P+F洗车机传感器意法半导体新推出的的IIS3DWB振动传感器及配套电路板STEVAL-STWINKT1多传感器评估套件,可以加快机器运行状态监测系统的开发周期。状态监测系统能够推断设备维护需求,提高工业生产效率。在本地或云端分析监测到的振动数据,有助于企业制定合理的运营策略,使机器正常运行时间最大化,维护成本最小化,避免发生紧急维修事件。

(P+F 超声波传感器 UC4000-30GM-E7R2-V15)

参数化接口,用于通过服务程序 ULTRA 3000 根据具体应用调整传感器设置,2 路可编程的开关输出,迟滞模式可选,可选窗口模式,同步选项,可调声功率和灵敏度,温度补偿

感应范围 : 200 ... 4000 mm
调整范围 : 240 ... 4000 mm
死区 : 0 ... 200 mm
标准目标板 : 100 mm x 100 mm
换能器频率 : 大约 85 kHz
响应延迟 : 最短 145 ms
440 ms,出厂设置
绿色 LED : 常亮:通电
闪烁:待机模式或程序功能检测到物体
黄色 LED 1 : 常亮:开关状态开关输出 1
闪烁:程序功能
黄色 LED 2 : 常亮:开关状态开关输出 2
闪烁:程序功能
红色 LED : 常亮:温度/编程插头未连接
闪烁:发生故障或编程功能没有检测到物体
温度/示教连接器 : 温度补偿 , 开关点编程 , 输出功能设置
工作电压 : 10 ... 30 V DC ,纹波 10 %SS
空载电流 : ≤ 50 mA
接口类型 : RS 232, 9600 Bit/s , 无奇偶校验,8 个数据位,1 个停止位
同步 : 双向
0 电平 -UB...+1 V
1 电平:+4 V...+UB
输入阻抗:> 12 KOhm
同步脉冲:≥ 100 µs,同步脉冲间歇时间:≥ 2 ms
同步频率 :
输出类型 : 2 路开关输出,NPN,常开/常闭,可编程
额定工作电流 : 200 mA ,短路/过载保护
电压降 : ≤ 2,5 V
重复精度 : ≤ 0,1 % 满量程值
开关频率 : ≤ 1 Hz
范围迟滞 : 调节后工作范围的 1%(默认设置),可编程
温度影响 : ≤ 2 满量程值的 %(带温度补偿)
≤ 0.2%/K(无温度补偿)
UL 认证 : cULus 认证,一般用途
CSA 认证 : 通过 cCSAus 认证,一般用途
CCC 认证 : 额定电压 ≤ 36 V 时,产品不需要 CCC 认证/标记
环境温度 : -25 ... 70 °C (-13 ... 158 °F)
存储温度 : -40 ... 85 °C (-40 ... 185 °F)
连接类型 : 连接器插头 M12 x 1 , 5 针
防护等级 : IP65
材料 :
质量 : 180 g

滨州洗车机传感器同时,为了解决“查什么、怎么查”的问题,汪浩还参与制定了精准监察方法库,包含了突出煤层瓦斯综合治理、甲烷传感器数据失真、突出煤层开拓后区域预测报告精准监察流程等27项精准监察方法,以确保能够将问题查全、查准、查透。

中国洗车机传感器重要研发项目的进展及影响 1、工信部2016年智能制造综合标准化项目“机器人制造数字化车间制造单元与工艺研究与标准验证”课题项目主要针对机器人数字化车间生产制造单元的标准化、模块化、柔性化技术展开研发;研究面向机器人制造行业数字化车间的参考型标准和机器人数字化制造的工艺闭环数据模型;针对数字化机器人制造车间生产制造工艺,研究工艺的验证方法,搭建机器人制造数字化车间标准验证试验平台;完成《机器人制造数字化车间制造单元与工艺》标准的编制,并对其进行有效性验证,在工业机器人生产线中进行示范应用,确保标准的可用性、科学性和可操作性,为后续标准的制修订提供规范性和科学依据。 目前,该项目完成了《机器人制造数字化车间制造单元与工艺》标准编制说明、标准研究报告和标准草案的编制;完成了机器人制造数字化车间标准试验验证平台的搭建,在机器人生产现场对整个车间的单元与工艺、运行管理、设备的互联互通操作以及功能安全和信息安全相关功能进行应用验证,形成验证平台建设总结报告、验证平台验证报告、现场验证总结报告和现场验证报告,现已完成课题所有研发任务,正在进行项目结题验收工作。 2、工业和信息化部工业强基工程项目“智能工业机器人实时操作系统及软件包实施方案”项目项目主要是面向智能型工业机器人应用领域,实现嵌入式ARM控制器、X86控制器和高性能多核控制器产品,解决机器人实时操作系统及高性能运动控制、弧焊、点焊、力控制、视觉等软件模块,实现控制器产品在智能型工业机器人上应用,提高机器人运动性能,丰富机器人智能功能。建设嵌入式ARM控制器、X86控制器和高性能多核控制器三种控制器产品的生产线,在控制器基础上搭建机器人操作系统,实现12种以上的软件模块和应用软件工艺包,搭建产品测试验证平台,对控制器性能和功能进行测试,提高国产机器人市场竞争力,实现机器人控制器批量化生产与产业化应用。 目前,该项目完成了嵌入式ARM、X86和高性能多核控制器的开发,并开发了基于Linux的实时操作系统;完成了机器人运动控制、轨迹规划、视觉、力觉、点焊弧焊、码垛等12种以上的软件模块和应用软件工艺包开发,并完成各模块单元测试与验证;搭建并建设了双臂、焊接、打磨、装配、移动等智能工业机器人验证平台和嵌入式ARM、X86、高性能多核控制器产品生产线;完成了控制器在智能工业机器人上的性能与功能验证,提高了机器人运动性能,丰富了机器人智能功能,提升了国产机器人市场竞争力,实现了国产机器人控制器产品的批量生产与产业化应用,现已完成所有研发任务,正在申请项目结题验收。 3、发改委“新一代信息基础设施建设工程和互联网+”重大工程“工业机器人智能系统关键技术研究与应用”项目项目主要是依托新松公司智慧产业园柔性智能制造装备中心,开展工业机器人智能技术验证、产品开发与应用推广等工作,参加工业机器人智能系统关键技术攻关。该项目围绕新一代智能工业机器人的相关新理论、新方法,研究攻克机器人视觉识别定位、智能控制、互联网环境下的信息模型等共性关键技术;研制开发负载能力分别为10kg、20kg和50kg三种型号的新一代工业机器人产品,其核心零部件与整机通过国家机器人检测与评定中心(沈阳)测试;重点针对焊接、磨抛和机加等工业机器人典型应用领域的生产需求,将工业机器人智能系统的核心共性技术与面向具体行业的特殊应用相结合,研究专门的智能工艺系统,实现新一代智能工业机器人产品在换热器管线焊接、油烟机罩磨抛和三槽壳/钟形壳机加等自动化生产线上的推广应用。 目前,已完成面向焊接、磨抛和机加工等典型应用领域生产需求的负载能力分别为10kg、20kg和50kg三种具有自主知识产权的新一代工业机器人产品开发,搭建了智能点焊、磨抛、弧焊、多机器人协同作业、装配、搬运与码垛等机器人测试系统。基于开发的10kg、20kg和50kg工业机器人产品,完成了焊接、机加工和磨抛机器人智能工艺系统研究;完成了MES系统、自动化立体仓库建设和企业信息化软硬件升级;建立了焊接、机加工、磨抛机器人自动化生产线,实现了10kg、20kg和50kg新一代智能工业机器人在焊接、机罩磨抛和外壳机加等领域的推广应用,生产线综合效率提升30%以上。现已完成项目研发,正在进行关键技术研究报告的编制工作。 4、十三五国家重点研发计划“公共安全风险防控与应急技术装备”专项“无人应急救援装备关键技术研究与应用示范”项目项目面向重大事故灾难、自然灾害等突发事件中地面伤员抢运、空中环境侦测、海上紧急救助的实际需求,攻克地面伤员自主搜寻与定位、无人机高升阻比气动外形设计、无人船恶劣海况适应性、间歇遮蔽信道通讯与导航等关键技术,研制伤员抢运地面无人救援机器人、远程空中应急无人机及海上救助无人船装备,开展典型场景的范应用,推动应急救援装备技术和标准体系的建立。 目前,该项目完成了海陆空和信息化无人应急救援装备标准前期调研工作,确定了地面废墟搜救机器人通用技术条件、应急无人机整机试验方法、无人船海上救助应急预案编制导则等10项拟编制的无人应急救援装备相关国家/行业标准,现已完成2项标准发布、1项标准报批、6项标准正在立项和草案编制阶段;完成了地面伤员抢运机器人、远程空中应急无人机和海上救助无人船三大应急救援装备所有核心关键技术攻关、软硬件子系统开发与集成、工程样机开发、系统联调、测试及改进和应用示范方案的制定与环境初步搭建;为后续海陆空无人应急救援装备系统的功能、性能测试验证和示范应用提供了技术及平台支撑。 5、十三五国家重点研发计划“重大科学仪器设备开发”专项“工业机器人整机综合性能测试仪”项目项目针对机器人整机运动精度、控制系统性能、关节驱动性能、人体碰撞安全等测试需求,攻克基于立体视觉的空间六维位姿测量、机器人末端运动非接触式动态跟踪测量、多目标运动跟踪算法等关键技术,开发测量软件,研制机器人运动性能测量仪;攻克多轴同步实时测量、伺服精度与空间插补精度测量、实现单轴伺服性能测试等关键技术,研制机器人控制系统测试台;攻克关节测试的同步驱动与高精度动态自由加载、可变复杂工况的关节负载模拟等关键技术,研制驱动传感同步动态采集分析系统与关节测试台;攻克机器人-人体等效碰撞模型、机器人运动终止检测、机器人-人体运动等关键技术,研制人体碰撞安全评估系统。最终完成各测试台及系统的应用验证和集成开发,研制一整套具有自主知识产权、稳定可靠、视觉等核心部件国产化的工业机器人整机综合性能测试仪,并实现其产业化发展。 目前,该项目完成了所有有关工业机器人控制器测试台、运动性能测试仪、关节驱动性能测试仪和人体碰撞安全评估系统的工业机器人整机综合性能测试仪的软硬件关键技术攻关,解决了仪器开发过程中的关键技术难题,形成了仪器研制的详细设计方案,完成了核心软件模块及框架的编写,现已完成4套测试仪原理样机的成果转化和工程化开发、4套仪器功能和性能测试验证平台搭建;形成了2项企业标准、1项质量与可靠性企业规范初稿、1套仪器测试及验证大纲和1项产业化实施细则编制;为后续仪器应用验证、异地测试、第三方测试、示范应用和产业化推广提供了技术、标准和产品支撑。 6、十三五国家重点研发计划“重大科学仪器设备开发”专项“高分辨率角位移传感器研制与产业化”项目“可靠性设计及产品验证”课题项目通过高分分辨率角位移传感器在测试验证平台上进行的性能测试和整机长期运行可靠性测试,验证角位移传感器在机器人整机上的综合应用性能和设计可靠性。进行高分辨率角位移传感器可靠性设计、可靠性平台设计及产品验证和在线数据收集与产品优化设计,最终完成产品验证,为产品的改进和性能提升提供依据。 目前,该课题已完成“高分辨力角位移传感器”样机质量与可靠性总体方案和可靠性检验平台设计方案的编制;完成了“高分辨力角位移传感器”可靠性机器人验证平台(6轴,负载50kg)和机器人整机综合性能测试平台(重复定位精度、振动、温升、动力特性和轨迹特性测试)的搭建。目前,正准备进行机器人核心零部件可靠性强化试验。该验证及测试平台的搭建,实现了高分辨力角位移传感器在机器人整机中的应用性能对比测试和搭载角位移传感器的机器人性能参数的在线数据监测,为后续评价传感器对机器人整机性能影响、传感器与机器人本体结构的进一步优化和传感器产品稳定性及可靠性提升与改进,提供数据支撑及改进依据。 7、十三五国家重点研发计划“智能机器人”专项“机器人操作系统及开发环境研究与应用验证”项目“机器人操作系统应用验证”课题本课题以机器人操作系统的整体架构和统一运行环境为基础,在图形化的集成开发环境中进行各类机器人应用软件包的开发,搭建各类机器人的应用平台验证机器人操作系统各项功能和性能指标。由5家主机厂的开发人员在机器人操作系统运行框架的标准下、图形化集成开发环境中完成工业机器人、服务机器人、特种机器人的9种应用软件包:码垛、打磨、装配、焊接、机床上下料、冲压、喷涂等工业机器人工艺软件包;顾客引导等服务机器人应用软件包;地面侦查等特种机器人应用软件包。基于模型计算、轨迹规划、导航定位等多种通用机器人算法,研发各类机器人的不同应用功能。本课题将基于机器人操作系统和不同架构的硬件平台(ARM、X86),结合不同种类的机器人系统、外部设备和应用软件包,对本项目研究成果在5家课题参与单位的码垛、打磨、装配、焊接、上下料、冲压、喷涂、引导、地面侦查等9类机器人中进行应用验证。该项工作将充分验证机器人操作系统各项功能、性能指标,为本项目研发的机器人操作系统在国内机器人行业推广应用和产业化奠定扎实基础。 目前,基于项目组开发的机器人操作系统运行框架标准和图形化集成开发环境,课题现已完成焊接、打磨、冲压、机床上下料、装配、喷涂、码垛、引领和巡检等,共9种机器人工艺软件包的开发;基于机器人操作系统和ARM、X86架构的硬件平台,完成了焊接、打磨、冲压、机床上下料、装配、喷涂、码垛、引领和巡检等,共9种机器人操作系统应用验证平台搭建的总体方案设计,定义了软件框架、各通用模块和应用模块的功能划分及调用关系;完成了以上工业、引领服务和巡检机器人系统和应用软件包的集成开发,搭建了应用验证平台及环境,为后续机器人操作系统应用验证提供了平台和场地支撑。 8、十三五国家重点研发计划“智能机器人”专项“面向敬老院的老人辅助机器人研制与系统集成示范应用”项目“老人情感陪护机器人研制”课题本课题针对老人的情感陪护和日常交流需求,攻克基于人脸识别的老年人情绪辨识技术、养老陪护领域的语音交互和情感识别技术、机器人自主移动技术、机器人远程通讯互动技术和路径规划算法优化技术,开发精度更高、稳定性更好的导航算法和基于无线通信技术的远程视听通讯功能;研制具有情感辨识、语音辨识、语义理解等功能及可靠定位导航系统的情感陪护机器人,开展情感陪护机器人检测、标准制定,并进行示范应用。小批量生产和市场推广。 目前,课题已开展并完成了老人情感陪护需求调研和老人情感陪护机器人的方案设计,正在编制产品标准;完成了人脸识别系统、人脸表情识别算法、自主移动及路径规划算法、基于语音声学特征与情感模式的相关性和基于语音数据库的情绪识别等老人情感陪护机器人关键技术攻关,实现了机器人产品原理样机的开发与成果转化,为后续工程化改进、示范应用和市场推广奠定了产品基础。 9、十三五国家重点研发计划“智能机器人”专项“机器人系列化高精度谐波减速器开发及智能制造示范”项目“机器人谐波减速器系统匹配性及全生命周期性能评估研究”课题课题主要研究机器人谐波减速器系统匹配性及兼容性,谐波减速器全生命周期性能评估方法与手段;建立谐波减速器机器人综合性能测试平台,对安装在机器人整机上的国产减速器和进口减速器的应用性能进行关键指标对比测试,评价国产和进口减速器在整机上的性能表现;对安装国产谐波减速器的机器人进行整机测试,进行系统优化设计;实现国产谐波减速器在新一代工业机器人、服务机器人等不同领域的规模化应用。 目前,基于项目组开发的谐波减速器产品需求,课题已完成谐波减速器在线应用状态监测装置、谐波减速器全生命周期综合性能分析等关键技术的开发;针对机器人用谐波减速器的性能参数在线测控技术,完成了本地及远程服务器接口模块、传输技术、10kg工业机器人本体和平台软硬件的开发,搭建了机器人综合精度测量平台;正在进行远程端操控平台、数据库和数据分析系统的开发及20kg工业机器人本体和综合精度测量平台的开发与搭建,为后续谐波减速器关键指标对比测试与优化设计提供平台支撑。 年度经营计划在报告期内的执行情况 1、协作机器人增长潜力巨大 公司加大人工智能技术在机器人应用的投入,目前市场化应用最典型的为协作机器人系列产品。报告期内,公司加深与汽车、家电以及医疗行业客户的合作,实现协作机器人装配、检测、搬运等多项应用。公司持续增强产品影响力,加大产品的市场投放和推广,拓宽下游行业应用领域。公司积极建设协作机器人生产基地,完善生产制造的配套体系,为协作机器人产业化发展提供支持。 2、机器人新兴市场需求增加 随着新兴市场需求的崛起,公司依托焊接、喷涂、装配、磨抛、搬码等应用,着力拓展工程机械、煤机、船舶等一般工业领域的市场,与上述行业内的多家领先企业形成战略合作伙伴关系。此外,公司针对3C等行业的市场特点,大力推广轻量化工业机器人,凭借高精度、高速度的作业优势已经获得持续订单。公司根据用户特殊生产环境要求,为其提供防爆型机器人产品,成功开拓新市场。 3、数字化工厂拓展行业应用 公司继续深化数字化工厂解决方案在集装箱、厨卫、核工业、3C等多个领域的应用。公司坚持与战略合作伙伴密切交流,围绕客户的行业特点开拓合作模式,深度开发相关领域的数字化工厂服务。智能物流市场需求持续增长,公司保持技术与产品的领先水平,在传统优势行业继续增加市场份额外,继续拓展智能家居、医药、新能源电池等新兴市场,且进一步扩大海外客户群规模,与国际一流的厂商比肩。 4、增强半导体装备综合实力 公司围绕标准化、平台化、国际化的发展战略应对日益增长的国内泛半导体设备需求,扩张公司半导体产业规模。公司基于既有技术与产品积累,拓展产品序列并开发新一代产品,同时结合市场需求加强平台化系统解决方案的开发,提升市场影响力。2019年,公司作为国内唯一的真空机械手供应商,承接科技部02专项定向发布的《双臂真空机械手等集成电路装备关键零部件研发及产业化项目》,旨在攻克国际一流的新型多轴真空机械手新构型设计及高速高精度低震动控制技术,研发双臂真空机械手系列产品,打破国外新技术壁垒。

P+F洗车机传感器“通过监测各种环境数据、控制板栗生长过程,可使板栗处于一个最佳的生长状态。该系统应用数字农业技术通过‘线上+线下’模式,可24小时不间断实时监测板栗生长及环境数据。”北京老栗树聚源德种植专业合作社副理事长李思鹏介绍。这些科技设备均采用太阳能发电,并配有传感器,每5分钟上传一次数据,形成数据库后可通过大数据、人工智能等技术构建相关农业数字模型,为植株病虫害监测及预测预报、制定科学的灌溉方案和养分投入等提供支撑,实现板栗精准种植。

滨州洗车机传感器细心的孙嫣发现,截至2015年底,山东省运行的国家自动气象站123个,区域自动气象站则达1416个。国家级自动气象站的计量检定是由各省级气象计量检定部门负责,但大量的区域自动气象站都布设在偏远的乡镇和山村,省级检定部门已无法满足需要,同时对采集器、辐射等项目的现场校准核查技术还是空白,这些区域站也无法完全按照《自动气象站传感器检定规程》的步骤在实验室进行检定。研究制定区域站的校准核查方法并使之尽快投入业务使用是当务之急。孙嫣参与了中国气象局重点集成项目《移动气象计量检定校准核查技术集成》。她带领团队多次赴现场进行区域站核查实验,通过大量实验,确定采集器通道的各项技术指标,最终完成采集器、雨量、辐射等要素的核查、校准规范和校准核查软件的开发。其中温、湿、压、风、雨量的现场核查规范已经由中国气象局业务主管部门于2015年下发全国执行,使区域站的观测数据质量得到控制,保证了自动站正常运行和数据准确可靠,为提高预报准确率奠定了基础。

中国洗车机传感器因此安全气囊是一个名副其实的双刃剑,需要生产厂家制定严格的展开条件,才能保证其对乘员发挥保护作用,而不是伤害乘员。具体来说,传感器和微处理器用以判断撞车程度,传递及发送信号。只有当碰撞速度达到一定值(20~30km/h)时安全气囊才会打开。

试验是通过该跨职能团队开发的体系架构、自动化、自主化和接口(A3I)能力实现的。这是一种网络化系统架构,也称为“仲裁”系统,让操作人员可以在不同控制级前后传递各种系统的控制权,从仅接收来自传感器或无人机系统的信息到控制整个系统的某一有效载荷。将控制权移交给未与地面站连接的相关操作人员的运用方式,意味着可以减掉不具备战术边缘优势访问能力的中间人员。如果地面上有一操作员靠近行动地点,就更容易实施系统控制,而无需指挥某人从远处赶往正确的位置,盯住感兴趣的点或目标,以便制定行动决策。该系统有一个可扩展控制接口,可以从驾驶舱甚至地面士兵使用的平板电脑实现远程访问。因而美陆军可以减少地面控制站的使用,这意味着地面控制站的规模和后勤保障需求将大大减少。下一步网络化系统将被集成到机载平台上,并完全取消地面控制站。

近年来,在市场监管部门的指导下,陈永山与国内诸多电力传感器企业密切协作,参与制定了一系列国家、行业、地方标准和检定规程。“目前,我们建立了国内唯一的电阻分压传感器生产线和生产基地,并投资建设了国内首家电力传感器检定中心,面向社会提供检定和技术咨询服务,为该行业的创新与发展作出了积极努力。”

中国机床行业面临的困境自20世纪90年代后期,我国原有机床产业研发体系瓦解,面向市场的新型研发体系一直没有建立起来。在上游设计、制造端,在材料、零部件以及经验等方面基础薄弱,难以支撑我国在高端机床领域实现全面自主;在下游应用端,离开了进口原料,高端机床在我国如同“破铜烂铁”一样无用武之地。仅以材料为例,我国基础材料均质性、切削性能等指标相对国外有较大差距,不仅高端刀具依赖进口,大量下游应用端的高端材料也严重依赖进口。在这种“内忧外患”的情况下,我国机床行业被欧洲、美国、日本等国家和地区迅速甩开,赶超乏力。2021年11月30日,工信部发布《“十四五”信息化和工业化深度融合发展规划》,我国制造业由此进入“两化”融合发展、推动产业结构调整升级的关键时期。然而,随着国民经济的发展以及产业结构的升级,中高档数控机床的应用越发普及,产品需求越来越大,供给却难以满足需求。低端产品贸易增加值低,向高端转型刻不容缓。数据显示,2018年我国高档数控机床,如五轴及以上加工中心自给率不到10%,其中龙门式加工中心及立式加工中心等的自给率不到1%。在高端领域,我国机床企业对于一些高端行业的需求难以触碰,甚至不敢触碰。比如在近年来的主机厂招投标过程中,有大量条件严格的验收指标,导致我国多数厂商知难而退,参与产线机床竞标的企业大多来自德国、日本或瑞士。在中端领域,日本机床以其可靠耐用的性能以及较便宜的价格牢牢占据了我国的中端市场。以卧式加工中心为例,日本森精机、山崎马扎克、日本大隈等企业占据了我国超过80%的市场。吉利、长城等国产汽车产线,基本都是德国、日本机床的天下。在低端领域,大量中小民营机床企业聚集在山东滕州(中国中小机床之都)、浙江玉环(中国经济型数控车床之都)等地,陷入低端混战。可以说,在低端领域,我国机床行业整体处于“还在自动化的路上,智能化刚刚起步”的阶段,以仿制为主,技术含量低,技术门槛极低,价格战“狼烟四起”。2008年,世界机床企业前10强中,日本有5家,德国有2家,中国有2家,美国有1家。中国的两家企业分别为沈阳机床和大连机床,而到2018年,两家企业纷纷跌出前20名,龙头企业沈阳机床2019年净利润约为-29.88亿元,亏损严重。 值得深思的是,中国是世界第一机床生产和消费大国,年度机床的市场规模超过1500亿元,占据全球机床市场的1/3。如此大的市场容量,十年前我国还有世界TOP10的机床企业,十年后产业基础能力不断提高和产业体系不断健全的今天,为什么都“养”不出一家能打的机床企业呢?究其原因,主要是企业的产品竞争力不足,机制体制不够灵活,落后于国际企业,最终导致中国机床企业陷入进退两难的境地。目前,国内机床行业兼并重组序幕已经拉开,国内竞争格局有望持续优化。2019年4月和12月,中国通用技术集团相继对大连机床集团和沈阳机床集团实施重组,这意味着我国机床产业在重重困难与挑战面前,将开展新一轮产业格局重塑。做一台机床和一个产业是两码事机床行业是高技术门槛、高专业分工而且需要长期积累的典型。德国拥有完整的工业体系,学徒制、双元制等教育体系为制造业提供了源源不断的高质量“新鲜血液”,同时企业严谨务实,追求在“窄领域”做强。在这基础上,德国诞生了1300余家单项冠军企业,为德国高端机床行业的发展提供了“丰沃土壤”。日本企业更加崇尚代际传承、技术传承,不做自己不熟悉的领域,追求精益求精。在这一文化的主导下,日本现有长寿企业数量高达3900家。其中,大量著名机床企业的寿命已绵延几代人,历久不衰,比如山崎马扎克(成立于1919年)、发那科(成立于1956年)、森精机(成立于1951年)、小松(成立于1945年)等。中国机床企业在取得了一定成绩后,往往会加大步伐,选择激进的发展策略。沈阳机床曾投入10多亿元的研发费用,打造世界首台互联化的智能数控系统i5,并在i5的基础上研发了i5数控机床。沈阳机床将i5定位为机床行业的“苹果”,以颠覆传统机床行业的商业模式,但最终因为步子迈得太大而宣告失败。虽然i5数控机床在2016年获得了1万台订单,但巨量的订单并没有带来利润,反而带来了14亿元的亏损。同样,大连机床在完成混合所有制改革后,大干快上,喊着“像造汽车一样造机床”的口号,最终导致融资资金断裂,欠下数百亿元的债务。机床行业进步仅靠资本驱动是难以成功的,需要的是市场化的机制。即便投资对象是技术,资本看重的也是技术可以带来的独占性资源。但是,对于机床行业而言,其技术进步并不能带来商业暴利。据市场估算,机床的市场容量仅相当于其生产对象市场容量的2.5%,而真实数据恐怕连1%都还不到。曾经辉煌的“十八罗汉”基本早就进入市场,但目前全部不尽如人意。中国母机行业目前最值得关注的企业,如大连光洋、北京精雕、上海拓璞等,有一个共性,就是在数控系统及特色工艺上下了很大功夫,与用户行业紧密结合协同创新,在机床销售后仍提供软件升级、工艺升级等服务。事实上,机床目前已演化为主机本体、数控系统、核心功能部件三个关键体系。即使是主体本体也需要结合用户行业来优化设计,在数控系统及核心功能部件上,传统机床企业没有显著优势。致力于提升中国机床水平,甚至不被“卡脖子”,我国必须改进的是数控系统的软件部分以及与主机本体、功能部件运行的有机融合。如果作为科技攻坚战,那么我国的科研人员完全有能力打造一台世界级的机床。例如625所、北一机等大院、大所就开发过很多优质的设备。但是做一台机床和做一个机床产业完全是两码事,机床与高铁、核电设备之类的装备制造有本质的不同:机床行业是完全市场化运营的,国家意志最多能够维持几家重点企业的经营,但发挥不了决定性作用。如果倾尽全力不惜代价,那么国产机床厂家有能力打造出一款超级精良的机床,但不惜代价打造出来的试点项目只能作为大国重器保障军工,真正投入市场就会显得缺乏竞争力。“脖子”卡在哪目前我国机床行业核心“卡脖子”产品在于高档数控机床,如五轴五联动加工中心,其具有高效率、高精度的特点,工件一次装夹就可完成五面体的加工。五轴五联动加工中心对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等行业有着举足轻重的影响力。在核心零部件方面,如高强度的铣刀、镗刀、金刚钻头也制约着我国机床行业的应用,特别是加工具有超高强度的板材、管材及复杂构件等。高精度微米丝杆和高精度微米导轨是机床加工精度的核心保障,将直接影响机床加工产品的精度和品质。在数控软件方面,尽管国内也有很多企业正在自行研发,但是在稳定性、兼容性和实用性等方面,还是与国外先进的机床制造厂商有一定差距。原因在于材料科学、工艺、规划上的距离使国产机床的丝杠、导轨、伺服电机、力矩电机、电主轴、编码器等首要功能部件大部分还要依赖国外产品。技术上,主要在加工精度、可靠性、传感器技术和智能化方面有所制约。1.加工精度机床是一个复杂的机电信息系统,在加工过程中会受到静力学、动力学、振动以及热的影响。仅以内部热影响为例,它包括电机转动切割磁感线生热、丝杠导轨运动摩擦生热、切削过程生热等数十甚至数百项影响因素,而产生的热量又会造成零件的受热变形,造成刀具及材料性能的变化,最终叠加体现在加工误差上。欧洲在这方面已经能够建立对应的物理模型,能够通过高精度仿真的方式,模拟分析加工误差来源,并加以补偿,提高加工精度,但目前我国企业甚至对电机转动切割磁感线生热这一热源项尚没有扎实的基础性研究。2.可靠性在可靠性方面,我国自主生产的数控机床与进口产品相比还存在不小的差距。德国德玛吉(DMG)公司对其生产的机床有严格的质量控制体系,公司允许的返修率在数年前已经低至1.8次/(千台·年),比目前国内的返修率低至少一个量级。机床的可靠性主要分为三个方面,分别是静态特性、动态特性和热特性,而机床的切削性能则主要取决于动态特性。正是这个动态特性几乎被国内机床界所忽略。这个看似“疏忽”的根本原因其实是我国缺乏对于基础机理的研究,对机床特性的工程数据库积累不足,从而无法对这些尺寸机型正确标定。工程化经验不足,又没有行业共性技术的支撑,这是我国机床界的一个缺陷。这一缺陷造成使用我国机床的厂商经常需要将机床退回供应商返修,重新标定。3.传感器技术有效、完备的控制系统是机床实现高加工精度和智能化的前提,而完善、合理的传感器系统则是控制系统的核心硬件基础。德国、瑞士、日本、美国等国机床企业在漫长的发展过程中积累了大量技术诀窍,了解所需传感器的数量、种类、精度、安装位置等相关信息。以德玛吉目前市场上的五轴削铣加工中心DMC80FDduoBLOCK为例,一台机床在关键部位配备了包括温度、力、振动、润滑液流量、冷却液温度等在内的超过60个传感器。通过传感器,所需的机床及加工信息可以被精准、实时地收集,通过适当的控制方法,及时完成在线修正补偿。4.智能化智能化是实现机床“自学习、自适应、自诊断”甚至是“自决策”的一个完整过程。目前,欧洲的机床智能化水平较高,以德玛吉的CELOS为例。目前这款机器已经能够大幅优化人机交互,将机床功能组块化,开发成类似App的功能,用户可以在面板上更加简便、快捷地进行加工编程操作。此外,CELOS已实现加工过程的高精度仿真,加工中心在接收加工指令程序段后,可首先将加工过程通过建模仿真的方式直接可视化,呈现给工业机床的操作者。机床智能化的核心是需要在完善的传感器系统的基础上,叠加以大数据、人工智能等方法,实现加工过程、参数、路径、速度曲线的自动优化,对可能产生的冲突做出提前预警,对内外部干扰因素做出修正补偿,保证精度等功能。但不论是大数据还是现阶段在机床领域应用的人工智能,都要以大量的经验数据为基础。以刀具的智能优化为例,我们可以通过传感器对其扭矩加以实时监测,并通过扭矩监控破损。如果刀具损坏,切削阻力和扭矩会迅速增大。但是,如果想进一步对刀具寿命进行预测并对磨损提前预警,则需要以大量刀具磨损前的扭矩曲线作为经验基础。这项研究在欧洲开展已久,成果显著。智能化的背后是知识和经验的数字化、可编辑化。如果没有数据基础,机床的稳定性和高精度就不能实现,智能化控制就是一句空话。“卡脖子”突破路径机床行业是我国建设制造强国的必争之地,处在“十字路口”的中国机床工业,急需转变发展方式,寻求新的突围之路。(一)基础研究工业母机是战略性、基础性产业,事关产业基础高级化和制造业转型升级,因此,首先要关注基础研究,建立自己的原创工业体系。我国工业机床行业因为起步较晚,一直面临落后、模仿、追赶的困境,因急于求成,始终没有建立一种自给自足、技术原创、持续发展的工业体系。因此,从战略布局上,我国必须心平气和地去研究事物的根本,脚踏实地地聚焦基础研究,在“863”“973”项目布局上向基础研究进一步倾斜。我国需要结合工作母机产业发展特征,完善对基础性、战略性、前沿性科学研究和共性技术的支持机制,实现国家各类科技计划的有效衔接,发挥国家自然科学基金在基础研究和原始创新研究方面的引导和支持作用,倡导先进工艺多学科交叉研究、母机装备原始创新研究。相关原始创新研究的部署应接续支持重点研发计划、科技重大专项,基础研究成果应结合有关专项的攻关任务进行贯彻、扩散及融入。重点研发计划的具体成果,如样机、工艺等应在有关专项中持续开展应用验证和推广示范。(二)应用研究我国高端制造装备产业的发展模式应由“跟踪引进吸收”逐步向“并行自主创新”以及进一步的“原始创新领跑”转变。我们要进一步深化国家科技体制改革,针对航空、航天、军工等国家重大需求,探索高端制造装备全产业链协同创新模式。要梳理核心技术、关键元器件、工艺和装备的短板问题以及“缺链”“断链”环节,以高端制造装备协同创新中心为基础组建“产学研用”联合体。要组织全产业链协同创新、技术攻关,建立上游、中游、下游分工合作、利益共享的产业链组织新模式。以正在建设的制造业创新中心为基础,我国要对现有分散在高等院校和科研院所的国家重点实验室、国家工程实验室、工程研究中心等进行优化重组,建立“产学研用”长效合作机制,形成分布式、网络化的新型科研机构集群。(三)产业化我国要培养一批技术先进、世界领先的企业,使其发挥“龙头”作用,带动产业上下游协同发展,提高行业的整体竞争力,从而形成具有持续创新能力、技术全球领先的产业集群。引导竞争力不强的机床企业实施转型,使之成为民生领域或国防军工领域专用装备的提供商、制造业转型升级与智能化改造的领头羊、制造业整体解决方案的一体化供应商。引导中小企业向“专精特”方向发展和成长,通过税收优惠或金融支持鼓励其深耕基础零部件、材料、元器件、传感器、各类工业软件以及专用装备等细分领域,实现差异化发展。(四)应用场景在宇航及深空探测制造装备方面,解决新一代中型、大型运载火箭量产对成套装备的迫切需求,突破飞行器大型构件和复杂构件批量、高效、精密制造的技术瓶颈,满足深空探测飞行器对复杂构件轻量化、结构功能一体化的重大需求。在大型飞机制造装备方面,突破大尺寸钛合金、碳纤维复合材料以及异性材料叠层的航空结构件高速切削、增减材复合以及大部件高精度互换性制造等技术问题,实现航空装备的高性能、高精度、高效率、低成本制造。在航空发动机制造装备方面,产业化推广发动机典型部件制造的国产化装备,突破航空发动机关键零部件高温合金、高强度合金、复合材料的集成设计制造、高效和高精制造技术瓶颈,解决进口依赖问题。继续完善船舶及海工大型柴油机缸体、曲轴、齿轮和船用燃气轮机叶片、涡轮轴、叶盘等先进成套技术装备。突破大型舰船关键部件制造技术、大型船用螺旋桨推进器整机加工装备、深海焊接/探测及深海工作站制造装备等,推进舰船增材制造现场维修成套装备发展,实现关键装备自主可控。针对动车组车体、客车车体等大型复杂型面加工需求,研制智能磨抛系统和柔性打磨工具;针对转向架、变速箱、轮对等关键零组件制造需求,开发专用高效加工成套装备及生产线。重点开发新能源汽车变速箱高效加工、近净成型装备及成组工艺生产线,研制高效加工与成型、在线检测与装配成套装备及生产线。面向新一代惯性仪表制造、多目标红外探测及高精度智能导引等领域,亟须集中优势力量,快速突破超精密加工机床技术瓶颈,推动超精密制造领域相关基础理论、测量技术、超精密机床制造技术、在线测量与智能控制技术的重大发展,探索形成超精密加工及高端机床自主研发的高效创新模式。(五)鼓励政策优化国家科技成果采购体系,将各类科技成果编制目录、简介进行宣传推广。国资企业技术改造采购应优先使用国家科技成果,优先采购国产高端装备,或者确定一定比例对成果产品实行税费补贴,切实减轻制造业企业的负担和经营成本。改革调整企业税费比例,降低公共服务价格,探索新的制造业融资方式,引导金融机构降低制造业企业的融资成本。制定优惠政策,改变制造业企业留人难、人才流失的困境。改革高等院校和职业院校的学科评估指标体系,在学科评估、人才选拔、人才培养的各项指标方面,倡导注重实效。通过科研实践培养勇于创新、善于创新、献身实业的工程技术人才,加强论文、专利等研究成果的工程化导向。针对制造专业人才培养,在打牢基础、淡化专业的同时,应加强智能制造传感器、软件及大数据等方面的知识积累与研究实践。本文来源:财经国家周刊,摘编自《大国的坎:如何破解“卡脖子”难题》,金海年、顾强、巩冰等著,中译出版社,2022年3月出版。

5.装备制造产业。巩固提升先进轨道交通装备领先优势,加快培育卫星及应用、通用航空装备、精密仪器与装备新动能产业,推动电气设备、石化设备、矿山冶炼设备、冰雪装备等传统装备向高端化发展。推动机器人及智能装备、精密机械、先进传感器等领域品牌建设。在换热器、农机装备等领域鼓励制定满足市场需求的团体标准,助力品牌领跑。