杭州機(jī)床產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新路徑研究

[摘要] 在分析杭州機(jī)床制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、特征、優(yōu)勢及其制約的基礎(chǔ)上，結(jié)合瑞士、大連等機(jī)床工業(yè)發(fā)達(dá)國家和城市的創(chuàng)新實(shí)踐，研究了杭州機(jī)床產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新路徑。

[關(guān)鍵詞] 機(jī)床 集成創(chuàng)新 吸收創(chuàng)新 原始創(chuàng)新

一、引言

杭州是國內(nèi)最大的平面磨床、成形磨床等制造基地，其中杭州擁有平面磨床制造企業(yè)17家。杭州市機(jī)床制造企業(yè)主要有杭州機(jī)床、杭州銑床等企業(yè)，臺(tái)資機(jī)床企業(yè)有杭州友佳、榮德、普發(fā)等。與德國、瑞士、大連國家和城市機(jī)床產(chǎn)業(yè)相比，杭州機(jī)床工業(yè)具有以下產(chǎn)業(yè)特征和制約：

1.杭州機(jī)床產(chǎn)業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品以中小型磨床為主，大型、復(fù)雜、關(guān)鍵裝備少，成套裝備少，機(jī)床產(chǎn)業(yè)的規(guī)模比較小、核心技術(shù)水平低。

2.杭州機(jī)床產(chǎn)業(yè)主要由民營和臺(tái)資企業(yè)組成，如杭州機(jī)床集團(tuán)就是國退民進(jìn)改制而成。杭州機(jī)床企業(yè)機(jī)制靈活，企業(yè)發(fā)展快，但是機(jī)床技術(shù)創(chuàng)新能力弱。

3.杭州機(jī)床功能部件設(shè)計(jì)和制造能力薄弱，沒有在機(jī)床母機(jī)發(fā)展基礎(chǔ)上衍生功能部件產(chǎn)業(yè)。

二、杭州機(jī)床制造業(yè)吸收創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和原始創(chuàng)新的互動(dòng)

數(shù)控機(jī)床由機(jī)、電、液、氣、光、刀具、測量和數(shù)控系統(tǒng)等各種功能部件組成，每個(gè)部件的設(shè)計(jì)、制造及其集成都由材料、機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)等主干學(xué)科知識(shí)和技術(shù)支撐，機(jī)床制造具有鮮明跨學(xué)科和復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)特征，任何國家、企業(yè)都不能原始創(chuàng)新與機(jī)床產(chǎn)業(yè)相關(guān)的所有知識(shí)和技術(shù)，每個(gè)國家和企業(yè)必須吸收借鑒其它國家、企業(yè)的先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，集成其它國家、企業(yè)的原創(chuàng)知識(shí)和技術(shù)，以積極的技術(shù)學(xué)習(xí)和原始創(chuàng)新為基礎(chǔ)，構(gòu)建機(jī)床設(shè)計(jì)制造的技術(shù)能力。

1.吸收創(chuàng)新

杭州機(jī)床產(chǎn)業(yè)吸收國外技術(shù)主要通過以下途徑：一是直接引進(jìn)國外先進(jìn)機(jī)床樣機(jī)和相關(guān)技術(shù)，一是通過對(duì)國外企業(yè)的產(chǎn)權(quán)和股權(quán)的并購，將國外企業(yè)的技術(shù)、專利、人才等全部吸收進(jìn)來。

杭州機(jī)床集團(tuán)引進(jìn)國外手動(dòng)平磨、程控平磨樣機(jī)，在吸收國外技術(shù)的基礎(chǔ)上創(chuàng)新了大型磨頭主軸單元結(jié)構(gòu)、大型承重工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)、平磨熱變型控制以及橫梁導(dǎo)軌曲線反向補(bǔ)償?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)，形成了在數(shù)控平面磨床設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域的核心競爭優(yōu)勢。在吸收創(chuàng)新過程中，杭州機(jī)床產(chǎn)業(yè)積極吸收隱含于國外機(jī)床產(chǎn)業(yè)中產(chǎn)品構(gòu)思、技術(shù)研發(fā)、驗(yàn)證、應(yīng)用啟動(dòng)、技術(shù)擴(kuò)張、技術(shù)成熟、工藝等所有環(huán)節(jié)中的技術(shù)細(xì)節(jié)，技術(shù)細(xì)節(jié)的掌握需要國內(nèi)外技術(shù)人員在長期的機(jī)床設(shè)計(jì)、制造過程中合作、探討、爭論，形成系列、成熟的規(guī)范設(shè)計(jì)制造流程，將機(jī)床設(shè)計(jì)的隱性知識(shí)顯性化，形成產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢核心競爭力和技術(shù)能。

2.集成創(chuàng)新

作為復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)，任何機(jī)床都是由無數(shù)零部件件組裝而成的，機(jī)床產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新不但是機(jī)床主機(jī)的創(chuàng)新，而且是其對(duì)功能部件的集成創(chuàng)新。例如，意大利沒有設(shè)計(jì)制造機(jī)床功能部件的的大企業(yè)，但是意大利企業(yè)在專注機(jī)床主機(jī)創(chuàng)新基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)床主機(jī)和其它國家的先進(jìn)功能部件進(jìn)行集成創(chuàng)新，其重型機(jī)床設(shè)計(jì)制造水大已與德國并駕齊驅(qū)。因此，杭州機(jī)床產(chǎn)業(yè)吸收創(chuàng)新的同時(shí)，需要集成外源性的技術(shù)成果，進(jìn)行消化吸收后的再創(chuàng)新，并將創(chuàng)新成果與企業(yè)的內(nèi)源性的技術(shù)創(chuàng)新相結(jié)合，通過高度自主的集成創(chuàng)新和吸收創(chuàng)新過程，在集成創(chuàng)新過程中要注重集成對(duì)象、集成技術(shù)的先進(jìn)性和可操作性，將這種先進(jìn)性和靠操作性的流程形成清晰的規(guī)范性流程，形成隱性知識(shí)持續(xù)不斷的顯性化機(jī)制，從而使杭州機(jī)床企業(yè)逐步地接近具有原始技術(shù)創(chuàng)新能力的門檻，形成并提高企業(yè)的技術(shù)能力。2006年杭州機(jī)床集團(tuán)機(jī)床制造了七軸五聯(lián)動(dòng)數(shù)控強(qiáng)力成形磨床，這種機(jī)床集成了德國西門子數(shù)控系統(tǒng)、海德漢光柵、CYTEC雙軸數(shù)控工作臺(tái)等功能部件。在集成國外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，杭州機(jī)床集團(tuán)對(duì)在機(jī)床的設(shè)計(jì)中從床身結(jié)構(gòu)、導(dǎo)軌布局、主軸及支撐、砂輪補(bǔ)償及避免電機(jī)運(yùn)動(dòng)部件發(fā)熱對(duì)機(jī)床精度影響等方面均進(jìn)行了全面改進(jìn)和設(shè)計(jì)，自主創(chuàng)新多磨頭組合，多組砂輪在線成型修整及溫度控制等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了立柱全移動(dòng)機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新。

3.原始創(chuàng)新

杭州制造的中高檔機(jī)床的核心數(shù)控系統(tǒng)、精密工作臺(tái)、高速電機(jī)主軸單元等全部來自于國外，如代表杭州機(jī)床技術(shù)水平的強(qiáng)力成形磨的數(shù)控、主軸、光柵尺等關(guān)鍵部件來自德國西門子、海德漢、CYTEC等企業(yè)。缺失關(guān)鍵核心技術(shù)，杭州機(jī)床產(chǎn)業(yè)吸收創(chuàng)新和集成創(chuàng)新很難持續(xù)。杭州機(jī)床產(chǎn)業(yè)需要在機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電氣等機(jī)床知識(shí)和技術(shù)方面進(jìn)行大量基礎(chǔ)研究和試驗(yàn)。瑞士、奧地利等機(jī)床企業(yè)進(jìn)行了持續(xù)不斷的基礎(chǔ)研究和試驗(yàn)，這些國家機(jī)床重大原創(chuàng)技術(shù)層出不窮。例如，瑞士米克朗公司通過長期基礎(chǔ)研究和基礎(chǔ)試驗(yàn)，在高速銑削加工的理念、理論、應(yīng)用、環(huán)境條件、工藝等實(shí)現(xiàn)了原始創(chuàng)新；奧地利WFL公司對(duì)機(jī)床床身結(jié)構(gòu)、導(dǎo)軌布局、主軸支撐、電機(jī)運(yùn)動(dòng)等進(jìn)行了長期的基礎(chǔ)研究，在90年代發(fā)明制造世界第一臺(tái)車銑復(fù)合加工中心。相比之下，杭州機(jī)床企業(yè)缺乏有重大影響的技術(shù)發(fā)明和創(chuàng)新，而缺乏機(jī)床技術(shù)細(xì)節(jié)、缺乏基礎(chǔ)研究和基礎(chǔ)試驗(yàn)是根本原因。以機(jī)床結(jié)構(gòu)創(chuàng)新為例，如果對(duì)機(jī)床主軸、潤滑、冷卻、摩擦、發(fā)熱、冷卻、補(bǔ)償?shù)葯C(jī)理缺乏基礎(chǔ)研究和基礎(chǔ)試驗(yàn)，就不可能在機(jī)床結(jié)構(gòu)領(lǐng)域取得原始創(chuàng)新。

三、產(chǎn)學(xué)研集中合作推動(dòng)原始創(chuàng)新

在機(jī)床設(shè)計(jì)和制造的創(chuàng)新過程中，產(chǎn)、學(xué)、研各有所長，只有產(chǎn)學(xué)研合作穩(wěn)定、深入，才能在合作中實(shí)現(xiàn)顯性知識(shí)和隱性知識(shí)的相互轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)深層次知識(shí)整合和創(chuàng)新。緊密型產(chǎn)學(xué)研以資產(chǎn)和利益為紐帶實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研合理分工，建立準(zhǔn)法人結(jié)構(gòu)的產(chǎn)學(xué)研集中合作實(shí)體，通過共同利益將產(chǎn)學(xué)研緊密地聯(lián)結(jié)在一起。緊密型產(chǎn)學(xué)研使得來自學(xué)校、企業(yè)、海外等科研人員歸屬一體化。而歸屬一體化提高了具有不同學(xué)科、知識(shí)背景的科研人員的認(rèn)同和責(zé)任感，科研人員共同參與新產(chǎn)品系統(tǒng)的理論準(zhǔn)備、原理構(gòu)思、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、模塊開發(fā)、調(diào)試、工藝、生產(chǎn)等每個(gè)技術(shù)細(xì)節(jié)；通過多個(gè)產(chǎn)品系統(tǒng)的生命期中無數(shù)技術(shù)細(xì)節(jié)的磨合，合作各方科研人員的價(jià)值觀、思想、文化、方法、技能、態(tài)度等滲透和融合，實(shí)現(xiàn)隱性知識(shí)顯性化，提高知識(shí)整合和轉(zhuǎn)移的效率，避免技術(shù)轉(zhuǎn)讓、項(xiàng)目合作等模式下單純技術(shù)原理圖、說明書、樣機(jī)等顯性知識(shí)轉(zhuǎn)移，而缺失隱性技術(shù)轉(zhuǎn)移的弊端，為機(jī)床產(chǎn)業(yè)提供持續(xù)不斷的創(chuàng)新動(dòng)力。

四、機(jī)床產(chǎn)業(yè)和技術(shù)服務(wù)業(yè)互動(dòng)

機(jī)床設(shè)計(jì)和制造需要大量同源和共性技術(shù)，這些技術(shù)具有基礎(chǔ)性、開放性、外部性、集成性等特征，同時(shí)，這些技術(shù)是企業(yè)研究關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)，是提高自主創(chuàng)新能力的重要支撐。

目前，國內(nèi)部分機(jī)床研究機(jī)構(gòu)改制為企業(yè)，部分研究機(jī)構(gòu)整體并入機(jī)床制造企業(yè)，如組合機(jī)床研究所并入大連機(jī)床集團(tuán)。本來國內(nèi)基礎(chǔ)研究和共性技術(shù)技術(shù)服務(wù)能力就不高，而研究機(jī)構(gòu)的改制和造成了機(jī)床技術(shù)服務(wù)主體的缺失，國內(nèi)很多企業(yè)被迫各自去研究機(jī)床基礎(chǔ)技術(shù)和共性技術(shù)，造成社會(huì)分工的錯(cuò)位和資源的浪費(fèi)。

杭州本來就缺乏國家級(jí)的機(jī)床研究機(jī)構(gòu)，機(jī)床基礎(chǔ)技術(shù)和共性技術(shù)研究更是薄弱，因此，需要針對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，由政府作為投資主體，由主干機(jī)床企業(yè)入股，建立機(jī)床共性技術(shù)的研究機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)機(jī)床產(chǎn)業(yè)和技術(shù)服務(wù)業(yè)對(duì)接和互動(dòng)。

五、小結(jié)

杭州機(jī)床產(chǎn)業(yè)應(yīng)在吸收、集成和原始創(chuàng)新的互動(dòng)過程中，通過完全自主的技術(shù)學(xué)習(xí)過程，提高技術(shù)能力；杭州機(jī)床產(chǎn)業(yè)需要建立具有法人或準(zhǔn)法人結(jié)構(gòu)的緊密型產(chǎn)學(xué)研合作體，同時(shí)，需要建立政府主導(dǎo)，主干企業(yè)參與的機(jī)床技術(shù)服務(wù)業(yè)服務(wù)平臺(tái)。

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