1、 天津市高档数控机床产业发展三年行动方案（2018-2020 年）数控机床作为制造业发展的基石，处于价值链高端和产业链核心环节，对制造强国至关重要。加快高档数控机床产业发展，对于提升装备制造业的整体实力和竞争力，促进天津市产业升级具有重要意义。依据中国制造 2025智能制造工程实施指南（2016-2020 年）天津市国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要天津市工业经济发展“十三五” 规划,特制定本行动方案，期限为 2018-2020 年。一、发展现状（一）产业基本情况2016 年我国数控机床产业规模约 1350 亿元，产品种类1500 种以上，年产量超 30 万台。其中，高档数控机床约占数控机
2、床产业 10%。目前，我国中低档数控机床已基本实现产业化，并开始走向国际化，产品质量和技术整体接近于国际先进水平，部分产品处于国际领先水平。但是，高档数控机床方面，还与瑞士、德国、日本、美国等国际先进水平存在差距。国产高档数控机床在国内的市场占有率仅在 5%左右，部分产品完全依赖于进口。2017 年，我国数控机床市场受益于我国汽车、航空航天、船舶、电力设备、工程机械等行业快速发展，对机床市场尤其是数控机床产生了巨大需求，数控机床行业成长迅猛。2017 年天津市机床制造工业产业产值达到 73 亿元，同比增加近 13 亿元，增长约 28%。我市聚集了一机床、二机床、天锻、天二锻压、建科机械、精诚机
3、床、天森智能等多家数控机床制造厂家及泰森数控一家数控系统生产厂家。天锻是中国机床制造行业“30 强” 企业。泰森数控主要从数控系 统的研发和生产，并积极开展数控领域其他关键核心零部件的科技研发项目。依托天津大学、天津理工大学、河北工业大学等高校，成立天锻液压机专业研究所、天津市数控系统技术工程中心等多家工程技术中心，对数控机床领域重点技术进行攻关。目前我市拥有国家级技术中心 1 个、市级技术中心多个，有 3 家企业入选天津市科技小巨人领军企业，2 家企业入选国家创新型企业，其中重点骨干企业研发投入占营业收入的比重超过 4%，专利授予量超过 1000 件。（二）重点产品和技术天津第一机床厂的数控
4、弧齿锥齿轮拉齿机，市场占有率达 50%，年 产能力 200 台，居行业首位。天津市天锻压力机有限公司、天津工业大学的 ZS-THP29-6300 汽车纵梁数控生产线项目，获得 2016 年度天津市科学技术进步二等奖。天津市泰森数控科技有限公司的嵌入式可重构数控系统技术，完成了相关技术成果的初步产业化，已形成了中高档数控系统与普及型数控系统系列化产品。我市高档数控机床产业部分产品和科学技术处于国内领先水平。天锻压力机拥有我国液压机行业首家国家级企业技术中心及行业唯一的液压机专业研究所，负责液压机行业产品标准制定和修订；天津市数控系统技术工程中心是中国机械工程学会机床专业委员会的主任委员单位，在自
5、主数控系统与智能装备技术的研发与推广应用方面已取得国家科技进步奖和省部级奖项等成果，已获得数控系统相关发明及软件著作权二十余项，多项核心技术达到国际领先水平。天津大学、百利机械装备研究院、天津市数控系统技术工程中心、天津市泰森数控科技有限公司等一批技术创新型科研院所与企业一直致力于数控技术、数控机床领域的尖端技术研究与创新，共同承担着多项 国家重点研发计划和重大科技专项课题。（三）主要问题1产业发展水平不高目前，我市高档数控机床行业仍处于发展的初步阶段，在国内整体高档数控机床行业位于中下游水平。受制于机床结构设计与高端高性能数控系统技术的缺失，高精高密数控机床仍依赖进口，航空航天、汽车、医疗等
6、领域的核心加工装备基本被德国、日本、瑞士、美国等国家尖端产品垄断，高档数控机床的核心技术仍对我国技术封锁。2产业规模较小我市高档数控机床产业占全国比重很小，行业规模也不大。我市龙头企业天津市第一机床曾经是改革开放初期的机床行业的十八罗汉之一，但是在 2008 年新的十八罗汉名单中消失了。虽然天津市天锻压力机有限公司是中国机床制造行业“ 30 强 ”企业，但是天 锻主要生产数控液 压成型机床产品，该产品在高档数控机床比重不到 10% ，且其它高档数控机床基本都属于中小企业，甚至有一些还处于小型微创企业，形成的天津市高档数控机床整体规模，与国内其它传统机床行业相比，处于明显劣势。3产业链不完备我市
7、的高档数控机床产业发展尚不健全，缺乏重点龙头企业，市场规模较小，产业链不完整。虽然我市高档数控机床领域的突出企业均拥有自主的拳头产品和核心技术，并在细分市场中具有一定的竞争力，但在全国整体行业中无论产品还是市场规模均未能占有一席之地。产业生态尚待完善，各家企业各自为战，与我市数控系统、伺服驱动、机床关键零部件等行业未能形成很好的互补或者良性配套发展关系，龙头企业未能带动我市周边产业的同步发展，数控系统与核心零部件无论国产是否能替代均采用进口品牌，一定程度上抑制了我市相关配套产业的良性发展。4产品覆盖率低我市在数控齿轮机床及数控液压成型机床等领域处于国内领先水平，部分产品还远销海外。但是在航空航
8、天、汽车等重点领域需求的机床品类中，我市能够配套生产的高档数控机床覆盖率还很低。如车铣复合功能、高速高精度机床，4 轴以上联动加工中心，针对小型精密件的高精密复合加工中心，多主轴多工位加工中心等领域，产品很少，且缺乏高端产品。难以满足空航天、汽车等重点领域发展的需要。急需要丰富产品种类，扩大产业规模。5核心技术需要加强在高档数控机床及关键核心零部件领域，如高性能伺服驱动技术、面向高档数控机床的智能化高端数控系统、具有车铣复合功能的高档数控加工中心等机床装备都需要加大研发投入，尽快实现技术突破。二、发展方向和主要目标（一）发展方向发展复合化加工中心和智能化高端数控系统等关键核心零部件是高档数控机
9、床行业发展的主要方向。近几年来，本土化的数控机床和数控系统已完成了前期的核心技术积累和研发人才培养。2019 年将是高档数控机床与高档数控系统的技术提升阶段。高档数控装备的功能、性能、质量、可靠性都将大幅提升。同时，高档数控机床行业的迅猛发展，将带动上下游行业，如电子元器件、伺服驱动、机床核心部件和配件、工业设计等各个细分制造业领域的发展。2020 年将进入高档数控机床产业发展阶段，关键技术将得到突破，初步实现智能化定制化高档数控装备的研发与生产能力。高档数控装备将大力推进我市航空航天、汽车、医疗等领域的发展，为我市制造业提供有力的技术支持和创新基础。为提升我市高档数控机床行业的硬实力，在数控
10、系统、伺服驱动系统、车铣复合高档数控加工装备等领域进一步加大研发投入，鼓励企业在相应领域进行产品创新和技术突破，逐步形成在全国乃至世界范围内具有核心竞争力的尖刀产品，培养一批我市高档数控机床行业的重点龙头企业，从而带动行业产业链的整体健康发展。（二）主要目标产业规模大幅提高。到 2020 年，我市高档数控机床产业规模达到 20 亿元左右，占天津市机床制造工业产值 20%以上，达到国际先进国家水平。天津市机床产业产值达到 100亿元以上，占全国机床产业产值 7%以上。实现关键核心技术攻关，突破国外技术壁垒。鼓励产学研合作模式，重点突破复合加工型高档数控机床、智能化高档数控系统设计与制造等关键技术
11、，提升高档数控机床的整体设计能力与制造能力，打破国外长期垄断与技术封锁。形成一批具有市场核心竞争力的战略产品。在高档数控机床、数控系统等机床关键核心零部件等领域，形成一批具有自主知识产权和国际竞争力的高端产品，达到国际先进水平。扶持一批具备强劲发展潜力的产业核心领域科技创新型企业。在高档数控机床的核心领域，重点扶持一批创新能力强、研发投入大、具备与国外顶尖企业竞争潜力的科技创新型企业，优化高档数控机床产业结构。建设两个以上具备产业带动作用的智能制造产业聚集区。以高档数控系统的研发制造为核心，重点打造智能制造装备产业链的产业聚集，形成集研发、制造、技术、资本、交易、服务、培训、体验为一体的联合产
12、业聚集群。三、重点任务（一）园区建设1天津第一机床有限公司高端数控机床制造基地建设天津第一机床有限公司在天津市西青区大寺镇高新技术产业园投资建设“天津第一机床有限公司高端数控机床制造基地项目”，本着 “整体规划，分步实 施”的原则，项目分两期建设。项目工程内容包括新建第一联合厂房、第二联合厂房、第三联合厂房、第四联合厂房、研发车间、辅料库、露天堆场、门卫房等生产及辅助设施。其中一期工程建设第一联合厂房、第二联合厂房、研发车间、辅料库、露天堆场、门卫房等生产及辅助设施，其余第三联合厂房、第四联合厂房二期建设。一期工程建设投资32200万元，厂区建筑面积34548.78平米，2016 年11 月开
13、工建设，2018 年10月建成投产，主要生产工序包括零部件的半精加工和精加工、涂装、装配等，主要产品为数控齿轮机床、数控磨床等，预计建成后，年生产规模约578 台/年。2高档数控机床与智能制造装备产业园建设天津市泰森数控科技有限公司与天津大学合作，以高档数控系统的研发与产业化为龙头牵引，在海河教育园大学聚集区附近打造高档数控机床与智能制造装备产业的示范与创新创业聚集地。主要建设内容包括高档数控系统研创中心、高档数控机床与智能制造装备研创与应用示范中心、智能制造装备人才培养与培训基地、基于互联网+的 O2O 网络培训与会展交易中心、智能制造技术与高端装备产业的创新创业基地、科技金融与创业投资基金
14、平台、高端装备融资租赁等。项目建设投资50000万元，建筑面积60000平米，产业规模达到20亿元以上。高档数控机床与智能制造装备产业园围绕数控系统产业为主导核心，带动3D打印技术、机器人技术等周边产业，形成集研发、制造、技术、资本、交易、服务、培训、体验为一体的联合产业聚集发展模式，建成京津冀地区最具引领效应的面向智能制造技术与高端装备领域的创业创新和产业支撑示范基地。（二）产品技术研发1重点发展具有深度感知、智慧决策、自动执行功能的高性能数控机床面向航空航天、汽车、医疗等高端制造业，研发多功能高性能的高档数控机床。根据复杂型面复合加工的工艺需求，设计进行机床结构件及整机的设计与仿真分析，借
15、助有限元仿真软件分析机床关键零部件（床身、立柱、溜板等）及其整机自由状态和约束状态静力学特性与动力学特性。结合有限元仿真结果和机床功能结构特点确定激励方式与测点布置，利用动态测试与分析系统，采用一点锤击激励、多点拾振的方法对机床整机进行动态测试，分析测试数据得到机床的动态特性。以机床固有频率和机床质量为目标，考虑其他约束条件对机床整机进行多目标优化，完成机床结构的优化设计。针对机床的运动学特点和结构特性，设计机床的运动及控制系统单元，实现机床的精密控制和高速高精加工功能。2培育发展具有在机检测、智能维护功能的可重构数控系统数控系统是数控机床的大脑，配合高档数控机床的需要，研发具有在机检测、智能
16、维护功能的可重构数控系统。在模块化、可重构数控系统平台基础上，建立“制造工艺大数据” 收集激励和甄别机制，支撑高端数控的发展。研发能够对数控装备关键部件的振动、电压、电流、温度、压力、应力、形变等多种物理量进行同步测试的数据采集、存储设备。研发运行于服务器端的设备故障诊断专家系统，实现对数控装备关键部件数据的专业化分析。特别是对于设备关键部件振动信号进行专家诊断。通过对监控信息、初级诊断结论、高级诊断结论以及设备使用情况、设备日常维护情况，研发基于.NET技术的 C/S 架构的数控装 备智能维护系统，实现高档数控装备的智能维护。3加快推进高档数控关键核心零部件的开发研制及产业化鼓励企业加大高档
17、数控系统的研发投入，大力发展多通道数控系统、总线式数控系统、十三轴六联动数控系统等高端数控系统，实现高端装备核心技术的自主研发，提高高档数控机床产业自控性。引导企业开展高性能伺服驱动器和伺服电机研发项目，加快产业化进程，完善我市高档数控机床产业链。研究采用放大器高速处理过程中创建平滑前馈指令、精细纳米指令、内置抑制机械振动的共振滤波器等技术，使用精密机械模式预测及控制机械端的补偿，实现电机高速运动时产生动磨擦变化的同期误差最小化。4发展高精度、高性能的专用数控机床利用现有优势产品，进一步提高产品的性能。数控齿轮机床实现高质化、自动化、数字化，制齿装备加工精度高于6 级（国标），实现绿色制造，磨
18、齿装备加工精度高于 5 级（国标）。飞机蒙皮精密成形设备，实现成形精密化、自动化、数字化，提高蒙皮制件与模具的紧密配合度，以及装配后的气动性能，实现批量生产。精密高效等温锻造超塑性成型设备，实现对塑性差、变形抗力大、锻造温度范围窄、变形速率要求严格的高温合金、钛合金等难变形合金材料的复杂等温锻造超塑性成型。（三）研发中心建设1推进天津第一机床有限公司技术中心建设利用一机床、津机磨床现有技术优势，重新组建一支技术团队，建设天津第一机床有限公司技术中心。坚持以市场为导向，以高精、高速、智能、绿色为技术发展方向，加快高新技术成果的延展，注重用户制造工艺的研究及产品技术产业化完善、升级，由单一的面向规格、参数的离散式研究方式转向提供解决方案的系统性研究。落实创新驱动发展战略，制定实施企业技术中心建设规划，建设高水平的企业技术中心；掌握核心关键技术，选择技术发展方向，前瞻布局战略技术研发，开展相关应用基础研究和前沿技术研究，参与制定国家、行业和企业技术标准；培育企业核心竞争力，全方位推进技术创新、产品创新、品牌创新等，加快成果产业化，增强科技进步对企业发展的驱动作用；凝聚培养创新人才，完善人才激励机制，营造良好发展环境，造就高水平的创新领军人才。
