuǎn)速不同的要求。全部依靠進(jìn)口，已經(jīng)有超過數(shù)百臺(tái)投產(chǎn)。主要來自德國、瑞士、日本、意大利。 

2 精密鍛造：接近凈成形加工。轎車重要零件毛坯一直應(yīng)用鍛件。精鍛機(jī)國內(nèi)差距巨大，依賴進(jìn)口。 

1） 熱精鍛生產(chǎn)線或制造單元：德國BLM公司熱精鍛齒輪精度已達(dá)DIN6級(jí)，節(jié)約材料20～30%，機(jī)械性能提高15～30%。 

2） 冷精鍛(冷擠壓)生產(chǎn)線或制造單元：美國每年生產(chǎn)冷擠壓件100萬件以上，80%為汽車零件。 

3） 溫精鍛生產(chǎn)線或制造單元：工藝特點(diǎn)是材料加熱至700～1000℃進(jìn)行鍛造，兼有熱鍛和冷鍛優(yōu)點(diǎn)。美國溫鍛件約占精鍛件50%。 

4） 模鍛機(jī)/制造單元：汽車零部件鍛造毛坯皆屬模鍛件。其中的模具和上下料裝置等為國內(nèi)薄弱環(huán)節(jié)。 

5）粉末冶金燒結(jié)鍛造設(shè)備：國外粉末冶金燒結(jié)鍛造技術(shù)有較大發(fā)展，粉末鍛造連桿重量精度可達(dá)1%。 

6）內(nèi)高壓成形技術(shù)：是制造空心輕體構(gòu)件的高新技術(shù)。內(nèi)高壓成形件質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、零件數(shù)量少、焊縫少，在歐美發(fā)展很快。 

7）旋壓成形技術(shù)裝備：旋壓成形具有加工精度高、可生產(chǎn)變截面等強(qiáng)度車輪輪輞和輪輻等優(yōu)點(diǎn)。 

3 鑄造生產(chǎn)線： 

大噸位壓鑄機(jī)/制造單元(鋁合金鑄件)依靠進(jìn)口。其中壓鑄模具國內(nèi)差距巨大。 

精密鑄造生產(chǎn)線(鑄鐵件)依靠進(jìn)口。其中，自動(dòng)鎖芯生產(chǎn)線(key core system)主要采用西班牙loramendi公司產(chǎn)品。 

4 激光加工設(shè)備

包括激光切割設(shè)備、激光焊接設(shè)備。激光拼焊板沖壓成形技術(shù)是國際上大力發(fā)展的一種先進(jìn)技術(shù)。將不同材質(zhì)不等厚度鋼板激光拼焊成毛坯，然后整體沖壓成形?？蓽p輕零件重量、提高整車匹配質(zhì)量、降低材耗、提高生產(chǎn)率。目前激光拼焊板沖壓成形設(shè)備同樣依賴進(jìn)口。,dd>此外，轎車車體三維數(shù)控激光切割是最近發(fā)展的柔性制造技術(shù)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工切割+沖裁模制造方式。使生產(chǎn)準(zhǔn)備周期從2.5個(gè)月縮短至5天。 

5 數(shù)控刀具系統(tǒng)

制造轎車零部件的數(shù)控刀具系統(tǒng)，主要依靠進(jìn)口?，F(xiàn)代轎車零部件和模具加工已經(jīng)高速化。對(duì)刀具提出很高要求。采用整體硬質(zhì)合金刀具、硬質(zhì)合金涂層刀具(包括化學(xué)涂層CVD、物理涂層PVD)，陶瓷刀具，CBN刀具，聚晶金剛石(PCD)刀具，燒結(jié)壓層刀具等。 

同時(shí)，對(duì)高速切削刀具的監(jiān)測(cè)工具、刀具系統(tǒng)的連接工具、高速回轉(zhuǎn)的刀具系統(tǒng)動(dòng)平衡技術(shù)設(shè)備等也提出很高要求。 

需要指出，現(xiàn)代轎車零部件加工生產(chǎn)線，采用"智能刀具(Smart Tools)"——為特定零件加工設(shè)計(jì)的一系列專用高效刀具。同時(shí)，國際著名數(shù)控刀具供應(yīng)商，還同時(shí)提供高速切削套裝軟件包、刀具使用(更換、重磨)服務(wù)等"整體解決方案"。 

我國汽車制造裝備國產(chǎn)化路漫漫 

二十世紀(jì)八十年代，我國汽車工業(yè)重點(diǎn)轉(zhuǎn)入生產(chǎn)轎車，國內(nèi)機(jī)床工業(yè)很不適應(yīng)。轎車裝備國產(chǎn)化率長期來只有20%。但是仍然有一些亮點(diǎn)，比如汽車沖壓生產(chǎn)線、數(shù)控齒輪加工機(jī)床等國產(chǎn)品都占有較高的份額，大連和沈陽機(jī)床集團(tuán)近年也為汽車企業(yè)提供由高速加工中心組成的柔性生產(chǎn)線，目前已有幾千臺(tái)國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床在汽車企業(yè)使用。 

但是總體來說，我國機(jī)床產(chǎn)品與世界先進(jìn)水平還有不小差距： 

自主創(chuàng)新差距：筆者去年訪問了歐、日五國20家以提供汽車裝備為主的著名機(jī)床制造商。發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù)、高速加工中心、由高級(jí)復(fù)合化機(jī)床組成的制造單元等高端機(jī)床方面，我們與國外技術(shù)發(fā)展差距拉大了。重要原因是，我們基本沒有制造技術(shù)自主創(chuàng)新體系，同時(shí)，制造技術(shù)研發(fā)的人力、財(cái)力投入，差距仍然很大。 

同時(shí)，現(xiàn)代汽車裝備特別強(qiáng)調(diào)《解決方案》。目前，國際一流機(jī)床企業(yè)的銷售行為，已經(jīng)完成了從賣設(shè)備到提供"解決方案- SOLUTION"的革命。這要求應(yīng)用工程師是復(fù)合性技能型高級(jí)"灰領(lǐng)人才"。這是我們與國際間新產(chǎn)生的也是更加嚴(yán)重的差距。 

機(jī)床性能差距：主要數(shù)控機(jī)床無法滿足現(xiàn)代轎車對(duì)精度、精度保持性、可靠性、壽命的需要。如，國際上加工精度從1950～2000年提高了50倍，國內(nèi)加工中心精度與國際先進(jìn)水平差距大體為15年； 

軟件差距：包括生產(chǎn)線控制系統(tǒng)、集成技術(shù)差距等。缺乏將工藝系統(tǒng)、物流系統(tǒng)、信息系統(tǒng)集成為制造單元或流水生產(chǎn)線的技術(shù)。 

淺析轎車零部件機(jī)械加工技術(shù)和設(shè)備特征 

●流水生產(chǎn)線 

一個(gè)多世紀(jì)以來雖然幾經(jīng)革命，它卻一直是汽車及零部件生產(chǎn)方式的主體。 

流水生產(chǎn)線根本技術(shù)是集成技術(shù)——將工藝系統(tǒng)、物流系統(tǒng)、信息系統(tǒng)集成為流水生產(chǎn)線。 

1 工藝系統(tǒng)：即機(jī)床——工具——工件系統(tǒng)。 

現(xiàn)代轎車流水生產(chǎn)線的工藝裝備，已經(jīng)進(jìn)入柔性化時(shí)代，由數(shù)控機(jī)床和智能工具組成。 

對(duì)機(jī)床主要要求是：高速度、高精度、高精度保持性——高機(jī)床工程能力指數(shù)(Cm/Cmk值)、高可靠性等。 

用于發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線的高速加工中心：快移速度60～100 m/min，加速度0.6～1.5g；主軸最高轉(zhuǎn)速8,000～15,000 r/min；定位精度/重復(fù)定位精度——工作臺(tái)1m以下，8μm/4μm (VDI標(biāo)準(zhǔn))，工作臺(tái)1m以上，10μm/5μm/M (VDI標(biāo)準(zhǔn))。 

目前，國際上這類加工中心的最新發(fā)展是，主運(yùn)動(dòng)普遍采用電主軸，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)愈來愈多采用直線電機(jī)。同時(shí)，普遍運(yùn)用三坐標(biāo)模塊化和箱中箱結(jié)構(gòu)，機(jī)床非常簡(jiǎn)約，外購件(配套件)比例增加，交貨期大大縮短。日本MAZAK公司最新一代的UH"瘦身"型加工中心，采用雙X軸進(jìn)給方式，機(jī)床寬度縮短38～57%，大大減少生產(chǎn)線占地面積和投資。 

用于模具加工的3～5軸床身式、龍門式數(shù)控/仿形高速銑床(加工中心)：主軸最高轉(zhuǎn)速20,000～40,000 r/min； 

機(jī)床工程能力指數(shù)/工序能力指數(shù)Cmk/Cpk值≧2.0/1.67 。 

平均無故障工作時(shí)間MTBF，日本遠(yuǎn)州2002年資料目標(biāo)為5 000小時(shí)。 

2 物流系統(tǒng)：由原材料處理、存儲(chǔ)、上下料裝置、機(jī)床間工件傳輸裝置組成。 

在單臺(tái)數(shù)控機(jī)床配備工件庫或原材料庫和自動(dòng)上下料裝置(含機(jī)械手、機(jī)器人)的條件下，即在與物料存儲(chǔ)與傳送及其自動(dòng)控制集成的條件下，構(gòu)成柔性制造單元(FMC)。在多臺(tái)數(shù)控機(jī)床配備自動(dòng)上下料與物料存儲(chǔ)和傳送及與生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度用計(jì)算機(jī)集成的條件下，構(gòu)成柔性制造系統(tǒng)(FMS)。在不含計(jì)劃調(diào)度系統(tǒng)和工件單向流動(dòng)時(shí)，組成柔性生產(chǎn)線。 

3 信息系統(tǒng)： 

主要包括生產(chǎn)線控制、刀具更換、工裝及附具更換、工件調(diào)度、自動(dòng)編程、自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)補(bǔ)償、工件質(zhì)量自動(dòng)檢測(cè)、刀具磨損或破損后的自動(dòng)更換和自動(dòng)報(bào)警等。最新要求是具有CAD/CAM功能，遠(yuǎn)程生產(chǎn)線管理和維護(hù)、故障診斷和自動(dòng)修復(fù)功能等。 

流水生產(chǎn)線又是制造技術(shù)與管理技術(shù)結(jié)合的典范。二十世紀(jì)影響了人類制造業(yè)的幾大管理技術(shù)多產(chǎn)生于汽車生產(chǎn)線。如，福特生產(chǎn)方式，豐田生產(chǎn)方式，準(zhǔn)時(shí)制(JIT)，精益生產(chǎn)等。這里不再闡述。 

●發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù)的發(fā)展與變革 

正像發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的心臟一樣，發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù)是汽車制造技術(shù)的集中體現(xiàn)。 

1 汽車面世以來，發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了兩次革命 

第一次革命發(fā)生在二十世紀(jì)初，美國福特汽車公司創(chuàng)始人福特發(fā)明了大量生產(chǎn)流水線。其主要方式，是由組合/專用機(jī)床(special purpose machine/ Transfer machine)組成的自動(dòng)生產(chǎn)線 TL(Transfer Line) ,也稱為傳統(tǒng)自動(dòng)線。其******優(yōu)點(diǎn)是高生產(chǎn)效率——幾十甚至上百把刀同時(shí)加工，其效率是任何其他類型生產(chǎn)線無法比擬的；低價(jià)格——特別是我國，組合專機(jī)價(jià)格甚至低于批量生產(chǎn)的通用數(shù)控機(jī)床。******缺點(diǎn)是柔性差，一旦產(chǎn)品變型和更換品種即基本無法使用。我國汽車行業(yè)從誕生至二十世紀(jì)九十年代初期，一直沿用TL。目前我國轎車行業(yè)生產(chǎn)大多不采用TL。但在國外大量生產(chǎn)穩(wěn)定產(chǎn)品的生產(chǎn)線中，TL仍是******選擇。 

為了解決產(chǎn)品的變型生產(chǎn)和便于更換品種，柔性生產(chǎn)技術(shù)被引進(jìn)了汽車生產(chǎn)。二十世紀(jì)九十年代出現(xiàn)了高轉(zhuǎn)速、高快移速度、高加速度、快速換刀的高速加工中心。由其組成的高速柔性生產(chǎn)線FTL(Flexible Transfer Line)是發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù)的第二次革命。其突出特點(diǎn)是一定程度上克服了高柔性和低效率的矛盾。這種生產(chǎn)線不僅可加工同樣產(chǎn)品范圍內(nèi)的零件，而且可加工變型產(chǎn)品、換代產(chǎn)品以及新產(chǎn)品，真正具備了柔性的意義。缺點(diǎn)是投資較大，效率受局限。目前是我國轎車企業(yè)的熱點(diǎn)生產(chǎn)線。 

為了進(jìn)一步提高高速柔性生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率，更快地適應(yīng)市場(chǎng)變化，F(xiàn)TL的新發(fā)展是敏捷高速柔性生產(chǎn)線——AFTL(Agile Flexible Transfer Line)，目標(biāo)是： 

-對(duì)變化的市場(chǎng)需求快速做出反映； 

-滿足現(xiàn)代轎車發(fā)動(dòng)機(jī)"多品種、大中批量、高效率、低成本"的需要； 

-符合"精益生產(chǎn)"原則——用最小投資贏得******經(jīng)濟(jì)效益。 

AFTL的主要特點(diǎn)是： 

-由通用高速加工中心和專用/組合機(jī)床組成的混合(Hybrid)型柔性生產(chǎn)線(HSMC+SPM/TM)。按照工序流程排列設(shè)備并由自動(dòng)輸送裝置連接，全部生產(chǎn)線上機(jī)床、輸送和工件識(shí)別均在一個(gè)控制系統(tǒng)中； 

-采用敏捷夾具(柔性夾具-可控、可調(diào)夾具)； 

-采用"智能刀具(Smart Tools)"——為特定零件加工設(shè)計(jì)的一系列專用高效刀具。 

這種生產(chǎn)線的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)效率高同時(shí)又具有相當(dāng)?shù)娜嵝?，能夠適合大批量生產(chǎn)和變型產(chǎn)品生產(chǎn)，同時(shí)投資較小。缺點(diǎn)是柔性受局限，不能加工不可預(yù)見的任意品種零件。目前，混合型柔性生產(chǎn)線在國內(nèi)外汽車行業(yè)應(yīng)用廣泛。 

2 目前發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù)正醞釀著第三次革命 

背景是，一方面，隨著技術(shù)進(jìn)步，發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)速度越來越快，新產(chǎn)品開發(fā)周期從30個(gè)月縮短到13個(gè)月；同時(shí)，日益發(fā)展的多樣性需求，使車型數(shù)量急劇增加。如，我國第一汽車集團(tuán)在2000-2004年期間開發(fā)出920種新車型；日本豐田公司10年中車型數(shù)量增加兩倍。另一方面，在發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)批量不確定性增大。目前流行的柔性生產(chǎn)線，由于價(jià)格昂貴，投資風(fēng)險(xiǎn)加大。同時(shí)，產(chǎn)能過剩矛盾日益突出——尤其是我國更加嚴(yán)重。近年來，人們一直在探討解決多樣性與經(jīng)濟(jì)性日益突出的矛盾，滿足變品種、變批量的需要，兼顧高柔性、高效率、低投資的要求和對(duì)市場(chǎng)的快速反應(yīng)能力；同時(shí)，也在探討以制造系統(tǒng)的革命來解決產(chǎn)能過剩的世紀(jì)矛盾。 

美國提出了《可重構(gòu)制造系統(tǒng)RMS(Reconfigurable Manufacturing Systems)》。美國國家研究委員會(huì)1998年將RMS列為未來20年制造業(yè)必須優(yōu)先解決的10大關(guān)鍵技術(shù)之首。RMS著眼于發(fā)展制造系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)快速調(diào)整能力，原理是通過對(duì)制造系統(tǒng)中機(jī)床配置的調(diào)整和機(jī)床功能模塊的增減，迅速構(gòu)成適應(yīng)新產(chǎn)品生產(chǎn)或生產(chǎn)批量變化的市場(chǎng)環(huán)境。為此研制了可重構(gòu)機(jī)床RMT(Reconfigurable Machine Tools)。RMT由標(biāo)準(zhǔn)化的模塊組成。與傳統(tǒng)模塊化機(jī)床(如，組合機(jī)床)本質(zhì)性區(qū)別是它的使用中的可重構(gòu)性。RMS的結(jié)構(gòu)和布局可依需要在用戶現(xiàn)場(chǎng)快速重組。 

RMT的應(yīng)用基礎(chǔ)之一是柔性夾具。GM公司已經(jīng)開發(fā)出柔性夾具系統(tǒng)，可以快速的更換以生產(chǎn)不同的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體或缸蓋，包括4、6、8缸直列和V型發(fā)動(dòng)機(jī)，從而減少更換的時(shí)間和成本。這是一個(gè)帶有電控永磁臺(tái)面的夾具，上面集成了夾緊、支撐、定位元件。用調(diào)節(jié)器把這些元件準(zhǔn)確地固定在棘爪上來組成特定夾具。在15分鐘內(nèi)即可把一種夾具配置變?yōu)榱硪环N配置。 

目前RMS在國際上是熱門話題，我國也已列入科技發(fā)展計(jì)劃。目前，RMS還有一些關(guān)鍵技術(shù)有待突破，如，RMT機(jī)床重構(gòu)后的精度和可靠性還有待解決。 

日本MAZAK公司開發(fā)出了市場(chǎng)響應(yīng)型自獨(dú)立制造系統(tǒng)《MSM(Market Responsive Self-contained Manufacturing)》。其實(shí)質(zhì)是"單臺(tái)套件生產(chǎn)"——可以應(yīng)對(duì)各種不同零件加工的通用性模塊生產(chǎn)方案。 

MAZAK公司用幾臺(tái)INTEGREX機(jī)床，分別完成發(fā)動(dòng)機(jī)5大件全部加工，進(jìn)行"套件生產(chǎn)"，并隨即裝配成一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)。使得在發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)完成后即可以用最小的投資、最快的速度生產(chǎn)出來。最適用于新發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)。目前，用MSM技術(shù)制造的發(fā)動(dòng)機(jī)樣機(jī)已經(jīng)面世，雖然尚處于實(shí)驗(yàn)階段，但理論和實(shí)踐的禁區(qū)已經(jīng)突破。 

流水線(包括TL，F(xiàn)TL，AFTL)工藝特點(diǎn)是工序分散型，每臺(tái)機(jī)床原則上只執(zhí)行一道工序。工件在全線"流完"，才完成全部加工；設(shè)備排列特點(diǎn)是串聯(lián)式。優(yōu)點(diǎn)是效率高——工序分散，等價(jià)于單件多工序同時(shí)加工。即，每一生產(chǎn)節(jié)拍(以分鐘計(jì)算)都會(huì)生產(chǎn)出來一個(gè)零件，目前是大批量生產(chǎn)的唯一方式。缺點(diǎn)是投資大，并且全線機(jī)床不能獨(dú)立工作，一臺(tái)機(jī)床故障，生產(chǎn)線全線停產(chǎn)。 

MSM生產(chǎn)線工藝特點(diǎn)是工序集中型，一臺(tái)機(jī)床"獨(dú)立"完成全部加工，在生產(chǎn)批量加大時(shí)增加機(jī)床，并配備物料存儲(chǔ)和傳送裝置。設(shè)備排列特點(diǎn)是并聯(lián)式，一臺(tái)機(jī)床故障，生產(chǎn)線照常運(yùn)行。因此，MSM生產(chǎn)線的突出特點(diǎn)是《雙柔性》——設(shè)備和生產(chǎn)線。但是效率很低。 

為提高效率和緩解一臺(tái)機(jī)床故障對(duì)生產(chǎn)線的影響，目前國外已經(jīng)有發(fā)動(dòng)機(jī)工廠應(yīng)用并串聯(lián)混合式。 

●幾點(diǎn)結(jié)論性意見 

結(jié)合我國實(shí)際，筆者認(rèn)為：提倡但不盲目追求使用高速柔性生產(chǎn)線FTL。應(yīng)該在充分考慮到產(chǎn)品生命周期、科學(xué)預(yù)測(cè)產(chǎn)品更新期前提下，結(jié)合企業(yè)投資能力和回收周期，因工件而異選擇不同類型生產(chǎn)線。 

-對(duì)于生產(chǎn)批量大且產(chǎn)品生命周期長，相對(duì)穩(wěn)定的工件，如發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、變速箱殼體、離合器殼體等，優(yōu)先選用組合專機(jī)生產(chǎn)線TL。 

-對(duì)于更新速度快的產(chǎn)品，如發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋，采用高速柔性生產(chǎn)線FTL。 

-大力發(fā)展具有敏捷思想的混合型柔性生產(chǎn)線AFTL，其中注意選擇國內(nèi)能夠提供的組合/專用機(jī)床；大力發(fā)展三坐標(biāo)模塊式高速加工中心。 

雖然預(yù)言RMS或MSM成為發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù)第三次革命的標(biāo)志為時(shí)尚早，但我國立志于成為世界汽車強(qiáng)國，要求我們研制自己的發(fā)動(dòng)機(jī)，自然必須密切注意國際上RMS、MSM技術(shù)發(fā)展，并且發(fā)展具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的RMS和MSM。

高效專用機(jī)床 

機(jī)床的高效專用性，是汽車制造裝備的又一大特徵。如，汽車齒輪加工，應(yīng)用高速滾齒機(jī)，高速插齒機(jī)，高速磨齒機(jī)。英國LANDIS公司生產(chǎn)的曲軸磨床，磨削速度高達(dá)120 m/s，用"扒皮法"一次裝夾從毛坯到精磨完畢，耗時(shí)僅幾分鐘。 

"高效專用"，對(duì)機(jī)床的基本要求是高剛度、高速度、大功率。一律配備超硬刀具。如，上述高速滾齒機(jī)，高速插齒機(jī)要求配備整體硬質(zhì)合金或硬質(zhì)合金涂層滾刀、插齒刀；LANDIS曲軸磨床配備CBN砂輪。 

高效專用機(jī)床基本特徵是《量體裁衣》型。即，按照用戶需要提供個(gè)性化產(chǎn)品。 

高效專用機(jī)床屬于"精益機(jī)床(lean machine0"——去除冗余功能，具有高效率和極強(qiáng)針對(duì)性特點(diǎn)。可通俗的解釋為"瘦肉"型機(jī)床。 

現(xiàn)代高效專用機(jī)床的供貨方式是《整體解決方案——TOTAL SOLUTION》。 

-要求從設(shè)備研制到投產(chǎn)后都采用《協(xié)同工程——Collaborative engineering》——與上下游合作夥伴(供應(yīng)商及用戶)，通過異地設(shè)計(jì)建立動(dòng)態(tài)聯(lián)盟。聯(lián)合研制貫穿于全過程，為用戶服務(wù)貫穿于產(chǎn)品全生命周期。 

-要求供應(yīng)商熟悉用戶產(chǎn)品(包括預(yù)測(cè)中期發(fā)展的新產(chǎn)品)，熟悉用戶工藝，具有編程能力，設(shè)備優(yōu)化使用能力，具有工藝裝備成套能力，具有集成能力，即，可將工藝系統(tǒng)、物流系統(tǒng)、信息系統(tǒng)集成為制造單元及相應(yīng)的人員培訓(xùn)。 

-要求供應(yīng)商具備自主技術(shù)創(chuàng)新能力。提供的不僅是全面的，還必須是當(dāng)代技術(shù)水平可達(dá)到的"******"方案。促使供應(yīng)商實(shí)現(xiàn)用戶需求"拉動(dòng)"的自主創(chuàng)新。同時(shí)，與用戶聯(lián)合研制過程中積累大大小小的創(chuàng)新，為開發(fā)的產(chǎn)品"原創(chuàng)性"打下基礎(chǔ)。 

-還要求供應(yīng)商具備經(jīng)濟(jì)分析能力。能夠根據(jù)用戶資金(包括動(dòng)態(tài)資金)，提出幾個(gè)方案及報(bào)價(jià)。并且為用戶提出投資回報(bào)周期及盈利分析。 

-要求用戶提供擬加工工件組圖紙，或它們的典型工件的圖紙、技術(shù)要求；提出應(yīng)達(dá)到的生產(chǎn)率(單件加工工時(shí))和質(zhì)量水平(均應(yīng)適當(dāng)高出現(xiàn)有的水平)；工件在本機(jī)床加工前后工序的情況；使得機(jī)床一到廠即可立即投入生產(chǎn)，而且加工效率和加工質(zhì)量均能立刻穩(wěn)定可靠地符合或高于用戶原來提出的要求，立即開始創(chuàng)造效益。 

由此可見，完美的《整體解決方案》，絕不是一個(gè)或幾個(gè)人能夠完成的，必須有一個(gè)由有關(guān)部門組成TVM團(tuán)隊(duì)。當(dāng)然，這已經(jīng)跨入管理范疇，詳見下段。 

《量體裁衣》型的高效專用機(jī)床，技術(shù)附加值及設(shè)備利潤率很高。由于不同于大量生產(chǎn)的機(jī)床，其價(jià)格也高得多。正像手工縫制的西服比流水線西服價(jià)格高得多。但是只要能夠縮短用戶投資回報(bào)周期并盈利，用戶就會(huì)認(rèn)為"物有所值"，不會(huì)斤斤計(jì)較價(jià)格。當(dāng)然，也要幫助用戶轉(zhuǎn)變采購設(shè)備的理念和習(xí)慣。 

整體解決方案首先是營銷理念的革命——從賣設(shè)備到幫助用戶盡快收回投資并盈利。它追求的目標(biāo)是"顧客完全滿意-TCS(Total Customers Satisfaction)"。它遵循美國管理大師波特的理念"一個(gè)企業(yè)贏利能力的關(guān)鍵，是企業(yè)是否能收取其為買方創(chuàng)造的價(jià)值"?！墩w解決方案》的最新發(fā)展是福特公司創(chuàng)造的企業(yè)管理的第三次革命——"團(tuán)隊(duì)價(jià)值管理TVM(Teamvalue Management)"。這項(xiàng)2003年才大規(guī)模推廣的TVM系統(tǒng)，內(nèi)容是消除企業(yè)內(nèi)部壁壘，各個(gè)有關(guān)部門組成TVM團(tuán)隊(duì)，不再是只對(duì)標(biāo)準(zhǔn)和合同負(fù)責(zé)，而是對(duì)終端顧客負(fù)責(zé)。只有在最終顧客這里才制造效益。因此，整體解決方案的營銷方式，使設(shè)備制造商從技術(shù)范疇延伸至管理范疇；從工業(yè)領(lǐng)域擴(kuò)展到服務(wù)領(lǐng)域。 

我國汽車制造裝備發(fā)展之路——國產(chǎn)化和本地化 

●汽車制造裝備的本地化是我國汽車產(chǎn)業(yè)和機(jī)床產(chǎn)業(yè)共同的歷史使命 

中國實(shí)現(xiàn)汽車強(qiáng)國夢(mèng)想，不可能建筑在裝備長期依賴進(jìn)口的沙灘上。一方面，對(duì)汽車企業(yè)而言，激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)要求不斷降低制造成本。統(tǒng)計(jì)資料表明，汽車裝備進(jìn)口率每提高1%，裝備總投資增加2-3%?？梢哉f，裝備本地化是企業(yè)生存競(jìng)爭(zhēng)的需要；另一方面，隨著我國汽車工業(yè)開始進(jìn)入微利階段，企業(yè)將無力長期支付進(jìn)口設(shè)備的高額外匯。 

●實(shí)現(xiàn)汽車制造裝備本地化的根本措施是，加快汽車制造技術(shù)及裝備創(chuàng)新體系建設(shè) 

二十世紀(jì)七十年代，為裝備第二汽車廠，機(jī)械工業(yè)部組織了130多個(gè)機(jī)床生產(chǎn)科研單位，提供了117條自動(dòng)線，1004種5500臺(tái)高效、專用設(shè)備，裝備國產(chǎn)化率96%。受到鄧小平同志的贊許，稱為"聚寶盆"。而現(xiàn)在我國計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下的機(jī)床科研體系已經(jīng)"轉(zhuǎn)企改制"，但取而代之的適合于市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制下的科研創(chuàng)新體系卻未建立起來。美國是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國家，他們組織NCMS的經(jīng)驗(yàn)和做法似乎可以作為建立我們的汽車制造技術(shù)及裝備創(chuàng)新體系的參考。即，政府資助，機(jī)床產(chǎn)業(yè)和汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)手，組織汽車制造裝備研發(fā)中心，由高校執(zhí)行課題。目前建立研發(fā)隊(duì)伍最可行的辦法就是產(chǎn)學(xué)研合作，尤其是產(chǎn)學(xué)合作。這也符合我國科技發(fā)展戰(zhàn)略的十二字方針：協(xié)同集成、自主創(chuàng)新、重點(diǎn)跨越。 

同時(shí)，機(jī)床產(chǎn)業(yè)要緊緊抓住汽車產(chǎn)業(yè)二十年大發(fā)展的戰(zhàn)略機(jī)遇期，瞄準(zhǔn)汽車裝備市場(chǎng)需求(包括中長期需求)，特別是從進(jìn)口熱點(diǎn)中尋求突破點(diǎn)；瞄準(zhǔn)世界汽車制造技術(shù)及裝備發(fā)展前沿技術(shù)，如，可重構(gòu)制造系統(tǒng)——RMS；特別要掌握生產(chǎn)線集成技術(shù)。進(jìn)口生產(chǎn)線中有許多工夾具和非標(biāo)設(shè)備，國內(nèi)能夠制造并且成本大大降低，關(guān)鍵是集成技術(shù)。目前，大連機(jī)床集團(tuán)等單位已經(jīng)掌握了生產(chǎn)線集成技術(shù)，應(yīng)該在機(jī)床行業(yè)全面推廣。