04專項(xiàng)面向汽車行業(yè)基礎(chǔ)制造裝備任務(wù)部署
“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專項(xiàng)（以下簡(jiǎn)稱“04專項(xiàng)”）實(shí)施以來(lái)，圍繞汽車整車制造“四大工藝”、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器等關(guān)鍵零部件制造需求，在沖壓、焊接、涂裝、關(guān)鍵零部件制造以及檢測(cè)與試驗(yàn)裝配等成套設(shè)備的創(chuàng)新方面，共安排了課題50余項(xiàng)，經(jīng)費(fèi)總投入超過(guò)25億元，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
沖壓作為汽車制造的四大工藝之一，主要用于生產(chǎn)汽車覆蓋件。汽車制造的質(zhì)量與效率，要求沖壓生產(chǎn)線必須具有高生產(chǎn)效率、高可靠性和高穩(wěn)定性的特點(diǎn)。04專項(xiàng)前期，在單機(jī)、生產(chǎn)線、創(chuàng)新平臺(tái)和示范工程等方面開展了系列任務(wù)部署。在車身覆蓋件方面，圍繞“形成具有國(guó)際先進(jìn)水平的系列化汽車車身自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)線”這一目標(biāo)，先后開展了大型快速高效數(shù)控全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線、大型多工位壓力機(jī)自動(dòng)化生產(chǎn)線、大型數(shù)控單雙動(dòng)薄板液壓機(jī)、大型伺服壓力機(jī)和全伺服沖壓生產(chǎn)線等任務(wù)的攻關(guān)。在車身結(jié)構(gòu)件方面，重點(diǎn)安排了內(nèi)高壓成形、高強(qiáng)鋼冷熱沖壓成形技術(shù)與裝備等課題，滿足了關(guān)鍵瓶頸性裝備的急需，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。圍繞汽車發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器關(guān)鍵零部件的制造，加強(qiáng)了高速精密數(shù)控沖床、大公稱力行程冷鍛成形壓力機(jī)、精沖壓力機(jī)和沖壓模具等產(chǎn)品的攻關(guān)部署，形成了全面的自主化保障能力。
在焊裝方面，部署了焊接自動(dòng)化成套裝備、點(diǎn)焊機(jī)器人、弧焊機(jī)器人、全自動(dòng)激光拼焊生產(chǎn)線以及基于國(guó)產(chǎn)激光器和機(jī)器人的白車身焊接自動(dòng)化生產(chǎn)線等任務(wù)，主要為了解決長(zhǎng)期制約國(guó)產(chǎn)焊接生產(chǎn)線的核心裝備和關(guān)鍵工藝瓶頸問(wèn)題。
在涂裝方面，聚焦了涂裝機(jī)器人、乘用車車身環(huán)保柔性涂裝生產(chǎn)線和多材質(zhì)車身柔性涂裝生產(chǎn)線等任務(wù)，為形成自主化整線能力提供核心裝備支撐。
在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵零部件制造方面，以填補(bǔ)空白為導(dǎo)向，部署了發(fā)動(dòng)機(jī)鑄件砂型近凈成形成套設(shè)備、鋁合金低壓鑄造成套裝備以及3500 t精密臥式實(shí)時(shí)控制壓鑄機(jī)、數(shù)字化無(wú)模鑄造成形裝備和大型精密壓鑄模具等任務(wù)，以滿足關(guān)鍵瓶頸裝備的自主化急需。
在檢測(cè)與裝配方面，部署了汽車變速器在線檢測(cè)設(shè)備、汽車精密液壓系統(tǒng)(ABS/ESP)智能化檢測(cè)與裝配系統(tǒng)和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)柔性自動(dòng)化裝試生產(chǎn)線等任務(wù)，以滿足汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器關(guān)鍵檢測(cè)與裝配裝備的自主化急需。
同時(shí)，04專項(xiàng)還設(shè)立了精密塑性成形和大型精密復(fù)合沖壓兩個(gè)創(chuàng)新能力平臺(tái)，以技術(shù)開發(fā)、技術(shù)推廣和工藝研究為基礎(chǔ)，為汽車企業(yè)及裝備開發(fā)企業(yè)提供持續(xù)的技術(shù)支撐。
到2020年，通過(guò)04專項(xiàng)的深入實(shí)施，面向汽車行業(yè)的基礎(chǔ)制造裝備將形成從無(wú)到有、從低端到高端以及從單機(jī)到成套設(shè)備的自主創(chuàng)新能力，為汽車行業(yè)快速發(fā)展提供關(guān)鍵的裝備保障支撐。
基礎(chǔ)制造裝備取得顯著成效
自2009年起，通過(guò)9年的實(shí)施，面向汽車行業(yè)的基礎(chǔ)制造裝備在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造與應(yīng)用方面的能力均顯著增強(qiáng)，取得了顯著成效，具體表現(xiàn)在：
1. 整車制造“四大工藝”裝備取得重大突破，部分裝備實(shí)現(xiàn)了出口應(yīng)用
目前，我國(guó)自主制造的沖壓生產(chǎn)線已在市場(chǎng)中占據(jù)主導(dǎo)地位，覆蓋件沖壓設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率已達(dá)到80％。國(guó)內(nèi)主要沖壓設(shè)備制造企業(yè)已經(jīng)能夠成套提供單機(jī)聯(lián)線自動(dòng)化生產(chǎn)線。例如，濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)有限公司開發(fā)的“大型快速高效全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線”，突破了多項(xiàng)關(guān)鍵核心技術(shù)，生產(chǎn)節(jié)拍最快可達(dá)15件/min，整線全自動(dòng)換模時(shí)間僅為2.8min，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。該公司累計(jì)承接的91條大型快速全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線訂單，裝備了國(guó)內(nèi)幾乎所有自主品牌、合資品牌的汽車企業(yè)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到70%以上，并獲得了福特美國(guó)工廠9條生產(chǎn)線、日本日產(chǎn)美國(guó)工廠和日本九州工廠2條生產(chǎn)線以及雪鐵龍汽車公司法國(guó)工廠一條生產(chǎn)線的訂單。
齊齊哈爾二機(jī)床（集團(tuán)）有限責(zé)任公司研制的2500t多工位自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線，應(yīng)用于汽車薄板沖壓零件的全自動(dòng)高效加工，可代替由4-6臺(tái)壓力機(jī)組成的沖壓生產(chǎn)線，沖壓節(jié)拍最高可達(dá)25次/min，與同等噸位多工位壓力機(jī)相比，沖壓生產(chǎn)效率提高了2-3倍，大幅降低了能耗，節(jié)省生產(chǎn)作業(yè)面積40%左右，達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。
在04專項(xiàng)的支持下，濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)有限公司、中國(guó)第一重型機(jī)械集團(tuán)公司開展了大型伺服壓力機(jī)技術(shù)的研究和應(yīng)用工作，在此基礎(chǔ)上，開發(fā)出了國(guó)產(chǎn)全伺服高速自動(dòng)沖壓線，與傳統(tǒng)全自動(dòng)沖壓線相比，生產(chǎn)節(jié)拍達(dá)到18次/min，生產(chǎn)效率提高了20%，生產(chǎn)柔性也更加優(yōu)越，可實(shí)現(xiàn)“綠色、智能、融合”的全伺服高速?zèng)_壓生產(chǎn)。
合肥合鍛機(jī)床股份有限公司研制的大型數(shù)控單雙動(dòng)薄板液壓機(jī)，解決了形狀復(fù)雜、大拉伸比和高精度的覆蓋件成形難題，打破了德國(guó)舒勒、日本川崎等國(guó)外產(chǎn)品的技術(shù)封鎖和市場(chǎng)壟斷，產(chǎn)品在比亞迪股份有限公司、安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司和南京依維柯汽車有限公司等50余家汽車整車企業(yè)及其零部件企業(yè)得到了批量應(yīng)用，價(jià)格僅為國(guó)外價(jià)格的1/3，性能達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。
國(guó)產(chǎn)點(diǎn)焊機(jī)器人、弧焊機(jī)器人也取得了突破，并在焊裝生產(chǎn)線上得到了示范應(yīng)用，解決了長(zhǎng)期制約國(guó)產(chǎn)焊接生產(chǎn)線的核心裝備瓶頸問(wèn)題。開發(fā)的全自動(dòng)激光拼焊生產(chǎn)線，可焊接厚度0.5-3mm的板材，最大焊接速度達(dá)9 m/min，最大焊接效率5件/min，多組同時(shí)拼焊數(shù)≥3，滿足了250-2200mm焊縫長(zhǎng)度的焊接要求，打破了國(guó)外板材激光拼焊生產(chǎn)線對(duì)我國(guó)的壟斷。
涂裝生產(chǎn)線的核心裝備——涂裝機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了自主開發(fā)，為整線的國(guó)產(chǎn)化奠定了基礎(chǔ)。多材質(zhì)車身柔性涂裝生產(chǎn)線的研發(fā)，將滿足不同材質(zhì)和多車型車身、短工藝等對(duì)節(jié)能環(huán)保、高效智能的柔性涂裝生產(chǎn)線的需求，實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)涂裝生產(chǎn)線的完全自主可控。
2. 零部件核心制造裝備自主保障能力顯著提升，實(shí)現(xiàn)了進(jìn)口替代
由機(jī)械科學(xué)研究總院集團(tuán)有限公司研制的高強(qiáng)鋼熱沖壓及連接技術(shù)、模具及成套裝備，為汽車輕量化、節(jié)能減排提供了關(guān)鍵的工藝技術(shù)支撐，并在北汽福田新能源汽車迷迪樣車上獲得應(yīng)用，從而顯著提高了輕量化及碰撞安全性能，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。
合肥合鍛機(jī)床股份有限公司開發(fā)的超高強(qiáng)度汽車結(jié)構(gòu)件熱沖壓技術(shù)和裝備生產(chǎn)線，具有超高強(qiáng)度、高硬度、輕量化（厚度比普通鋼板減薄達(dá)35%）和幾乎無(wú)回彈（制造精度高）等諸多優(yōu)點(diǎn)，技術(shù)優(yōu)勢(shì)十分明顯。
一汽鑄造有限公司聯(lián)合蘇州三基鑄造裝備股份有限公司共同研制了3500t精密臥式實(shí)時(shí)控制壓鑄機(jī)及配套模具，主機(jī)最大空壓射速、增壓建壓時(shí)間等性能均達(dá)到國(guó)際同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平，并在中國(guó)第一汽車集團(tuán)有限公司建立了3500t全自動(dòng)壓鑄生產(chǎn)示范線，實(shí)現(xiàn)了重卡15檔變速器殼體、紅旗轎車7檔自動(dòng)變速器殼體及EA211 1.6L發(fā)動(dòng)機(jī)缸體等大型復(fù)雜壓鑄件的生產(chǎn)。
機(jī)械科學(xué)研究總院集團(tuán)有限公司自主開發(fā)的數(shù)字化無(wú)模鑄造精密成形設(shè)備，改變了對(duì)傳統(tǒng)鑄造所需木模的依賴，解決了關(guān)鍵復(fù)雜零部件制造周期長(zhǎng)、成本高、尺寸精度低和加工余量大等瓶頸問(wèn)題，縮短了開發(fā)流程，如105系列柴油機(jī)缸蓋，常規(guī)需6-9個(gè)月，現(xiàn)在縮短至60天。
濟(jì)南鑄造鍛壓機(jī)械研究所有限公司研制開發(fā)的轎車鋁合金缸蓋低壓鑄造成套設(shè)備，打破了國(guó)外在低壓鑄造生產(chǎn)轎車鋁合金缸蓋、缸體領(lǐng)域的技術(shù)壟斷，滿足了我國(guó)汽車行業(yè)的需要。
安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司自主開發(fā)了50000kN轎車車身鋁合金覆蓋件充液成形成套設(shè)備，掌握了面向批量化生產(chǎn)的充液成形裝備以及充液-局部沖壓成形模具設(shè)計(jì)和制造關(guān)鍵技術(shù)，解決了鋁合金成形性差、表面易劃傷和成品率低等難題，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。
揚(yáng)州鍛壓機(jī)床股份有限公司開發(fā)的10 000kN精沖壓力機(jī)、高速精密數(shù)控沖床，解決了多項(xiàng)高速?zèng)_壓關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，使我國(guó)精沖壓力機(jī)總體水平跨入國(guó)際先進(jìn)行列。
北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所有限公司研發(fā)的汽車AMT變速器智能化在線檢測(cè)試驗(yàn)裝備，在國(guó)內(nèi)多條汽車變速器生產(chǎn)線上獲得了應(yīng)用，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。
3.共性技術(shù)和創(chuàng)新平臺(tái)成果引領(lǐng)作用凸顯，行業(yè)可持續(xù)支撐能力基本形成
04專項(xiàng)布局實(shí)施的共性技術(shù)和創(chuàng)新能力平臺(tái)建設(shè)取得了系列突破，掌握了一批基礎(chǔ)制造裝備前沿技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)，顯示出共性技術(shù)和創(chuàng)新能力平臺(tái)對(duì)汽車行業(yè)的持續(xù)支撐和引領(lǐng)作用。
大型精密復(fù)合沖壓成形機(jī)床創(chuàng)新能力平臺(tái)，建立了大型沖壓成形機(jī)床自動(dòng)化系統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái)、沖壓裝備分析與仿真平臺(tái)和控制系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)，提高了高端沖壓生產(chǎn)線重大成套技術(shù)的自主開發(fā)、原始創(chuàng)新能力，使中國(guó)沖壓裝備走進(jìn)了國(guó)際高端前沿技術(shù)領(lǐng)域，奠定了在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)基礎(chǔ)。
精密塑性成形技術(shù)與裝備創(chuàng)新能力平臺(tái)，建立了精密塑性成形領(lǐng)域數(shù)字化設(shè)計(jì)、先進(jìn)成形工藝和成形設(shè)備8個(gè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，開展了28項(xiàng)專題技術(shù)研究，開發(fā)出一批核心技術(shù)，累計(jì)為企業(yè)提供20余臺(tái)套關(guān)鍵成形設(shè)備，為50余家企業(yè)提供了重要技術(shù)服務(wù)。
由機(jī)械科學(xué)研究總院集團(tuán)有限公司牽頭的鋁合金車身零部件典型成形工藝及關(guān)鍵裝備技術(shù)研究，開展了鋁合金材料冷/熱沖壓、充液、擠壓和鑄造等4種成形工藝的研究，開發(fā)了型材擠壓-彎曲-淬火成形裝備、500 t級(jí)多功能壓擠鑄造設(shè)備等裝備，實(shí)現(xiàn)了前蓋和底板、車門防撞梁等典型產(chǎn)品的裝車應(yīng)用。
一汽轎車股份有限公司研制的首臺(tái)大噸位（6000t）多軸數(shù)控內(nèi)高壓成形裝備，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，打破了發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)封鎖和裝備壟斷，解決了限制內(nèi)高壓成形技術(shù)應(yīng)用的瓶頸問(wèn)題，使國(guó)內(nèi)大噸位內(nèi)高壓裝備的設(shè)計(jì)及工藝開發(fā)水平提升到國(guó)際領(lǐng)先地位。
北京機(jī)電研究所有限公司開展了鋁合金覆蓋件超塑成形技術(shù)研究，突破了鋁合金覆蓋件難成形、生產(chǎn)效率低的難題，形成了快速超塑成形新工藝和新技術(shù)，開發(fā)了國(guó)產(chǎn)商業(yè)鋁板覆蓋件，并在長(zhǎng)城汽車股份有限公司實(shí)現(xiàn)了推廣應(yīng)用。
專項(xiàng)實(shí)施對(duì)汽車行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)的影響
04專項(xiàng)的實(shí)施，不僅推動(dòng)了單一企業(yè)、單一產(chǎn)品的提升，更重要的是，建立并完善了整個(gè)創(chuàng)新體系，為我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)的自主化提供了關(guān)鍵技術(shù)和裝備的支撐，提升了我國(guó)汽車企業(yè)、裝備制造企業(yè)的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和話語(yǔ)權(quán)?？傊?4專項(xiàng)的實(shí)施對(duì)汽車行業(yè)帶來(lái)的影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
第一，在研發(fā)模式上的創(chuàng)新。04專項(xiàng)采取了“產(chǎn)、學(xué)、研、用”相結(jié)合的任務(wù)攻關(guān)模式，以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，形成了“市場(chǎng)考核產(chǎn)品、主機(jī)考核部件和部件考核工藝”的創(chuàng)新方式，通過(guò)市場(chǎng)層層考核，解決了“長(zhǎng)期以來(lái)基礎(chǔ)制造裝備研發(fā)成果難以在汽車領(lǐng)域形成應(yīng)用”的瓶頸，確保了專項(xiàng)研究成果取得實(shí)效并得到應(yīng)用?！?/p>
第二，國(guó)產(chǎn)基礎(chǔ)制造裝備的自主化能力大幅提升。汽車制造所急需的基礎(chǔ)制造裝備，一部分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從無(wú)到有、一些重點(diǎn)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了由弱到強(qiáng)以及市場(chǎng)份額實(shí)現(xiàn)了由小變大的逐漸轉(zhuǎn)變過(guò)程。在專項(xiàng)平臺(tái)的支撐、制造企業(yè)的努力及用戶的支持下，汽車整車廠對(duì)國(guó)產(chǎn)裝備的認(rèn)可度正在逐漸提升。
第三，完善了行業(yè)創(chuàng)新體系。通過(guò)04專項(xiàng)的實(shí)施，推動(dòng)了汽車裝備制造骨干企業(yè)聯(lián)合用戶、高校和院所開展聯(lián)合開發(fā)，搭建了基礎(chǔ)制造裝備企業(yè)與汽車領(lǐng)域需求對(duì)接的平臺(tái)，促進(jìn)了產(chǎn)、學(xué)、研的合作，逐漸形成了長(zhǎng)效合作機(jī)制，使企業(yè)能夠充分利用公共科技資源。同時(shí)，專項(xiàng)所布局的共性技術(shù)與市場(chǎng)需求緊密結(jié)合，具有很強(qiáng)的市場(chǎng)和技術(shù)前瞻性，為整個(gè)行業(yè)的持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
第四，樹立了中國(guó)裝備制造的新形象。多家企業(yè)通過(guò)承擔(dān)04專項(xiàng)課題，形成了具備國(guó)際先進(jìn)水平的機(jī)床產(chǎn)品，占據(jù)了部分國(guó)際市場(chǎng)，樹立了中國(guó)裝備的新形象。例如，濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)有限公司制造的多條沖壓生產(chǎn)線出口國(guó)外，使之成為世界公認(rèn)的最高水平的沖壓裝備制造商之一。
存在的主要差距
與我國(guó)汽車行業(yè)快速發(fā)展的需求相比，目前，基礎(chǔ)制造裝備仍然有很大的不足，主要表現(xiàn)在：
第一，國(guó)產(chǎn)裝備的成套性和工藝研究尚需加強(qiáng)。雖然在04專項(xiàng)的支持下，通過(guò)開展示范工程，加強(qiáng)了已有裝備的應(yīng)用驗(yàn)證，促進(jìn)了制造工藝與裝備的深度融合，但仍然存在很多裝備開發(fā)完之后還不能成套，或者不能適應(yīng)高效的聯(lián)班大批量生產(chǎn)等問(wèn)題，因此，必須加強(qiáng)工藝研究，提高國(guó)產(chǎn)裝備的成套性和制造效率。
第二，國(guó)產(chǎn)裝備的可靠性仍有差距。很多裝備在短期內(nèi)好用、長(zhǎng)時(shí)間不好用，或者精度保持時(shí)間不夠長(zhǎng)，可靠性與進(jìn)口高端裝備相比還存在差距，導(dǎo)致汽車制造關(guān)鍵裝備大量進(jìn)口的局面仍未得到有效改變。
第三，難以滿足輕量化、智能化的制造需求。輕量化已經(jīng)成為汽車制造的重要發(fā)展趨勢(shì)，輕合金、復(fù)合材料的應(yīng)用比例將大幅提升，對(duì)新的成形工藝、新裝備的需求將不斷涌現(xiàn)，從而對(duì)04專項(xiàng)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。與國(guó)外先進(jìn)制造裝備相比，我國(guó)多數(shù)基礎(chǔ)制造裝備處于數(shù)控化、自動(dòng)化階段，智能化程度有待提高，難以適應(yīng)汽車行業(yè)個(gè)性化、柔性化和智能化制造的需求。
總體而言，通過(guò)04專項(xiàng)的實(shí)施，汽車行業(yè)急需的基礎(chǔ)制造裝備取得了顯著成效，形成了以全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線為代表的一系列標(biāo)志性成果，自主化創(chuàng)新保障能力基本形成。但國(guó)產(chǎn)裝備在精度、效率、可靠性和成套性方面仍有差距，有待通過(guò)課題項(xiàng)目的持續(xù)實(shí)施，滿足汽車行業(yè)個(gè)性化、柔性化和智能化制造的新需求。
