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从皮带车床到五轴联动 漫谈中国机床发展史

【编者按】60年来,作为装备制造业乃至整个工业发展的“母机”,新中国的机床工业就这样“默默”支持和见证了共和国的成长与壮大。


新中国数控机床的发展,要从1950年代末说起。60年来,作为装备制造业乃至整个工业发展的“母机”,新中国的机床工业就这样“默默”支持和见证了共和国的成长与壮大。从皮带车床到五轴联动,中国机床正崛起。

和很多产业相比,机床算不上是大产业,甚至还有些“冷门”。用吴柏林的话说:“没有谁会把机床当成国民经济发展的支柱产业。”

但从无到有,从“依葫芦画瓢”到自主研发,60年来,作为装备制造业乃至整个工业发展的“母机”,新中国的机床工业就这样“默默”支持和见证了共和国的成长与壮大。因此也才有了吴柏林的后半句话:“也没有谁可以轻视机床对国家发展所产生的重要作用。”

方家胡同坐落于北京东城区国子监附近。斑驳的阳光下,古旧的青砖旁,胡同里三两摇着蒲扇的居民爽朗的笑声,应和着树梢的蝉鸣,讲述着老北京闹中取静的悠然自得。

和周围的民居相比,位于胡同中段的19号院要大很多。这里曾经的门牌是11号,因此很多人都更习惯称之为“11号院”。因为这个院子,方家胡同有了“机床胡同”的别称。上世纪50年代初,新中国的机床工业,正是从全国各地很多这样的院子里,迈出了成长的第一步……

十八罗汉布阵:历史从这里开始

今年是北京第一机床厂(简称北一)成立60周年。北一总工程师刘宇凌介绍,1949年6月30日,华北人民政府将接管的数个修械所合并,成立北平机器总厂(后改名北京机器厂),厂址就在11号院。

这个厂就是北一的前身。在那个百废待兴的年代,它的任务主要是机械修理。“新中国成立之初,包括机床在内的装备制造业几乎可以说是一片空白,‘机床工业’更是无从谈起。”据中国机床工具工业协会常务副理事长吴柏林介绍,当时只有少数企业能生产一些简易机床,其中沈阳第一机床厂(简称沈一)于1949年生产出新中国第一台车床——六尺皮带车床。1950年8月,沈一又接到建厂以来最重要的任务——制作国徽。悬挂在天安门城楼上的新中国第一枚国徽,就是在那个时候由沈一铸造车间制造而成。

到了“一五”时期,按照“全国一盘棋”的精神,在苏联专家建议下,国家对部分机修厂进行改造并新建了一些企业。其中,北京机器厂于1953年重组成为北京第一机床厂,专门从事铣床研发生产

除北一外,当时全国还有17家企业被确定为机床生产重点骨干企业,并各自有明确的分工和发展方向。这18家企业就是机床行业鼎鼎大名的“十八罗汉”。在它们的带领下,新中国的机床工业体系得以初步建立和发展。

中国机床工具工业协会原名誉理事长梁训瑄当时曾担任苏联顾问团总顾问助理,参与了其中很多工作,大至整个产业的布局,小到具体某个厂的选址。他认为,中国机床工业在这一时期初步形成规模,为国家的前3个五年计划提供了装备制造方面的重要支持。

资料显示,1949年我国仅能生产不到1600台机床,且基本是皮带传动;到1957年,我国已有机床品种200余个,年产量达近3万台。

虽然取得一定发展,但当时我国机床的发展水平仍然十分落后。“重点骨干企业的主要设备大都从苏联等国进口;也没有人知道数控机床是怎么回事,至多是看到过一些图片……”吴柏林说。

依葫芦画瓢:数控艰难起步

“不会做数控的机床厂,就不能叫机床厂。”梁训瑄的这句话反映出当前机床发展的趋势。但在半个世纪前,会做数控的机床厂却是凤毛麟角。

新中国数控机床的发展,要从1950年代末说起。

由于难以满足继续发展的需要,北一于1956年离开11号院,搬迁至北京东三环附近的大北窑。搬走了北一,11号院此后的东家还是跑不开“机床”二字,不过这是后话。1958年的中国正经历着“大跃进”运动,此时的北一希望在生产普通铣床的基础上有所突破,而清华也正想在数控机床方面有一些作为,于是两家一拍即合。

虽然清华大学计算机系原主任王尔乾教授说自己此后“再也没有和机床打过交道”,但聊到50年前这唯一一次与机床的“亲密接触”,还是勾起这位74岁老人的许多回忆。

据王尔乾回忆,当时的联合攻关组中,北一负责提供铣床及维修,数控系统、液压系统和步进马达等由清华负责。而他正是作为数控系统的负责人之一参与其中的。

人凑齐了,可一没经验、二没样机、三没资料,数控铣床究竟怎么做,大家谁也不知道。“正好在这个时候,清华的一位教授从苏联带回一张印有数控机床照片的广告,照片上的机床旁边有一个1米多高的大柜子,就是数控系统,广告上还列了几条性能指标,这成了我们唯一可以参考的资料。”

于是,照着这个“大柜子”的模样和几条性能指标的要求,王尔乾和同事们忙活儿起来。“当时的元器件十分稀缺,就连使用电阻和电子管都得打报告,柜子则是我们自己做的。大约用了半年时间,数控系统基本完成。”王尔乾说,那段日子,大家把所有精力都投入这项工作中,吃、睡全在实验室,经常加班到半夜,“连想女朋友的时间都没有”。

1959年五一前后,各部分陆续完成,数控铣床开始联调组装。“铣床放在一间大屋子里,大家就围着它打地铺。联调中数控这部分可没让大家省心,由于没有抗干扰措施,只要遇到打雷闪电或机床附近有大功率电器启停,数控就会乱套。这可急坏了我们,好在人多力量大,问题最后还是得到了解决。”王尔乾笑道。

是年夏秋之交,这一新中国首台数控铣床终于诞生。它在当时影响很大,参观者络绎不绝。眼看着一块块铁片儿转眼间变成五角星和“欢迎”等字样,大家都觉得十分新奇。

然而,这之后由于国外技术封锁和国内基础条件限制,我国的数控技术并没有得到很好的发展。北一副厂长陈惠仁告诉记者,当时国内的数控机床,大都是根据进口样机或图纸“依葫芦画瓢”。可以想见,这样的模仿,终归是形似神非。他举例说,我们根据进口铣床,可以仿造出外表几乎相同的铣床;但性能却相距甚远,别人的铣床能直接铣出工件,我们那台只能出半成品,出来后得用磨床加工,甚至老师傅手工打磨。

这样的局面一直持续到1970年代末。此后,中国迎来改革开放的春天,数控机床一方面被纳入国家发展重点;另一方面开始频繁进行国际合作与交流,由此迎来一段较快发展的时期。

借船出海:从技术合作到跨国并购

“机床行业其实很早就开始与国外合作。比如说苏联援建阶段,我们不仅学技术,包括制度、标准等,几乎全盘沿用苏联的工业运营模式。到上世纪60年代中期以后,我们又开始与瑞士等一些西欧国家建立联系,购买他们的技术。”梁训瑄介绍说,“但大规模的技术合作,还是在改革开放之后。”

北一离开后,11号院仍然继续着它的“机床情缘”——这里成为北京机床研究所的办公地点;改革开放后,11号院又成了1979年组建的中国机床总公司所在地。这样一家以对外贸易为主的公司成立,或多或少预示着在接下来的时间,我国机床行业将兴起一阵国际合作的热潮。

1979年8月,济南第一机床厂与世界著名机床制造企业日本山崎马扎克签订高速精密机床加工协议,开创了国际技术合作的先河。“这之后,沈阳第二机床厂引进德国沙尔曼的卧式铣镗加工中心技术、齐齐哈尔第一机床厂引进德国瓦德里希·济根的重型车床技术等等,”吴柏林如数家珍,“当时机床行业100多家重点骨干企业都参与到这项以‘引进—消化—吸收’为主要内容的‘数控一条龙’科技攻关中,数控机床从品种到水平都向前推进了一大步。”

资料显示,从1980年到1995年,我国共引进机床技术近150项;累计开发数控机床品种近1000种;数控机床年产量从1980年的692台上升至1995年的7291台。

“在国际合作中,机床行业不仅得到快速发展,还积累了国际交流经验,这为之后的跨国并购打下了基础。”梁训瑄曾多次参与机床企业跨国并购,他介绍说,大连机床集团率先起步,从2002年起,先后收购美国英格索尔生产系统公司和曲轴加工系统公司,此后,北一收购瓦德里希·科堡、沈阳机床集团收购希斯公司……我国机床企业多次上演了跨国并购的好戏。

梁训瑄认为,中国企业在开展技术合作、实施跨国并购中,一方面得到高水平的硬件设备和技术资源;另一方面,则赢得“借船出海”的机会,借助这些国外企业较为成熟的国际营销网络和他们地理位置的优势,占领桥头堡,展示和推介自己的产品。

在经过1980年代和1990年代前期一段快速发展后,由于体制、市场等原因,我国机床工业进入了一个发展低谷。

芝麻开花:新世纪中国机床跨越发展

“上世纪90年代,我们先后兼并几个企业,职工最多时超过1万人。企业负担太重,压力太大。”说起这段困难的日子,陈惠仁感慨良多,“另一方面,由于市场不景气,效益不好,又根本留不住人。刚毕业的大学生来一两年,混个户口就立马走人……”

北一的境遇只是当时整个中国机床行业的一个缩影。人员过多、机构庞杂、人才流失、产销不对路……几乎每一家机床生产企业都在经历着发展的阵痛。

进入新世纪,根据北京市总体城市规划,北一面临着第二次搬迁,这也成为其迅速发展的契机。刘宇凌介绍说,利用搬迁对机构、人员的调整和20多亿元土地置换金,北一重新确定发展定位,进行了调整产业结构和产品结构、提升创新能力、改善生产环境、寻求国际合作等一系列改革。

通过这些改革,北一建立起在中高端数控机床领域的优势。近年来,该厂生产的龙门跨度10.5米的数控桥式动梁龙门铣床和龙门跨度9米的数控桥式双龙门镗铣床等先后刷新国内单台机床的售价纪录。

飞速发展的不仅仅是北一。进入新世纪以来,我国机床工业的发展用“芝麻开花节节高”来形容一点也不为过。“高档数控机床及基础制造技术”被列入国家重大科技专项,我国已连续6年成为世界第一大机床市场,连续4年成为世界第三大机床制造国,正经历着从机床大国迈向机床强国的过程。

吴柏林介绍,近年来,机床行业科技进步和产业结构调整作用明显,竞争力大大增强。从规模来看,行业总产值从2000年的539亿元,上升至2008年的 3470亿元,其中沈阳机床集团和大连机床集团产值均突破100亿元大关,双双进入世界机床10强。从产品结构和质量水平来看,2000年我国数控机床年产量仅1.4万台,且多为低端产品;2008年我国已能生产几乎所有种类的中端数控机床,数控机床年产量为12.2万台,其中,中、高端产品占到一半左右,并开始进入航天、造船汽车等关键领域。从产业结构来看,整机制造和功能部件、数控系统的发展日趋合理,目前数控系统年产量达15万套,已有20多家企业可以批量生产。

梁训瑄透露,2008年航空工业集团公司采购的80%的数控机床为国产品牌,而兵器工业集团公司更达到 90%。他还补充说,五轴联动机床是数控机床技术的制高点标志之一,在2001年举行的第七届中国国际机床展览会(CIMT)上,我国企业首次展出5台该类产品;在今年的第十一届CIMT上,更是展出40余种国产五轴联动机床。

此外,8月初,沈阳机床集团宣布,该集团成功研制出具有世界水平的飞阳数控系统并实现产业化,标志着我国中高档数控机床数控系统全部依赖进口的历史结束。

60年过去,几经易主的11号院早已没有当年的人声鼎沸,甚至有些冷清,旧式小楼的砖墙上布满了爬山虎。

和很多故事里说的不同,这样的变化,不但不是宣告一个企业的没落,相反见证了一个产业的兴起——想当年,无论是这个院子,还是在这里工作的人,大抵都不曾预见过中国机床工业发展的速度会如此之快。正如我们也很难去想象下一个60年后,中国的机床工业会发展到怎样的程度;而哪里又会是下一个中国机床的 “11号院”。


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