由中國機床總公司主辦的第十二屆中國國際機床工具展覽會即將舉行。我謹(jǐn)代表北京機床研究所對此次盛會的舉行表示熱烈的祝賀。我相信在本次展覽會上將會涌現(xiàn)出更多的先進(jìn)數(shù)控裝備，為我國制造業(yè)的發(fā)展提供強大動力。機床制造技術(shù)經(jīng)過近十多年的發(fā)展，產(chǎn)生了很多不同結(jié)構(gòu)的機床，但從發(fā)展趨勢看，主要表現(xiàn)為兩大趨勢：

　　一、機床加工的尺度特征向極端方向發(fā)展

　　現(xiàn)代數(shù)控機床的加工精度始終是衡量機床技術(shù)發(fā)展水平的重要指標(biāo)。體現(xiàn)加工精度的效果如今已經(jīng)不局限于尺寸精度、形狀精度以及表面粗糙度等方面，更體現(xiàn)在微結(jié)構(gòu)的加工技術(shù)方面。一方面，局部加工的形狀尺度特征向精微方向發(fā)展，另一方面加工的整體形狀向大尺寸方向發(fā)展。

　　在科技創(chuàng)新的驅(qū)動下，大量帶有微結(jié)構(gòu)的零件加工是當(dāng)前精密機床發(fā)展面臨的重要任務(wù)。微結(jié)構(gòu)零件的應(yīng)用非常廣泛，比如太陽能發(fā)電元件、手機導(dǎo)光板、液晶顯示器增亮膜、高速公路顯示板、復(fù)眼透鏡、衍射光柵、傳感器元件、二元光學(xué)元件、微型透鏡等。微結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)使機床的加工進(jìn)入新的領(lǐng)域。

　　微結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)對機床加工提出了新挑戰(zhàn)，機床的運動精度、運動的平滑性、阻尼特性都有新的要求，此外加工工藝、機床刀具、機床附件也都要發(fā)生新的變化。新的光學(xué)加工技術(shù)，如快刀伺服(FTS)、刨削加工、鑿削加工、確定性磨削等在微加工技術(shù)發(fā)展中產(chǎn)生。用于加工大型圓柱面、圓端面、平面的微結(jié)構(gòu)機床成為市場競爭的產(chǎn)品。納米壓印復(fù)制工藝技術(shù)相應(yīng)也得到發(fā)展應(yīng)用。

　　微結(jié)構(gòu)尺寸的變化從幾百微米到幾微米不同，但微結(jié)構(gòu)的加工表面的質(zhì)量都在納米級。帶有微結(jié)構(gòu)的整體零件的尺寸從毫米級到數(shù)米不同。

　　在微結(jié)構(gòu)的制造設(shè)備領(lǐng)域，日本、德國、美國發(fā)展迅速，出現(xiàn)了很多新機床產(chǎn)品。典型的公司包括：東芝機械、發(fā)那科、不二越、庫格勒、Precitech、Nanotechnology等。

　　值得一提的是微孔精密切削加工在此期間也得到了快速的發(fā)展，德國科恩公司的金字塔超精密機床，可以用同一把刀具在半導(dǎo)體陶瓷材料上加工上萬個直徑不超過0.1mm的微孔。

　　二、機床設(shè)備的應(yīng)用向滿足智能制造要求發(fā)展

　　當(dāng)前，智能制造已經(jīng)成為國際制造領(lǐng)域一種新的趨勢。德國在2011年漢諾威博覽會提出“第四次工業(yè)革命”(Industrie 4.0)以來，如今已經(jīng)進(jìn)入實施階段。“第四次工業(yè)革命”的目標(biāo)是工廠智能化Intelligente Fabrik(Smart Factory)。2013年美國以制造業(yè)回流為主題，開啟智能時代的再工業(yè)化。日本在柔性制造的基礎(chǔ)上，形成了當(dāng)今比較成熟的智能化制造技術(shù)。中國目前制造業(yè)勞動力成本的不斷上升，一些地區(qū)出現(xiàn)的“用工荒”也迫使制造企業(yè)向智能化方面轉(zhuǎn)型。

　　智能化制造技術(shù)的大趨勢，要求機床必須適應(yīng)其使用要求。從國際上智能制造技術(shù)的發(fā)展情況來看，最典型的應(yīng)用特征是要求各種配置的高可靠性，作為智能制造最基本的組成部分，機床設(shè)備的可靠性成為最主要的考核指標(biāo)。

　　在智能制造技術(shù)可以看作是在前兩代柔性制造技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的技術(shù)。第一代柔性制造系統(tǒng)產(chǎn)生于八十年代，它的可靠性衡量特征是可連續(xù)24小時運行，第二代產(chǎn)生于九十年代，可連續(xù)72小時運行。當(dāng)今的智能制造系統(tǒng)，它要求可以連續(xù)720小時運行。因此，能夠長時間不間斷高可靠性運行的機床設(shè)備成為另外一個發(fā)展趨勢。

　　智能制造的發(fā)展歷程

　　智能制造三代發(fā)展中，人力成本不斷下降，智能化制造中人的參與很少，但機器人的復(fù)雜程度明顯提升。第二代發(fā)展中，機器人只能從事固定路徑的搬運，但第三代機器人不僅可以通過視覺傳感器感知無序擺放的工件，通過判斷做出不同路徑的抓取動作，還可以感知裝配過程的零件對中狀態(tài)，并配合智能夾具代替過去只能由人才能完成的工作。

　　智能制造同樣對機床適應(yīng)性的其它方面提出了要求，比如：能夠配合帶傳感器及感知對位裝配的機器人協(xié)同工作、能夠遠(yuǎn)程通訊等。

　　機床的發(fā)展趨勢還有很多，比如多功能復(fù)合化趨勢、可重構(gòu)趨勢、低能耗環(huán)保趨勢等，不再這里介紹。

　　上述兩大趨勢呈現(xiàn)了不同技術(shù)特色，第一大趨勢主要的突出特色是技術(shù)的前沿性和創(chuàng)新性，重點體現(xiàn)技術(shù)的高精尖;第二大趨勢主要特色是技術(shù)的成熟性、體現(xiàn)一個國家制造業(yè)的基礎(chǔ)。這兩大特色能夠比較充分反映國家制造業(yè)的強大程度。

　　兩大主要趨勢帶給我們的挑戰(zhàn)：

　　我們首先要從層次分析的角度看待兩大趨勢，第一大趨勢考驗和衡量的是一個國家技術(shù)高低和有無的問題，如果缺乏第一大趨勢所涉及的技術(shù)，一個國家就會面臨壟斷的威脅;第二大趨勢考驗和衡量的是一個國家制造基礎(chǔ)強弱和好壞的問題，涉及的技術(shù)層面范圍更廣。

　　面對第一大趨勢對我們的挑戰(zhàn)，我們必須發(fā)展以精度與尺度為特征的技術(shù)，研究開發(fā)尖端設(shè)備與工藝。歐盟委員會宣布的“地平線2020”(Horizon 2020)科研和創(chuàng)新計劃中，其中三個主要目標(biāo)之一“做產(chǎn)業(yè)界領(lǐng)袖”,其中重點發(fā)展領(lǐng)域是“納米技術(shù)”，也正體現(xiàn)了這一發(fā)展的要求。在精密制造機床設(shè)備領(lǐng)域中，持之以恒地重視工作母機、超精密機床的發(fā)展，才能在國家的高技術(shù)領(lǐng)域占有一席之地。

　　面對第二大趨勢對我們的挑戰(zhàn)，我們必須配套地解決制造領(lǐng)域的高可靠性等涉及產(chǎn)品質(zhì)量性能的問題。智能化制造最大的特色是講求集成，如果智能化制造的生產(chǎn)線元器件、部件的質(zhì)量有問題，集成度越高，問題就越大。

　　在可靠性的前提下，發(fā)展與制造設(shè)備一系列的配套單元技術(shù)產(chǎn)品才是出路。多種單元技術(shù)包括：機床技術(shù)、機器人技術(shù)、傳感器技術(shù)、信息技術(shù)、物流技術(shù)等。

　　智能化技術(shù)所需要的并行單元配套技術(shù)內(nèi)涵結(jié)構(gòu)如下：

　　智能化高可靠性單元配套技術(shù)構(gòu)成

　　面臨兩大趨勢的挑戰(zhàn)，我們首先應(yīng)該重視國內(nèi)已有的基礎(chǔ)：

　　應(yīng)該看到國內(nèi)在應(yīng)對這兩個趨勢的挑戰(zhàn)方面都有一定的基礎(chǔ)，例如：在機床技術(shù)與設(shè)備研發(fā)方面，北京機床研究所經(jīng)過了將近60年的發(fā)展，在不同的時期，都產(chǎn)生過相關(guān)的技術(shù)產(chǎn)品。在80年代就產(chǎn)生了國際領(lǐng)先的超精密加工技術(shù)及機床，也產(chǎn)生了國內(nèi)第一條柔性示范線，充分體現(xiàn)了中國人的開發(fā)能力。如今中國制造業(yè)的工業(yè)基礎(chǔ)已經(jīng)形成，不放棄基礎(chǔ)才能更快取得成功。

　　我們要做制造業(yè)的強國，只強調(diào)一種趨勢是不夠的，必須既抓住制造業(yè)尖端，同時又重視基礎(chǔ)，發(fā)展方向才能正確。只有看清趨勢，創(chuàng)新驅(qū)動，不僅做趨勢的跟隨者，更要做趨勢的領(lǐng)跑者，我們國家的設(shè)備制造業(yè)才能真正做大做強。

　　北京機床研究所正在努力對這兩大發(fā)展趨勢中的關(guān)鍵共性技術(shù)進(jìn)行研討，在此我真誠地邀請各位領(lǐng)導(dǎo)、同仁到機床所參觀、訪問、指導(dǎo)工作。

　　最后，衷心祝福本次展覽會取得圓滿成功。