軸承行業(yè)的高質量發(fā)展對其裝備制造領域帶來的機遇與挑戰(zhàn)
2021-1-6 來源： 作者：
一、軸承行業(yè)高質量發(fā)展給專用裝備帶來的新要求
1、需要補齊的發(fā)展短板
新時代發(fā)展的核心要義就是高質量發(fā)展。高質量發(fā)展的重要內容是解決發(fā)展不平衡問題，解決發(fā)展不平衡問題的重要措施之一是補齊發(fā)展短板。
按照軸承行業(yè)“十三五”規(guī)劃的精神，制約我國軸承產業(yè)高質量發(fā)展有三大短板和弱項，即軸承鋼質量水平、軸承工藝裝備技術質量水平和軸承滾子技術質量水平。補齊這三大短板，是實現(xiàn)我國軸承產業(yè)的高質量發(fā)展的當務之急。其中軸承滾子技術水平的提高也與軸承裝備密不可分，因此這三大短板中，軸承裝備首當其沖，舉足輕重。這一任務切切實實地擺在全行業(yè)的面前，這既是軸承行業(yè)高質量發(fā)展過程中，專用裝備領域遇到的新課題，也是軸承裝備專業(yè)發(fā)展過程中面臨的的新挑戰(zhàn)。
2、軸承工藝裝備發(fā)展的目標
按照為我國軸承產業(yè)轉型升級、由大到強，實現(xiàn)高質量發(fā)展提供強有力的技術支撐這一總要求，全國軸承行業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃確定了我國軸承專用裝備發(fā)展目標:
（1）精度和精度保持性、性能和性能穩(wěn)定性、使用壽命和可靠性、加工效率、自動化智能化程度達到國際先進水平。
（2）主要技術指標滿足加工高端軸承、重大裝備軸承和高精度高性能軸承的要求。
（3）立足自主創(chuàng)新，關鍵軸承專用裝備國產化率達80％以上。
（4）節(jié)能減排降耗，綠色低碳制造。
這個目標不僅總體方向明確，而且各項內容主次分明，遞進關系清晰。
首先，要找準著力點：三性（“精度和精度保持性”、“性能和性能穩(wěn)定性”、“使用壽命和可靠性”）兩化（自動化、智能化）達到國際先進水平。這既是一個宏觀要求，也是一個具體標準。就是我們的產品要和國際對標。對于一個設備不僅要追求功能，更要講究性能。沒有性能的穩(wěn)定性和使用的可靠性，就不會得到用戶的信賴。就不能承擔起高質量發(fā)展的重任。找準這個著力點，就抓住了解決問題的關鍵。
其次，要抓住落腳點：軸承裝備的根本任務是滿足加工高端軸承、重大裝備軸承和高精度高性能軸承的要求。這是我們工作的目的所在，是落腳點。一切措施都要圍繞這一目標展開，離開這一目標，就是舍本求末，一切都失去意義。
第三，解決痛點：經常看到一種現(xiàn)象，我們有的企業(yè)在介紹自己的產品優(yōu)勢時，往往說，控制系統(tǒng)是西門子的，導軌是日本的等等，以此作為論證設備先進的依據(jù)。殊不知，這是在拿痛點當亮點。雖然由于眾所周知的原因，目前關鍵零部件完全國產化可能有一定的困難，但這是一個方向，要朝這個方向努力。同等條件下要優(yōu)先使用國產化零部件，給國產零部件創(chuàng)造友好的使用環(huán)境。
第四，增加亮點：節(jié)能減排和綠色制造是高質量發(fā)展的必然要求。是新形勢下專用裝備發(fā)展的亮點和加分項，也會形成新的經濟增長點。需要專用裝備的開發(fā)過程中給以持續(xù)關注和不斷探索，為行業(yè)的轉型升級、新舊動能的轉換提供支撐。
二、軸承專用裝備所面臨的機遇與挑戰(zhàn)
1、國家重大戰(zhàn)略需求帶來的機遇與挑戰(zhàn)
（1）軍民融合的需求
軍民融合是富國強軍的國家戰(zhàn)略，隨著軍民融合戰(zhàn)略的實施，軸承企業(yè)參與軍品軸承生產將成為一種常態(tài)。軍品軸承的龐大需求將成為軸承行業(yè)新舊動能轉換的重要力量,適應軸承行業(yè)的這種需求，是軸承裝備企業(yè)面臨的發(fā)展機遇之一。
軍品軸承的生產需要嚴格的質量保證體系，軸承專用裝備是這一保證體系的重要組成部分之一。設備的穩(wěn)定性和可靠性是對軍工生產設備最基本的要求。在這一應用領域，對機床精度穩(wěn)定性的要求要明顯高于對機床生產效率的要求。由于軍工軸承多品種小批量的特點，對機床調整方式的要求更傾向于方便與靈活；對機床應用范圍的要求更傾向于寬幅與柔性；對機床控制方式的要求更傾向于定制與可編程。這與普通軸承專用機床以批量為前提，以效率為核心的設計理念有重要的差別，甚至是一個明顯的挑戰(zhàn)。只有突破傳統(tǒng)思維定式，關注軍工軸承生產的用戶體驗，滿足個性化的需求，才能在軍品專用軸承設備技術開發(fā)和市場開發(fā)的過程中不斷取得新進展。
隨著軍民融合的深入發(fā)展，民營企業(yè)參與軍品軸承生產的機會愈來愈多。以承擔軍品軸承生產為契機，進行技術改造，擴大生產規(guī)模的企業(yè)也在不斷增多。在邁入高端軸承制造門檻的關鍵時期，企業(yè)家除關注人才因素之外，對提升制造能力和產品水平的需求，將更多地集中在對高端設備的渴望。裝備企業(yè)如能抓住這一窗口期，不僅可以在滿足用戶需求的過程中提升自身的技術實力，而且可以在市場上開拓一個新的領域。
另外，軍工軸承往往以個性化和定制化的產品居多，以特殊要求和特殊功能的產品居多，特別是隨著主機系統(tǒng)輕量化要求的提高，將軸承與主機零件設計在一起的“集成軸承”得到了廣泛的應用，主機零件與軸承零件的集成，無疑增加了軸承制造的難度，但卻給軸承裝備的開發(fā)帶來了新的契機。個性化的產品，需要個性化的裝備，個性化的裝備考驗的就是裝備制造企業(yè)的綜合實力和創(chuàng)新能力。
（2）產業(yè)鏈安全可控的要求
隨著疫情在國外的的蔓延和國際形勢的變化，產業(yè)鏈安全可控的理念受到國內各界的高度重視。我國正在加快形成以國內大循環(huán)為主體，國內國際雙循環(huán)相互促進的新發(fā)展格局。軸承裝備是軸承產業(yè)鏈的重要組成部分，在軸承產業(yè)鏈安全中發(fā)揮著不可替代的作用。離開了裝備的自主可控，產業(yè)鏈安全就是一句空話。
目前在軸承生產的龍頭企業(yè)中，正在服役的進口高端裝備占有一定的比例，并在產品制造過程中扮演著重要的角色。這是與我國軸承工業(yè)的發(fā)展過程相適應的。但隨著時間的推移，這些設備退出服役期是不可避免的。軸承裝備制造企業(yè)應抓住機遇，開展調研，了解用戶需求，不失時機地開發(fā)出適合中國國情的國產軸承裝備，成功實現(xiàn)進口替代。
隨著對產業(yè)鏈安全可控認識程度的提升，高性能的國產軸承專用裝備在軸承產業(yè)鏈中將要占據(jù)絕對主導地位。因此，在新發(fā)展格局逐漸形成的大背景下，高性能軸承制造企業(yè)對裝備的關注將由國外轉向國內。這對軸承裝備企業(yè)是一重要的發(fā)展機遇。與此同時，對標國際先進水平，提升裝備性能，提高產品質量，替代進口設備，滿足新形勢下的市場需求，就成為軸承裝備領域面臨的新課題，迎接的新挑戰(zhàn)。
2、軸承配套高端裝備帶來的機遇與挑戰(zhàn)
（1）風電軸承與軸承專用裝備
《2019/2020年全國風電分析報告》指出：中國風電發(fā)展政策環(huán)境正在發(fā)生巨大的變化，由之前的補貼鼓勵到現(xiàn)在驅動平價上網，這標志著我國風電已經邁向成熟。以國內首臺10MW海上風電機組并網發(fā)電為標志，風電機組大型化的發(fā)展趨勢已經顯現(xiàn)，3.0MW以上的風電軸承受到重視。國內軸承優(yōu)勢企業(yè)已經開始進軍風電主軸、齒輪箱軸承市場。風電軸承需求的變化、關鍵軸承的結構形式以及加工方法的優(yōu)化，值得專用設備生產企業(yè)的關注。
2019年風電軸承在多種因素的推動下，經歷了前所未有的井噴式需求，2020上半年疫情的影響并沒有減緩這種態(tài)勢，國內風電骨干企業(yè)滿負荷運轉，依然供不應求。許多軸承企業(yè)躍躍欲試，產生投資的萌動，但是普遍又擔心風電產品由于周期性而產生的過山車現(xiàn)象。如果我們的加工設備具有較寬的加工范圍和較強的適應能力，通過生產線的柔性配置，能夠兼顧多種類型的加工方式，在旺季和淡季通過分別加工不同的產品來實現(xiàn)投資風險的化解，就一定會得到客戶的青睞。這就需要我們的專用設備生產企業(yè)不僅要熟悉設備，更要熟悉用戶、熟悉產品，熟悉產品之間的關聯(lián)特點，通過啟迪創(chuàng)新思路，產生創(chuàng)新產品，引領創(chuàng)新應用。
（2）機器人軸承與軸承專用裝備
機器人是“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”，其研發(fā)、制造、應用是衡量一個國家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標志。機器人技術已成為“第四次工業(yè)革命”的重要組成部分，正改變著全球制造業(yè)的格局。隨著機器人應用領域的不斷擴大，全球機器人市場進入高速增長期。中國已成為機器人研究的投資國。2019年中國機器人技術研究上的投入為5.77億美元。尤其是抗擊新冠疫情以來，機器人的應用更是得到了各界前所未有的重視。預計2020年全國僅工業(yè)機器人需求總量20萬臺左右，2020年—2025年，全國工業(yè)機器人需求量年均遞增15%，2025年將達40萬臺。按照每臺六軸工業(yè)機器人需配套70套軸承計算，2025年僅國內工業(yè)機器人軸承的需求為2800萬套。如果再考慮農業(yè)機器人、服務機器人、特種機器人對軸承的需求，數(shù)量將更加可觀。通過強基工程的實施，目前國內機器人軸承產品研發(fā)取得了長足的進步，即將進入發(fā)展的快車道。但是適合加工機器人軸承的設備研發(fā)相對滯后。根據(jù)機器人軸承的特點，有的放矢地研發(fā)高效實用的軸承設備，將會有力地促進機器人軸承國產化的進程。
由于安裝空間的限制，薄壁、柔性、異形軸承在機器人軸承需求中占有一定的比重。目前柔性軸承沒有專用的加工設備。為了克服薄壁軸承加工中變形帶來的困擾，大多數(shù)場合仍使用常規(guī)軸承加工機床，采用微量進給、多次加工、緩慢漸進的生產方式，不僅工序長、效率低，成本高，而且產品質量得不到保證。這一瓶頸現(xiàn)象在磨加工工序尤為突出。解決這一現(xiàn)實問題，給軸承裝備制造企業(yè)提供了的技術創(chuàng)新的空間。如果能突破現(xiàn)有的傳統(tǒng)思維，在裝夾定位、磨削方式、以及在線測量等方面綜合發(fā)力，形成滿足柔性軸承套圈加工需求的解決方案，并推出適銷對路的生產線，將會受到用戶的歡迎和市場的青睞。
3、產業(yè)結構調整帶來的機遇與挑戰(zhàn)
（1）助力綠色環(huán)保發(fā)展
節(jié)能環(huán)保，綠色制造，是軸承行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要內容之一，無論從貫徹國家政策層面，還是從行業(yè)自身發(fā)展層面考慮，發(fā)展軸承綠色制造新業(yè)態(tài)都是擺在我們面前一項長期的重要工作。這項工作的實施將貫穿軸承制造的全部環(huán)節(jié)。包括從初級原材料準備、生產制造到包裝運輸、銷售以及消費者使用和廢棄物處理的全過程。工藝裝備的支撐是把綠色發(fā)展理念落到實處的關鍵環(huán)節(jié)。軸承裝備制造企業(yè)需要瞄準“節(jié)能、降耗、減排、再制造”進行發(fā)力，使環(huán)保理念成為設備的亮點。
節(jié)能是軸承熱加工設備發(fā)展的永恒課題，利用余熱回收技術減少熱能損失，利用智能控制方法優(yōu)化溫度控制參數(shù)，利用制造裝備創(chuàng)新助力工藝優(yōu)化，這既是對軸承熱加工設備綠色發(fā)展的要求，也需要軸承裝備企業(yè)從實踐層面進行探索和創(chuàng)新。
軸承行業(yè)是以減材制造為主體的加工行業(yè)。軸承企業(yè)最大的物料消耗是軸承鋼材的消耗。高速鐓鍛和精密冷輾機技術的推廣應用，為提高材料利用率提供了有效的途徑。但高速鐓鍛機使用成本高，精密冷輾套圈熱處理變形大等因素也對該技術的進一步發(fā)展形成了困擾。軸承裝備企業(yè)與軸承制造企業(yè)以及科研院所攜手共同合作，對軸承加工的某道工序進行等材制造或增材制造的探索，將有著十分重要的意義。
減排的原則是源頭治理和末端治理相結合。在這個過程中，既需要推廣使用集中供液（油）循環(huán)利用，也需要回收、集中處理。軸承行業(yè)冷卻液（油）循環(huán)利用方式、磨削廢渣集中處理手段將隨著科技的進步與時俱進，在此基礎上誕生的環(huán)保處理設備也將伴隨著科技的進步不斷更新?lián)Q代。
（2）助力企業(yè)轉型升級
隨著市場競爭的日趨激烈，軸承企業(yè)對科技進步的投入也在不斷增加。在新舊動能轉換的過程中，技術改造將是重要抓手，在企業(yè)轉型升級的過程中，對裝備的需求是鋼性的、不可替代的。其核心是要滿足用戶的需求，解決用戶痛點，關注用戶體驗。
其一,對設備再制造的需求加工設備的再制造，是現(xiàn)代服務型制造的主要內容之一，是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要手段。設備的再制造通常是指設備經過多年的服役之后，在精度、功能不能滿足現(xiàn)有制造需求的情況下，對其整機或部件實施高技術修復和改造，使修復或改造的產品達到接近或超過原有性能的制造活動。軸承行業(yè)設備的再制造主要的對象是大型、重型軸承加工設備、關鍵工序加工處理設備、重點進口設備等等。軸承設備再制造的核心是需要對原設備工藝要求和使用性能的深刻理解以及對現(xiàn)代制造新技術的系統(tǒng)掌握。只有這樣才能舊為新用，推陳出新，為用戶實現(xiàn)增值服務。雖然這項兼具專業(yè)性和實用性的工作，在軸承行業(yè)還處在起步階段，但隨著企業(yè)轉型升級和新舊動能轉換的深入進行，將為專業(yè)化軸承設備再制造打開空間。
其二,對裝備智能化的需求 隨著第四次工業(yè)革命的到來，企業(yè)對裝備智能化的熱情超過以往。但多數(shù)停留在印象和概念階段，對實現(xiàn)制造過程智能化的方法和路徑缺乏深入的研究和系統(tǒng)地梳理，尤其是對在這一過程中可能遇到的問題和所要采取的對策更是缺乏細致的思考。在邁向工業(yè)4.0的過程中，軸承裝備的發(fā)展空間是巨大的。其發(fā)展?jié)摿热Q于對新技術的理解程度，也取決于對應用場景的開發(fā)能力。
在企業(yè)充滿熱情但又缺少手段的情況下，此時，軸承設備廠家應該關注智能制造技術前沿，在信息技術與制造技術相融合的過程中，壯大科技實力，打造創(chuàng)新主體，成為行業(yè)智能制造的引路者和開路先鋒。在條件允許的前提下，有的放失地將智能制造的技術元素融入機床設計之中。通過整合制造資源，集成傳感技術、檢測技術，控制技術等，使機床同時具備產品輸出和信息輸出的雙重屬性，通過建立智能制造樣板工程，建立智能制造示范車間，讓智能制造的新模式在軸承行業(yè)落地生根。
4、軸承裝備領域自身發(fā)展所帶來的機遇與挑戰(zhàn)
（1）軸承裝備發(fā)展的提升與突破
軸承裝備是為軸承行業(yè)服務的，滿足軸承產品的發(fā)展的需要，就是軸承裝備的發(fā)展方向。概括地講就是滿足軸承產品不斷提升的“質”和“量”的需求。對于裝備來說，就是單機要做“精”，生產線要做“短”。
“質”是指品質、性能。提升軸承品質，首先設備單機要做“精”，要做成精品，要加工出精密產品，滿足日新月異的新產品制造需求。要深入研究和探討精密軸承制造一致性、穩(wěn)定性保障技術，在穩(wěn)定性、可靠性、精度保持性、人機界面友好性等諸多性能上為產品制造提供優(yōu)質服務。不僅功能齊全，而且性能優(yōu)異。為了達到這一目的要充分運用先進的設計理念，采用前沿技術，調動科技手段，實現(xiàn)機床的整體性能的提升和各單向性能指標的突破。
“量”是指效率，提升加工效率的主要方向就是生產線要做“短”。這在目前看來幾乎是不可能的。但是把不可能變成可能就是挑戰(zhàn)。
我們知道，現(xiàn)在的軸承加工工藝，都是與我們目前的裝備水平相適應的，它的核心是分解，為了獲得較高的加工精度，把一個加工過程分解為多道工序，把工序分解為工步；先基準面后工作面，先外表面后內表面，粗車精車光整，粗磨精磨光磨，粗研精研光研，不厭其繁，精益求精。
但是人類發(fā)展的歷史就是螺旋上升的歷史，就是否定之否定的歷史。一個行業(yè)，一個企業(yè)，最大的發(fā)展是自我突破。裝備的職能不僅體現(xiàn)在為加工工藝服務，它更是引領工藝優(yōu)化的重要手段。裝備能力的提升會使加工工藝產生變革和飛躍。突破傳統(tǒng)設計思路的束縛，通過加工方式的創(chuàng)新，縮短軸承加工鏈，既是工藝裝備的重大變革，也是提升軸承制造效率的重要途經，更是軸承制造產業(yè)鏈現(xiàn)代化的要求。加工中心、以車代磨、復合磨削、在線測量、工業(yè)機器人、新材料新工藝等前沿技術的應用，都為縮短工藝鏈、提高軸承制造效率打開了空間、提供了可能。這是一項充滿挑戰(zhàn)性的工作，在這個過程中軸承制造裝備企業(yè)是大有作為的。
（2）軸承制造技術的進步與迭代
軸承制造技術與機械裝備技術的深度融合，不僅是軸承裝備的特點，也是其贏得發(fā)展、獲得突破的著力點。
首先，科技的進步帶來了軸承制造技術的飛速發(fā)展。智能制造、抗疲勞制造、高性能制造等先進的制造方法與制造模式正在軸承行業(yè)逐步得到應用。特殊材料、涂層技術、修型工藝等新技術的誕生，必將催生新一代的加工理念和工藝裝備。而新的工藝裝備的應用必將推動軸承制造水平的進一步提升。這個過程就是軸承制造技術不斷迭代的過程，在這個過程中軸承裝備與軸承制造技術深度融合，將助推軸承產業(yè)不斷升級。對軸承裝備企業(yè)來說，既熟悉軸承行業(yè)，又熟悉機床行業(yè)是自身最大的比較優(yōu)勢。機械裝備的綜合技術手段與解決軸承專業(yè)問題的完美結合就是軸承裝備企業(yè)的生命力所在。軸承產品越是往高端發(fā)展，設備的專業(yè)化程度越高。只要從滿足軸承制造技術發(fā)展的需求出發(fā)，關注制造技術的痛點和難點，就會不斷發(fā)現(xiàn)新的發(fā)展機遇，技術創(chuàng)新的道路就會越走越寬。
其次，軸承裝備是機械裝備大家庭中的一員，同屬于技術密集型行業(yè)。它涉及到制造加工技術、計算機技術、傳感檢測技術、現(xiàn)代控制技術、液壓氣動技術等等。在高科技發(fā)展的今天，這些技術的演進千變萬化，先進的控制手段、前沿的加工方法日新月異。軸承裝備的研發(fā)是對通用機械裝備技術進行專業(yè)化再開發(fā)、再創(chuàng)造的過程，從某種意義上講，對前沿技術的敏感性，對機械裝備新技術的理解程度決定了再創(chuàng)造的深度；只有勇于擁抱新技術，才能開啟新思路，才能在創(chuàng)造性轉換和創(chuàng)新性發(fā)展過程中游刃有余，才能在軸承專用裝備的發(fā)展過程中發(fā)現(xiàn)新的機遇，取得新的突破。
總之，軸承裝備承擔著源于軸承制造技術、融于軸承制造技術、引領軸承制造技術前行的功能和使命。與之相適應，軸承裝備的發(fā)展通常有三個層次：其一，滿足用戶提出的具體軸承加工需求；其二，為用戶提供軸承制造完整解決方案；其三，引領和助推軸承制造技術的發(fā)展。無論在哪一個層次，發(fā)展之道都是要持續(xù)不斷地為軸承行業(yè)的用戶創(chuàng)造價值。在新技術蓬勃發(fā)展的年代，在市場經濟的激烈競爭中，在軸承行業(yè)高質量發(fā)展的道路上，其裝備制造領域無時無刻不面臨著新的機遇和挑戰(zhàn)。抓住機遇需要敏銳的洞察力，戰(zhàn)勝挑戰(zhàn)需要超強的創(chuàng)造力。
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