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五轴数控机床的“中国方案” 科德数控立足自主打造高端制造的“金刚钻”

2021-06-21 21:33  来源:澳门新浦京8455com 李勇

    本报记者 李勇

    “工欲善其事,必先利其器。”机床也被称为工业加工的母机,在现代工业中具有举足轻重的地位。特别是集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体的五轴联动数控机床技术,不仅是衡量一个国家生产设备自动化技术水平的重要标准之一,也是目前解决航空发动机叶轮、叶盘、叶片、船用螺旋桨等关键产品加工的唯一手段,是高端制造不可或缺的加工利器。

    在2018-2020年间,科德数控股份有限企业(以下简称:科德数控)为我国各类制造企业提供了266台高端五轴联动数控机床,助力国内重要企业部分解决了生产加工的燃眉之急。

    “大家只是选定了一个方向,并一直坚持。从制造大国走向制造强国,各个行业都需要赶超,中国作为世界第二大经济体,不能只靠国外设备去支撑。”科德数控总经理陈虎在接受《证券日报》记者专访时表示,“高端装备是‘金刚钻’,没有这个‘金刚钻’,很多活就做不了。中国工业要走到价值链的前端,实现高质量发展,必须靠高水平的装备来保证。”

    从无到有 从一到百

    我国虽然是世界第一大机床生产和消费国,但在高端机床领域,仍存短板。从“巴统清单”到“瓦森纳协定”,一些西方发达国家一直把高端机床作为战略物资进行控制,部分我国急需的高端五轴联动数控机床无法从国外进口,导致一些重要战略装备生产被“卡脖子”,自主可控是迫切需要解决的现实问题。

    面对这种状况,科德数控迎难而上,坚持自主创新,致力于五轴联动数控机床、高档数控系统及关键功能部件的技术突破、设计创新、精细制造以及标准制定,目前已经形成了具有自主常识产权的核心技术,在原来国外高端机床所占据的领域,已经实现了规模化的应用。

    “加工质量相比进口设备毫不逊色,对于复杂部件可实现一次完成加工;已完成若干重要产品的加工,设备运行良好,是企业重要零部件加工的关键设备。”对于科德数控提供的机床设备,有航发领域企业给出这样的评价。

    “航空发动机要求极限设计、极限制造,从材料到加工要求、设计原理都追求极致。”陈虎告诉记者,目前航空发动机领域是企业非常重要的市场之一,航发主机厂从北到南,大量企业都在用企业的设备。

    “每个领域都有其自己加工制造的特点和难点,突破了表面上一个点,如果这个点是行业上的一个共性难点的话,就覆盖了一个面。”陈虎告诉记者,在航空发动机领域突破了以后,再看航天领域、航空飞机结构件领域、汽车零部件领域,一个一个行业去分析他们的加工需求,分析他们的矛盾,分析他们对设备、成本、质量、可靠性、性能各个方面的要求,从方法论和理念上来讲,是相通的,几个做下来,一个一个的行业就都突破了。

    公开披露数据显示,在军工领域,除了航空航天方面的客户,科德数控的产品还在兵器、船舶、核工业、电子等领域实现应用;军工领域以外,企业的产品在刀具、机械设备、汽车、能源、模具等行业都打开了市场。企业非航空航天客户的收入占比从2017年的19.33%增长到2020年的52.93%,下游客户从最初的航空航天一枝独秀,到目前,各行各业百花齐放。

    看山是山 看水是水

    科德数控最初是从控制系统做起的,在恒温恒湿的地下生产车间,记者第一次见证了科德数控机床产品的“最强大脑”,每秒对位置进行2000次控制,对速度进行8000次控制,对电流进行16000次控制,高效精准的控制系统,决定了机床的加工刀具在正确的时间始终处于正确的位置,这也是高精度加工的重要保证。

    “因为大家是做控制器起家的,不能与下游客户去竞争,当大家决定进入机床行业的时候,只能做同行业没有去做、做不了、做不好的产品,这就把大家逼到五轴联动数控机床这个领域。”陈虎告诉记者,企业一开始就选择从最难突破的五轴联动数控机床开始,直接切入最尖端的航空发动机制造装备领域,是有其必然性的。

    上来就选择从最硬的骨头啃起,科德数控立足自主,从App到硬件,“钻”透了高端五轴数控机床的整条产业链,目前已经形成包括高档数控系统技术、高性能伺服驱动技术、高性能电机技术等核心技术能力,产品功能、控制精度和加工效率等多方面指标均达到国际先进水平。

    “企业的发展历程比较特殊,大家不是从某一款具体的机床产品出发来思考和造就这个企业的,而是从基础研发做起,看待问题的深度和长远性就都不一样。”陈虎告诉记者,企业拥有一个非常强悍的研究院,有令很多高校都非常羡慕的工程化能力,从App到硬件,到机械设计和电子产品的制造,企业实际准备了很多年。

    “在这个过程中,最开始全是研发投入,是不能迅速见到效益的。”陈虎跟记者讲道:“一直投入到2013年,算是一个转折点,即组织高档数控机床产品时就比较自如了,这个自如就是可以根据用户的需求,看待一个一个行业,可以‘看山是山,看水是水’,能够组织更贴近用户行业的机床产品,这是一个艰难的过程。”

    模式创新 占据主动

    “机床行业实质上拼的是体系,技术体系、工程化能力,生产制造,市场能力等等各个方面,体系有竞争力,企业才能做得好,才更具竞争力。”陈虎告诉记者,体系的建立并不是一件容易的事,科德数控作为一家新兴企业,实际上也干了十几年;如果从最早介入这个领域算,用了将近20年的时间,才初步把研发、生产、市场体系做起来。

    区别于国内大部分机床厂商外购数控系统及关键功能部件的模式,科德数控现已建立起了机床整机、数控系统、关键功能部件系统性研发的全产业链、全技术链、全人才链的发展模式。由于具有完全自主常识产权的成套技术与整体解决方案,企业可以根据市场和用户个性需求快速提供产品和服务,既有效保证了“安全自主可控”和“可持续发展”,也缓解了核心部件进口或者外购导致的成本压力。

    “做设备的,如果只是考虑做一个‘货价商品’,那就完了。不能只围绕产品本身来看待事情,要报着服务的心态,看各行各业需要什么产品。”陈虎表示,“能不能把东西用好、创造最大的效益是用户的本质需求,产品的核心竞争力实际从售前技术服务就开始了,从用户选一个设备,到用好一个设备,中间要有双方智慧的结合,要有好的工艺方案,最后把用户最终的产品做得又快又好。”

    记者从科德数控了解到,企业一年要给客户做的方案超过200个,虽然并不是所有的方案最后都能实现销售,但企业确认这是一个正确的道路。陈虎告诉记者,坚持这么做,一定会从行业中脱颖而出。本质上,这是围绕用户如何去实现制造产能去考虑问题,从根上讲是影响企业思维方式和理念的问题。”

    核心部件完全自产,已经建立起完整的全产业链条,面向市场,科德数控可以做到快速反应,并主动进行迭代提升。

    据陈虎先容,企业一个行业、一个行业地树立口碑,树立品牌,现在企业每推出一个新机型,市场接受得都非常快,因为推出来的时候,目标就已经非常清晰地贴近行业特定的加工难点和特定需求,由于不是被动地去接受、去研究,在行业里也越来越主动。

    广阔蓝海 大有可为

    在科德数控的生产加工车间,一排排高效运转的加工设备,也正是企业前几代产品。陈虎告诉记者,目前企业机床产品所需要的核心零部件,都是由企业自己的机床加工出来的。通过对加工母机生产线的自我“武装”。通过自我产品应用验证和不断优化,企业机床产品的研发制造,也已达到了产品的良性自循环。

    我国是世界上重要的制造大国。据海关部门的相关统计数据,2020年,我国金属加工中心的进口金额为59.7亿美金。前瞻研究院相关统计数据显示,截至2018年,我国高档数控机床的国产化率仅约6%,五轴联动数控机床国产化需求迫切。这一系列数据也表明,我国对高端数控机床有着持续的刚性需求,机床行业急需产品结构升级,向更高端、更高技术含量市场突破。科德数控作为拥有自主常识产权的高端五轴联动数控机床生产企业,为解决高端制造“卡脖子”问题提供了可靠的选择方案。

    “在机床行业,用户都有自己的性格和口味,对不同的方案也有不同偏好,不同的机床厂永远有这样的机会。在中国本土市场,国产机床有着巨大的本土优势和地域优势。”陈虎跟记者讲道,“2020年,我国金属加工中心的进口金额为59.7亿美金,市场非常大,大家坚持自主创新,致力实现自主可控,各种使用国外设备的条件和场合,从加工方案的角度,都有进一步改进的空间。”

    而除了“卡脖子”的关键设备以及企业所瞄准的进口五轴数控机床所占据的这块市场,随着我国装备制造业的不断转型升级,汽车、电子、船舶、能源、模具、刀具等行业,对高端数控机床的需求也在持续扩大,已成为五轴联动数控机床另一个具有大规模快速增长前景的市场。

    “企业的五轴联动数控机床产品拥有更高的工作效率和更可靠的加工精度,可以节省更多的人工和场地,也更具性价比。在自主全产业链条加持下,科德数控也更具竞争优势。”在企业的生产车间,指着一批新下线的机床产品,陈虎告诉记者,除了高精尖的“国之重器”,科德数控也开发了可以快速量产的高性价比产品,通过产能的提升,企业还瞄准了下游客户现存三轴机床的升级替换市场,用企业的五轴数控机床来“降维打击”。

    据科德数控公开披露的相关数据,在2017年至2020年的四年间,企业营业收入分别为7452.78万元、1.03亿元、1.42亿元和1.98亿元,最近三年企业营业收入复合增长率高达38.81%。

    高端机床的中国方案

    “核心的东西靠买的话,永远也不能站到价值链的顶端。要想在竞争中占据主导,就必须靠自主技术。不追求顶端,不追求上层,就不会有这种把控的能力。”陈虎向记者表示,“大家还是有自信的,与国外对手比拼,除了比拼制造基础、设计基础等方面外,还有一个很‘灵魂’的事情,就是工匠思维。做了将近20年,在装备制造行业,最核心就是要和用户相结合,为用户实现价值。”

    “产品方案,比较的是工程师面对一个产品对象,怎么高精度、高效率地干出来,通过设备物化的一个形态,把工匠的思维方式表现出来。”谈到企业产品方案的常识产权保护,陈虎表示,“2020年,大家申请的国际发明专利就有二十多项,企业非常注重这一部分,方案特征是外在的,在国际上要保护大家的常识产权。拼到这个份上,也要抛抛大家的‘中国方案’。”

    公开披露数据显示,2018-2020年,科德数控累计研发投入2.11亿元,约占这三年企业营业收入的47.66%。截至目前,企业的核心技术团队参与制定了17项国家标准、4项行业标准。企业承担及参与了29项“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项(04专项)及8项其他国家级课题,KMC800U五轴联动立式加工中心产品进入“军工领域国产高档数控机床供应目录”。

    据陈虎先容,未来企业将在现有四大通用五轴技术整机平台以及两大专机系列基础上,融合特种加工、高效加工工艺,完善高低配产品系列,进一步完成研发、生产、服务及人才的全国布局。在保持中小航空发动机市场优势的基础上,提高大型发动机、飞机结构件、导弹弹体关键零部件加工装备的市场份额;针对汽车、模具、刀具、5G领域的加工装备需求逐步发力,扩大企业在民品市场的份额;关注电动汽车、运动控制等领域的新兴市场需求,实现数控系统、关键功能部件销售延伸,形成收入高速增长的新动能;适时独立孵化特种电机、新型传感等产品,探索企业成长的新领域。

    “在整个机床行业,‘卡脖子’比较严重的关键还是数控系统以及功能部件等,本着强调国内大循环的思路,大家还是想对整个机床行业有一定的支撑能力,不光是自己用得好,还要把社会价值、经济价值发掘到最大化,支撑我国机床行业有更好的发展。”陈虎表示,“因天下而治天下,发展好的企业都是契合了国家的战略。大家非常重视国家利益,从宏观的角度来讲,就是要迎合社会发展的需要,才能找到企业的定位和价值。”

(编辑 上官梦露)

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