發布時間：2023-09-25 17:40:11
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的國內數控機床現狀樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
關鍵詞：數控機床；歷史；發展趨勢
一、引言
機床，作為“機器的機器”，從工業革命誕生以來，便被視為一個國家工業化的基礎。機床是先進制造技術和制造信息集成的重要元素，是重要商品，又是決定一個國家生產力水平的關鍵要素。
二、數控機床的歷史
20世紀中葉, 隨著信息技術革命的到來，機床也由之前的手工測繪、簡單操作性逐漸演變為數字操控，全自動化成型部件的數控機床。數控機床是一種高度機電一體化的產品，在傳統的機床基礎上引進了數字化控制，將以往憑借工人經驗的操作變為數字化、可復制的自動操作。數控機床可以加工多品種小批量零件（降低規模化適用門檻）、結構較復雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價格昂貴不允許報廢的關鍵零件、要求精密復制的零件、需要縮短生產周期的急需零件。數控加工具有如下特點：加工柔性好，加工精度高，生產率高，減輕操作者勞動強度、改善勞動條件，有利于生產管理的現代化以及經濟效益的提高。數控機床的特點及其應用范圍使其成為國民經濟和國防建設發展的重要裝備。目前，工業發達國家機床產業的數控化比率通常在50%以上，在日本和德國更是超過了70%。
我國真正的工業化進程起始于20世紀50年代。由于種種原因，我們錯過了20世紀70到80年代的新型工業化大發展時期，導致我國的機械裝備制造產業到現在為止仍然在趕超發達國家的階段。自20世紀末開始，我國開始了大規模引進西方技術，同時在引進技術的基礎上吸收、融合、創造，最終發展出我們自己的數控機床制造產業。這一時期，我國的整體制造業也開始了逐漸由制造大國向制造強國邁進了腳步，機床制造業也跟著取得數控機床快速增長的業績。機床的發展和創新在一定程度上能映射出加工技術的主要趨勢。近年來, 我國在數控機床和機床工具行業對外合資合作進一步加強, 無論在精度、速度、性能, 還是智能化方面都取得了相當的成績。
三、我國數控機床產業現狀
目前，國內生產的數控機床可以大致分為經濟型機床、普及型機床、高檔型機床三種類型。經濟型機床基本都是開環控制;普及型機床采用半閉環控制技術，分辨率可達到1微米;高檔型機床采用閉環控制，以計算機程序來實現全過程無人控制，具有各種補償功能、新控制功能、自動診斷，分辨率可以達到0.1微米。
截止到2014年，國產低檔經濟型機床已經在國內機床生產企業得到了很好的應用，經濟型數控機床基本都是國內產品，不管是從質量上還是從可靠性上都可以滿足大部分機床用戶的需要。在普及型產品段中，國內普及型數控機床中大約有60～70%是采用的國內產品。但是需要指出的是，這些國產數控機床當中大約80%的數控系統都在使用國外產品，國內機床企業將各個子系統進口后進行拼裝，組成最終的成品機床。我國部分中檔普及型數控機床的功能、性能和可靠性方面已具有較強的市場競爭力。在中、高檔數控機床方面、四軸、五軸聯動機床等高端產品，我國國產產品與國外產品相比，仍存在較大差距。高檔機床方面國內產品大約只能占到10%，大部分都是靠進口。數控機床的核心技術―數控系統，由顯示器、控制器伺服、伺服電機和各種開關、傳感器構成，中國更是幾乎全部需要國外進口。目前，我國在上海、煙臺建廠的大多是國外數控機床生產廠家，所有的核心技術都被外方掌握。國內能做的中、高端數控機床，更多處于組裝和制造環節，普遍未掌握核心技術。國內的華中數控近幾年發展迅速，軟件水平相當不錯，但在電器硬件方面還需進一步提高。目前，國內一些大廠還沒有采用華中數控的。
在市場需求方面低檔機床和中檔機床大約各占50%和40%，高檔數控機床的需求大約是10%。從整體市場環境看，歐美等一些老牌機床公司有著長時間的技術積淀，同時不斷致力于科技創新和新產品的研發，引導著數控機床技術發展。2014年，國家宏觀經濟持續低位運行，國家宏觀調控政策將繼續穩增長、調結構。在此大環境下，數控機床行業也相應地調整現有產業結構，在現有經濟型、普及型產品取得成果的基礎上發展高端，一方面需要面臨國外產品以及合資產品擠壓國內中端市場的競爭壓力；另一方面要加大研發，擠入高端市場，擺脫受制于人的嚴峻形勢。
四、我國數控機床產業的發展趨勢
開放性是新一代數控系統的開發核心。開放性的數控機床采用模塊化，層次化的結構，并通過形式向外提供統一的應用程序接口。為解決傳統的數控系統封閉性和數控應用軟件的產業化生產存在的問題。目前，許多國家對開放式數控系統進行研究，數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路。同時，和許多產業將會互聯網化一樣，數控機床未來也必將走上網絡化道路。互聯網化的數控裝備是近兩年的一個新的焦點。數控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統、制造企業對信息集成的需求，也是實現新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業、全球制造的基礎單元。屆時，網絡化的數控機床將真正實現在全世界任意地點制造出滿足用戶需求的產品，進一步縮小制造業在地理和空間上的差異，為下一次的制造業革命奠定良好基礎。
經過30多年的發展，我國數控機床制造產業已經基本由市場配置資源，形成了從科研單位、試制生產應用單位、大規模市場推廣渠道、下游終端客戶、一直到最末級的維修保養與使用反饋這樣一個較為完整的產業鏈。數控機床市場競爭力也大大提高。2014年，我國機床行業發展主旋律概括為八個字：“穩中求進、轉型升級”。面對整體下行趨勢和國內外市場環境的不斷變化，行業企業轉型的意識不同程度地增長，從被動應對，到主動順應，再到能動把握，已有很多企業步入了轉型升級的正確軌道。加快普及數控化技術將是解決中國本土機床企業產品競爭力弱、利潤薄、產品同質化嚴重等產業難題的重要手段。
為了讓機床鑄造產業高速增長，“十二五”規劃中對我國機床鑄造產業提出了明確的目標，到2015年，機床鑄造產業要實現工業總產值8000億元。要實現這個目標，需要將國家經濟政策和行業自主調整發展兩個要素相結合。在國家政策層面，已經出臺了大量的專項支持措施。國家通過專項財政補貼，稅務減免、專項獎勵基金、市場開拓扶持、專利申請綠色通道等方面給予了大力支持。與此同時，在行業層面，應當繼續實施創新發展戰略，以企業為主題，以創新為驅動力。鑒于機床屬于投資大、見效慢的行業，僅憑企業自身努力無法實現長久發展，需要多家企業參與共性技術研發，同時引入科研院校參與，實行公私合營伙伴關系推進研發。在行業技術層面，需要加大基礎研究投入和研發人才培養。中國機床工業的振興，數控機床的加速發展，歸根到底，取決于人員素質的提高、工業文化水平的提高。人才的加速培養與良好的市場機制、有效的深化改革、改組、改制，可以顯著提高工作質量、生產率、勞動生產率。進入21世紀知識經濟時代，科學知識及作為重要生產要素的機床，其作用將更加突出。
關鍵詞： 數控機床 發展現狀 發展前景 改革措施
數控機床（Numerical Control Machine Tools）是用數字代碼形式的信息（程序指令），控制刀具按給定的工作程序、運動速度和軌跡進行自動加工的機床，簡稱數控機床。
一、數控機床的發展過程
數控機床是在機械制造技術和控制技術的基礎上發展起來的，自上世紀50年代以來，世界數控機床主要經歷了數控NC（Numerical Control）和計算機數控CNC（Computer Numerical Control）兩個階段六個年代。其過程大致如下：
1.數控NC階段主要經歷了三代。
第1代數控系統，始于50年代初，系統全部采用電子管元件，邏輯運算與控制采用硬件電路完成。
第2代數控系統，始于50年代末，以晶體管元件和印刷電路板廣泛應用于數控系統為標志。
第3代數控系統，始于60年代中期，由于小規模集成電路的出現，其體積變小，功耗降低，可靠性提高，推動了數控系統的進一步發展。
2.計算機數控CNC階段經歷了三代。
第4代數控系統，始于70年代，當首個采用小型計算機的CNC裝置在芝加哥展覽會上露面時，標志著CNC技術的問世。
第5代數控系統，70年代后期，中、大規模集成電路技術取得巨大成就，促使價格低廉、體積更小、集成度更高、工作可靠的微處理器芯片產生，并逐步應用于數控系統。
第6代數控系統，始于90年代初，受通用微機技術飛速發展的影響，數控系統正朝著以個人計算機（PC）為基礎，開放化、智能化、網絡化等方向進一步發展。
二、數控機械的特點
數控機床是機電一體化的典型產品，數控機床控制技術是集計算機及軟件技術、自動控制技術、電子技術、自動檢測技術、液壓與氣動技術和精密機械等技術為一體的多學科交叉的綜合技術。
1.對加工對象的適應性強，可加工復雜形狀的零件表面。
在同一臺數控機床上，通過重新編制程序，可適應不同品種及尺寸工件的自動加工，也可以加工復雜結構的單件、小批量生產及試制新產品，數控機床還能自動加工精密復雜的表面（如螺旋表面）。
2.加工精度高，加工質量穩定。
目前，數控機床控制的刀具和工作臺最小移動量達0.0001mm，而且數控系統可自動補償進給傳動鏈的反向間隙和絲杠螺距誤差，使數控機床達到很高的加工精度。此外，數控機床的制造精度高，其自動加工方式避免生產者的人為操作誤差，產品合格率高，加工質量穩定。
3.生產效率高。
由于數控機床結構剛性好，允許進行大切削量的強力切削，提高了數控機床的切削效率，節省了機動時間。因為數控機床的移動部件的空行程運動速度快，所以工件的裝夾時間、輔助時間比一般機床少。當在加工中心上進行加工時一臺機床實現了多道工序的連續加工，生產效率提高明顯。
4.自動化程度高，勞動強度低。
數控機床對零件的加工是按事先編好的程序自動完成的，數控機床自動化程度高，勞動人員不需要進行復雜的重復性手工操作，可大大減輕工人的勞動強度和緊張程度，提高加工效率。
三、數控機床控制技術的發展前景
隨著科學技術的不斷發展，數控機床的發展越來越快，數控機床正朝著高性能、高精度、高速度、高柔性化、模塊化和智能化方向發展。
1.高性能。
隨著數控系統集成度的增強，數控機床實現多臺集中控制，甚至遠距離遙控。
2.高精度。
數控機床本身的精度和加工件的精度越來越高，而精度的保持性要好。
3.高速度。
數控機床各軸運行速度將大大加快。
4.高柔性。
數控機床的柔性化將向自動化程度更高的方向發展，將管理、物流及各相應輔機集成柔性制造系統。
5.模塊化。
數控機床要縮短周期和降低成本，就必然向模塊化方向發展，這既有利于制造商又有利于客戶。
四、數控機床發展中存在的問題
我國近幾年數控機床雖然發展較快，但與國際先進水平還存在一定的差距，主要表現在以下方面。
1.核心零部件大量依靠進口。
經過近二十多年的技術引進、消化、吸收和創新，中國數控機床行業的發展令人矚目，國產數控機床功能部件的生產已經具備一定的規模。但是，據中國機床工具工業協會提供的數據來看，近年來我國一直是世界機床第一消費國和第一進口國。但是，機床行業迅速發展的背后，一個不能忽視的事實是，我國關鍵零部件生產依然受制于人，出現利潤不高、產品缺乏核心競爭力的局面。
2.產品水平不高。
首先，精度普遍不夠高，對于國產加工中心刀庫機械手、數控車床刀架，用戶不放心，定位精度，特別是重復定位精度有待提高。只有少數產品達到歐洲標準的定位精度；其次，高精度、靜剛度主機結構和整機性能開發有差距；再次，產品在主軸轉速、快移速度、換刀速度、加速度等機床性能指標上與國外有較大差距。
五、下一步努力方向
為了縮小與世界先進水平的差距，相關專家建議機床企業應在以下幾個方面著力研究。
1.跟蹤國際水平，使數控機床向高效、高精方面發展。
2.多品種制造，滿足不同層次的用戶。
3.模塊化設計，縮短開發周期，快速響應市場。
數控機床使用范圍越來越大，國內國際市場容量越來越大，但競爭會加劇，只有緊跟先進技術進步的大方向，不斷創新，才能趕超世界先進水平。
參考文獻：
[1]王立平.關于國產數控機床發展的幾點思考，航空制造技術，2010（04）.
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關鍵詞：大型國有企業 沈陽機床 技術創新 數控機床 預算軟約束
數控機床是當前世界機床企業技術創新的主攻方向、市場競爭的主戰場。一個國家數控機床的產銷量和技術水平在某種程度上代表國家整體的制造業水平和競爭力。成熟機床制造國（如德國與日本）的機床產值數控化比率高達90%。由于中國機床企業自主創新不足，共性基礎技術、關鍵核心功能部件和機床精密度等都與國際先進技術水平存在相當大的差距，因此產值數控化率目前只有40%左右。而且，國產數控機床大都是附加值較低的中低端經濟型和普及型產品，雖然已占領國內市場約70%的份額，但是高端數控機床約80%的市場份額則被國外先進企業壟斷。
2000年以來，伴隨著中國汽車、航空、電子等下游產業的快速增長，機床需求特別是數控機床需求增長持續強勁，消費總額和進口額已連續10年居世界第一。特別是近年來，數控機床需求呈現出向中高端產品集中的趨勢。需求強勁使機床企業在獲得快速發展機遇的同時，也面臨著技術瓶頸的挑戰。面對中高端數控機床嚴重依賴進口的不利局面，中國政府陸續出臺相關政策加大對機床產業的扶持力度，為機床企業實現技術創新提供強有力的金融支持。
在這一背景下，我們嘗試通過具有代表性的案例分析，探討中國機床產業中具有代表性的大型國有企業――沈陽機床股份有限公司實現技術創新的過程、路徑、現狀、經驗以及市場績效等問題，在此基礎上，深入分析其技術創新市場績效不明顯的體制性制約因素，最后在結論中提出改進方向。
我們選擇沈陽機床股份有限公司（以下簡稱沈陽機床）作為研究案例，主要基于以下的理由：首先，沈陽機床作為中國機床行業產值最大的龍頭企業和大型國有企業，獲得政府主導的金融支持的強度之大是其他企業難以比擬的，以該公司為典型案例更有利于我們把握這種政府金融支持下形成的大型國有企業技術創新模式的中國特色。其次，沈陽機床作為行業龍頭企業，其數控機床國內市場占有率最高（20%以上），因此其產值數控化比率乃至技術創新水平基本上可以代表中國機床行業的整體水平。
1.沈陽機床股份有限公司概況
1.1公司成立與歷史沿革
沈陽機床股份有限公司隸屬于沈陽機床集團，是集團的控股子公司。于1993年5月成立。1996年7月在深圳證券交易所上市交易。公司發展主要經歷了三個階段：第一階段（1996―2000）為緩慢發展階段，由于政府支持力度較弱，公司發展較為緩慢；第二階段（2001―2005）為高速發展階段。第三階段（2006至今）為發展壯大階段。在第二、第三階段，政府對公司的扶植力度逐年增強。
1.2目前發展狀況
經過16年的發展，公司市場覆蓋全國60多個省市、自治區，并出口80多個國家和地區，數控機床國內市場占有率20%以上，穩居國內同行業首位。公司現有員工14000人左右，總資產過百億元。公司主業突出，全部為機床產品，主導產品為金屬切削機床，主要包括兩大類：數控機床和普通機床共19個系列300多個品種、千余種規格。公司的中高檔數控機床開始進入國家汽車、航空航天、國防軍工、軌道交通等重點行業的核心制造領域[2]。
2.政府金融支持的技術創新
政府的金融支持一直是推動沈陽機床快速資本擴張、提升技術創新的主要力量。沈陽機床是沈陽市國資委所屬的大型國有企業，作為國家裝備制造業領域的領軍型企業，沈陽市的利稅大戶，支撐沈陽、遼寧、乃至東北裝備制造業特色的核心企業，一直以來都是國家、省、市、區各級政府重點扶植的對象。特別是2005年以來，在政府的金融支持下，沈陽機床在技術改造和研發上獲得了大量資金支持。以2009年9月―2010年9月跨年數據為例，在此期間，公司就累計得到來自國家、省、市、區等各級政府關于“數控機床技術創新”的各種名目扶持資金共計36575萬元[1]。政府扶持力度之強，在同行業企業中是罕見的。這也可以從側面反映出政府一貫大力扶持大型國有企業的政策偏好。
正是基于政府的大力金融支持，沈陽機床總體上在技術創新方面并沒有出現一般企業面臨的資金缺乏現象，反之，政府強有力的支持為公司技術創新提供了充裕的資金保證，這一點可以從其2005年以來研發費用占銷售收入比率平均高達7.7%，以及歷次大型技術改造比較充裕的來自政府的資金支持得到充分證明。
3.公司長期技術創新取得的主要成果
經過16年的不懈努力，沈陽機床從技術模仿、技術引進發展到如今的開放式集成創新，取得了較大成就。
公司依托獲批的高檔數控機床國家重點實驗室和“數控機床高速精密化技術創新戰略聯盟”（由國家科技部主辦、由沈陽機床牽頭）進一步強化集成創新模式，先后與德國的R＋P機床設計院、德國西門子公司、德國IPK研究所，以及德國希斯等進行聯合研發，并在柏林設立海外研發中心，在北京、上海建立研發分部，推動開放式集成創新[1]。
經過持續積累，時至今日公司取得的成果斐然：承接和完成了多項國家級科技攻關項目，開發出新鏜床、新CAK、新HTC、新立加及新臥加等新5大類數控機床系列產品，均達到國際先進技術水平，其中五軸立式加工中心和五軸高速龍門加工中心產品，打破了國外對這類中高端數控機床的壟斷。產品先后獲得春燕獎、工業獎等國家級大獎。累計開發的360多種中高檔數控機床中，有60%以上已經達到國際同行業先進水平，2010年，公司及下屬中捷機床被認定為第一批國家高新技術企業[2]。
4.體制因素制約創新績效
4.1沈陽機床技術創新市場績效的評價
為了全面評價沈陽機床技術創新的市場績效，我們選擇兩家具有不同特點的上市機床企業作為參照物，力求通過多視角比較來展開研究。第一家企業是屬于沈陽機床集團的另一家控股子公司――昆明機床，該公司的中型國企屬性、與沈陽機床擁有同一母公司的身份，以及長期堅持專注優勢特色產品的研發戰略可以作為比較參照；第二家是中國目前唯一一家民營機床企業――華東數控，該企業屬于私有產權。下面，我們依次從兩個方面評價公司的技術創新績效。
4.1.1公司的數控機床銷售量占比評價
2000年，公司數控機床銷售收入占機床總收入的33.9%，2010年這一比率上升為60.5%[1]。雖然與自身相比，沈陽機床的數控機床銷售量占比有了一定的增長，但是與技術改造和研發業績更為優異的昆明機床和華東數控相比，還存在一定差距。2010年，昆明機床的數控機床的銷售收入占比為64.7%[3]，華東數控為75.6%[4]，由此可見沈陽機床產品數控化率步伐需加快，大規模的技術創新投入對數控化率的提升效果需進一步加強。
4.1.2公司數控機床的毛利率評價
2003―2010年沈陽機床數控機床的毛利率一直徘徊在23.50%―30%之間，期間沒有太大的起色。我們拿公司歷史最好數據――2009年數據為例進行分析[1]。這一年公司數控機床毛利率達到歷史最好水平，為29.87%，而昆明機床為34.25%[3]，華東數控則高達38.97%[4]。沈陽機床的數控機床毛利率明顯低于其他兩家上市公司。公司年報顯示，其數控機床主要是以毛利率較低的經濟型數控機床為主的局面并未得到實質性改變。
經濟型數控機床因進入門檻較低，其盈利能力隨著市場的激烈競爭而日漸衰落；與此相反，市場需求持續旺盛的中高端數控機床卻因為產品差別化大，個性化服務要求高，大部分產品都是訂單生產，因而具有可觀的議價能力和較高的毛利率。公司目前中高檔數控機床比重較低是數控機床毛利率低于其他公司的主要原因。
這一點還可以從下面的經驗數據中得到進一步的驗證。2009年，沈陽機床新產品（中高端數控機床）的銷售收入為162728萬元，僅占比銷售總額的27.2%；新產品的銷售利潤僅為1700萬元，僅占比主營業務利潤的1.3%。而華東數控歷時五年研發的新產品大型數控龍門系列機床在2009年實現產業化時，銷售收入占比和毛利率則分別高達64.08%和41.66%[4]。上述比較分析表明，沈陽機床技術創新的市場績效還需要大幅提升。
綜上所述，公司技術優勢的市場績效似乎并不顯著。這值得我們深入分析其背后的深層原因。
4.2制約技術創新績效的體制性因素
我們認為，具有轉軌時期國有企業屬性的體制性因素是制約公司技術創新市場績效的主要障礙。
4.2.1技術創新的市場驅動不足
作為一個老牌大型國有機床企業，公司在計劃經濟時期形成的計劃、技術驅動型的研發傳統――雖然經過多年的改革修正――仍然存在，市場驅動力不足。可以說，“重技術獲獎而輕市場”的研發傳統的強大慣性是公司技術創新市場績效不明顯的重要原因。與擁有國企屬性和行業老大雙重身份的沈陽機床相比，作為國內首家民營機床企業，華東數控的技術研發更注重市場需求的驅動，因而在龍門機床的研發上取得了顯著的市場績效。
4.2.2技術創新的“大而全”傾向
2009年，在三家企業中，沈陽機床的研發費用與凈利潤比值最高，為1.66，而昆明機床和華東數控則分別僅為0.21和0.27。可以看出，沈陽機床研發經費的使用效率遠低于另兩家企業，存在“高投入低效益”現象。
這種現象可以由公司在技術創新上存在的“大而全”傾向得到合理解釋。“大而全”的研發導致資金使用方向分散，從而可能造成本應重點投入的主要技術產品因研發資金不足而導致研發效益無法凸顯。
反觀國內機床行業的另兩家上市公司昆明機床和華東數控，我們看到了不同的研發競爭策略。昆明機床重點研發具有市場優勢的鏜銑系列數控機床，而華東數控的研發重點一直是大型龍門數控機床，這種精與專的研發定位，極大提高了這兩家企業研發資金使用效率，與沈陽機床的高投入低效益不同，它們獲得了較高的毛利率，技術創新的市場績效顯著。
4.2.3軟預算約束制約仍然存在
造成沈陽機床技術創新市場績效不高的另一個體制性制約因素是“軟的預算約束綜合征”仍然存在[5]。沈陽機床的歷史發展中幾次大的資本擴張基本上是政府主導下的企業行為。政府的金融支持為公司提供了充裕的技術改造和研發資金，促進企業資本規模快速擴張。但是在這種“預算約束體―支持體”的模式下，沈陽機床投資的預算軟約束問題不可避免。我們采用資產負債比率和流動比率兩個概念，分別從縱向與橫向兩個角度來驗證這一問題。
一般認為，以衡量企業長期綜合償債能力和財務風險為主的資產負債比率應維持在40―60%之間比較合適，過高的資產負債比率是不利的。流動比率是衡量企業短期風險的主要指標，反映企業短期負債的清償能力。一般認為2:1的比例比較合適，過低說明企業償還能力較差；過高說明企業的部分資金閑置[6]。
對沈陽機床資產負債率的自1996年以來至今歷年計算結果的比較可以看出，除了1996年以外，該指標一直高于60%，并逐年呈上升趨勢，近五年已經超過了80%，資產負債比率嚴重偏高，表明企業經營綜合風險較高，償債壓力較大。而公司流動比率16年來均在1.6以下徘徊，并且在2001年以來呈不斷惡化趨勢，指標進一步下降至1左右，說明資金流動性存在較大問題，隨著債務的逐步到期，公司短期經營風險持續增大[1]。
從橫向角度比較沈陽機床和華東數控2009年資產負債比率和流動比率這兩個指標來看。華東數控的資產負債比率為54.6，在40%―60%的合理區間，而沈陽機床為84.2%，無疑過高；華東數控的流動比率分別為1.75，比較正常，而沈陽機床的這一比率卻只有1.02，短期流動性萎縮較大，企業短期財務風險較大[1][4]。
一般而言，在企業風險較高的情況下，企業應該采取保守戰略。但是這種戰略定位似乎在沈陽機床的經營上并沒有得到體現，代之以的反而是大規模的資本擴張。政府強有力的金融支持支撐著沈陽機床長期以來高負債奔跑和不計成本的“大而全”的創新偏好，軟的預算約束也就不可避免了。
5.結論
通過對沈陽機床技術創新的案例研究，我們認為，政府對國有大型制造業企業的政策扶持偏好，主要集中于對公司技術創新強有力的金融支持，這的確保證了企業技術創新資金投入的充裕性。但是由于轉軌時期國有企業體制性慣例的制約，充裕的創新資金投入并沒有給沈陽機床帶來利潤的大幅增長，技術創新的市場績效不明顯，而企業的財務風險卻在不斷累積，管理費、財務費和銷售費等經營成本居高不下。
因此，我們認為，像沈陽機床這樣的大型國有企業要想走出技術創新“高投入低效益”的困境，全面提升創新的市場績效，比較可行的方法是必須解決之前政府扶植過度局限于硬件如資金投入而忽視企業軟實力――現代企業管理制度建立的問題，建立硬件與軟件統一并重的協調引導機制。我們認為突破點在于積極引入民營資本對沈陽機床進行股權重組，重組的重點應是如何建立內生的技術創新市場驅動機制，實現技術創新和資本擴張的“預算硬約束”，而要想實現這一目標，民營資本的投資比重不能過低。
基金資助項目：遼寧省科技廳科學技術計劃項目： 激活中國“數控機床高速精密化技術創新戰略聯盟”內生動力機制的對策研究；主持人，王蓉；項目編號：2011414006。
參考文獻：
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[2]沈陽機床股份有限公司官方網站。
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[5] [意]雅諾什?科爾奈，預算軟約束綜合癥[J]，新財富，2009年第6期。
[6] [美]羅伯特?C?希金斯，沈藝峰譯，財務管理分析[M]，北京大學出版社?，2009年版。
作者簡介：
關鍵詞: 數控機床；可靠性技術；改進
隨著現代技術的不斷進步，對數控機床技術提出了更高的要求，所以其技術不完善之處也顯現出來。因而為了更好的發揮數控技術的優點，降低故障率，所以需要不斷地對數控機床可靠性技術進行研究，也就顯得尤為重要。
根據國家標準的定義，可靠性是指產品在規定的條件下、在規定的時間內完成規定任務的能力。數控機床產品的工作條件一般包括加工尺寸、 切削用量、 切削功率、使用環境條件、 加工材料等設計規定的條件；規定的時間可以是設計確定的運行壽命，也可以是機床大修前的年限，還可以是考核時確定的任何年限；規定的任務是指機床設計時確定的功能，例如加工中心可以完成鉆、 銑、 鏜、 鉸、 攻絲等功能。數控機床的可靠性一般是以故障來表征的， 可靠性高就意味著產品在使用過程中所發生的各種故障少。因而減少或避免發生故障，是數控機床可靠性的重要體現。
一、目前數控機床可靠性現狀研究
隨著技術的進步，在數控領域與同行業的其他同類產品相比，我國的設計水平和穩定性都有較大差距，其中故障率高、運行不穩定、工藝粗糙、互換性差是幾個突出的問題。根據數據比對分析，我們的數控機床的可靠性問題集中在以下幾個方面：
（一）機電元器件質量不過關
目前機電行業內的生產企業，管理不規范，不到位現象比較普通，造成在低壓電器、機電元器件市場中，產品不標準，非正規廠家和正規常見的產品真假難辨。諸如像繼電器、觸發器、按鍵、鍵盤、開關、雙絞線等部件故障率較高。較為普通的現象是繼電器的彈簧耐疲勞性差、溫度特性差，高溫下的簧片變形或絕緣材料失效會使繼電器動作失靈。很多長期使用的機電器，短時間使用后電阻就會增大，內置器件松動，造成正在運行的系統突然停止、程序紊亂等事故。可以看出，這些部件在數控機床使用，發生生產事故的后果是必然的。
（二）生產工藝和基礎設備不合格
目前我們國內生產數控設備的相關技術設備還不完善，生產工藝水平還有待提高。從中國質量檢測數據統計出，目前我們電氣系統八成以上的故障是由于電源故障或電源對干擾信號的傳導。其中很多由于設備生產技術問題，其中強電設備會發出很強的脈沖噪聲，通過傳導影響電子設備運行，對電源系統產生嚴重的污染。實際中應當追根溯源，從電源降噪入手，利用電磁兼容性原理解除干擾。
（三）集成系統安裝不到位
集成數控系統等板塊的正確安裝是保證數控機床正常運行的重要環節。在安裝過程中，如果沒有根據相關技術指標的要求，遵守安裝調試的標準步驟，忽視了相關干擾因素，在安裝過程中操作不當，或不規范操作，都會造成相關系統失控，這些因素都會影響機器零部件的加工，嚴重的甚至會引起機器燒毀。此外，在安裝調試過程中，技術工程人員的技術不到位、經驗缺乏等原因，都會使得數控機床發生故障，造成嚴重損失。
二、數控機床可靠性改進方法
（一）提高數控機床可靠性設計技術
產品的在生產之前，首先是設計出來的，然后才投入生產制造過程中。因此，機床的設計過程在提升可靠性方面具有重大作用。可靠性設計是依據產品的工程經驗、歷史故障數據、當前技術水平和組成零部件的可靠性狀況，預測產品實際可能達到的可靠度。根據可靠性預計的結果，可以修改設計方案，改進薄弱環節，達到提高產品可靠性的目的。可靠性預計的方法一般有性能參數法、相似設備法和失效率預計法。在設計數控系統時，可采用模塊化硬件形式，按照不同機床的功能需求合理組建模塊，遵循通用化、標準化原則，兼顧人機對話、機械故障自診斷、機床自保護、刀具管理功能，這樣既提高了機床的使用穩定性，又降低了使用與維護成本。
（二）加強數控機床可靠性試驗技術
產品在生產之前的多次實驗是至關重要的，因為試驗是保證和提高產品可靠性的重要技術手段，可以說，沒有試驗就沒有可靠性。可靠性試驗是對產品的可靠性進行調查、分析和評價的一種手段，其目的是發現在設計、材料、制造、裝配工藝方面的各種缺陷，為改善產品的性能，提高可靠性水平，減少維修及保障費用提供科學依據。目前國內外對于數控機床可靠性試驗技術的研究主要集中在可靠性試驗的設計方法和應用研究上。像重慶大學張根保教授等人設計了一種可靠性強化試驗方案， 采用多種應力共同組成綜合應力試驗剖面，使得在較短時間內激發出數控轉臺的故障；提出了數控機床整機及關鍵功能部件的可靠性試驗方法，采用多種應力共同作用使得數控機床的潛在故障在較短時間內激發出來。他們研究仍然在繼續進行中，為技術的提供作出了很大貢獻。
（三）運用數控機床早期故障消除技術
從故障率分析研究可以看出，在機床制造完成后短期內，機床的故障早發多發，隨著時間的推移，故障數會逐漸減少，直到進入偶然故障期。這個時間段持續的時間長短根據產品類型、生產規模和制造水平而變，國產加工中心的這一時間段可能有1200h左右。很多國內機床制造企業在產品裝配調試完成后，會空運轉36~48h，這種低負載、短周期的試運行，基本上激發不出故障，使得大量的早期故障到用戶處才能發現。因而對用戶而言，會對國內生產的機床喪失信心；對生產企業而言，售后維修費用增加。因此，需要將早期故障盡量消除在制造企業。為了實現早期故障消除，首先需要根據歷史數據運用數據擬合技術建立定量化的研究分析。找出早期故障期和偶然故障期的時間拐點，作為早期故障消除的依據。還需要在制造企業建立早期故障消除的閉環體系結構，通過完整的故障樹分析發現潛在的故障，通過試驗發現早期故障，并向設計和制造過程反饋，修改設計方案和改善制造過程，將早期故障消除在設計制造階段。
（四)數控機床運行管理可靠性技術
數控機床在運行過程中，可靠性主要受機床的安裝調試、維護保養、維修、運行環境控制、加工條件控制等因素影響。統計數據表明，機床由于運行因素引起的故障會占到總故障數的20%左右。在安裝調試中，墊鐵的布置和調整具有重要的意義，特別是對于大型機床而言，由于墊鐵的布置和調整不當，會使機床大型結構件發生變形，影響機床的精度和精度壽命。同時，國產數控機床可靠性不夠除了技術水平不夠外，很大原因還在于管理技術的落后。包括人員的素質差、工作的隨意性強、缺乏成熟的可靠性管理標準（包括設計標準、試驗標準、管理標準等）和系統的可靠性管理體系。因此，為了從本質上提高國產數控機床的可靠性，需要在企業建立系統的可靠性管理體系，并持續在企業實施。
在我國工業飛速發展的今天，在我們第十二個五年計劃時期，機器制造業會朝著智能化、自動化或集成化方向發展，所以數控機床需要量會不斷增加，這對數控機床行業的發展提供了有利的時機。但自從我國加入世貿組織后，國內生產的機床可靠性教差，無法適應市場的技術要求，面臨提高可靠性的迫切境地。因此，提高數控機床的可靠性，增強自己的市場競爭力顯得格外重要。
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關鍵詞：中等職業業學校；數控維修；專業建設
中圖分類號：G718 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2012）05-0154-02
隨著現代加工技術的發展，數控機床得到了越來越普遍的應用。數控機床是集機、電、液、氣等于一體的加工設備，一旦發生故障，就會給企業造成巨大的損失。隨著數控設備使用量的快速增加，對數控設備維修人才的需求越來越大，素質要求也越來越高。那么，數控維修專業人員應該如何培養，其培養方向又是如何呢？這是建設數控維修專業應考慮的問題。
數控機床維修行業發展現狀
隨著數控加工技術的發展，數控機床在金屬切削行業中的應用也越來越廣。“十五”、“十一五”期間，我國的數控機床行業得到了迅速的發展，已成為數控車床生產大國。可長期以來，國產的數控機床始終處于低檔發展迅速、中檔進展緩慢、高檔數控機床依靠進口的局面。其主要原因有二：一是在技術上與先進國家存在較大的差距；二是國產數控機床的平均故障間隔時間（MTBF）比進口機床差一倍之多。雖然進口機床的可靠性比國產數控機床高，但機床一旦出現故障，維修困難，費用昂貴，真可謂“買得起，修不起”。國產數控機床的維修比進口機床容易，但機床售后維修服務不到位，主要原因是技術人員無法完成故障維修，不能體現國產數控機床的優勢，從而使強項變成了弱項。
目前，各職業院校幾乎都設有數控專業，而企業需要的是數控設備維修與維護人員。目前，數控專業所開設的課程普遍偏重于理論學習和數控機床操作，而對數控機床的維護與維修幾乎不涉及或是一帶而過。這就造成了所培養的學生對于數控設備只會操作，而對于數控設備的維護與維修知之甚少。這樣就不能保證數控設備的利用率與完好率，最終導致了數控設備的開工率不足。從表1不難看出，影響數控設備利用率與完好率的主要因素是維修力量不足和維修費用過高。要改變這種現狀，首先應保證有足夠的維修技術人員。
數控維修人才概況
隨著數控加工技術的發展，數控崗位上的人員需求也不盡相同，不少崗位要求從業人員掌握數控機床調試、維護與維修技能，對技術含量高的數控維修人員需求越來越多。
現在，一些單位對于數控機床的維護與維修并無專業人員，即便有也主要來源于普通機床維修人員，而這部分人員存在的主要問題有：一是年齡偏大，接受新知識、新事物的能力較差；二是知識結構老化，他們主要了解普通機床的機械結構與電氣，而對于機電一體化的數控設備僅憑這些知識就力不從心了；三是綜合知識差，對于數控機床中模擬電路、數字電路、集成電路、微機原理、接口及計算機弱電部分感到陌生，維修高度機電一體化的數控機床顯然是不行的。
從表2可知，當前數控技術人才主要來源于職業院校。企業對數控維修與維護人員的需求日益增大，應屆畢業生的就業卻變得越來越困難。面對數控設備的維修與維護人員日漸短缺，學生就業難的現象，目前各職業院校紛紛開設了數控維修專業，由于各學校的師資、實訓設備等力量不足，所開設的數控維修專業可以說是良莠不齊，所開設的課程也存在著嚴重的雷同現象。現在，各職業院校所開設的數控維修專業普遍注重理論知識的講解，只不過有的偏重于電類知識的講解，有的偏重于機械結構知識的講解而已。然而，不管是偏重于哪一方面知識的講解，對于高度機電一體的數控設備而言，都是不足的。開設數控維修專業的職業院校存在知識結構不合理、實訓資源不充足、師資質量不高等問題。
對數控維修專業建設的建議
數控維修不僅是一門理論知識綜合性很強的學科，也是一門實踐性很強的學科。對于數控維修專業的課程設置，既不能單獨強調理論知識的學習，也不能一味強調實踐學習。而目前大多數學校的數控維修專業建設，大部分偏重于理論教學。
（一）進一步加強“校企合作”的辦學思路，提高學生分析問題與解決問題的能力
學校應根據人才市場和企業相應崗位要求，通過“校企合作”，不斷調整專業發展方向、課程設置和教學內容，不斷加強工學結合人才培養模式，學校建立由企業、行業專家組成的數控維修專業建設指導委員會，在人才規格、知識技能結構、教學內容、課程設置、基地建設等方面發揮企業、行業專家的指導作用。進一步完善以國家職業標準為依據、以工作任務為導向、以綜合職業能力培養為核心的“教、學、做”一體的課程體系，實現理論教學與技能訓練融合、能力培養與工作崗位對接、實習實訓與崗位需求相適應。積極探索教學手段、教學內容、教學模式的改革，加快教學資源信息化建設，運用現代化教學手段，推進多媒體教學、網絡教學、仿真模擬教學。突出職業能力，結合數控維修技術人才培養的特點，在專業建設指導小組的指導下，完善以專業理論課程、技能訓練課程、綜合技能強化課程和德育模塊等相互支撐的課程體系。通過圍繞專業領域核心技術能力的培養，優化課程結構，精選課程內容。在頂崗實習階段，可以將數控維修專業學生送至數控機床設備的故障診斷維修和維修售后服務處，讓學生在數控設備故障診斷維修部門完成實習任務。學生在跟著維修人員進行數控機床故障診斷與維修的過程中，通過實踐提高理論聯系實際能力、分析問題與解決問題能力。
（二）課程設置
在課程設置方面，學校根據企業的需要和學生實際情況，依據教學以應用為目的，理論以“必需、夠用”為度，突出技能訓練的針對性和實用性原則，按“教為主導、學為主體、練為主線”的要求，建設和完善以專業理論課程、技能課程、德育課程三個系統相互支撐的課程體系。開展“模塊化”教學，在教學過程中采用項目教學法和“一體化”的教學模式，將理論課程融入實踐課題當中。
理論課程 依據通用職業崗位能力要求，確定專業核心能力體系，并將與之相匹配的專業知識課程設定為專業主干課程。擬建設的主干課程如表3所示。
實訓課程 根據職業教育的本質和高素質技能應用型人才培養規律，按照實踐教學體系建設要求和教學過程的實踐性、開放性和職業性原則，引導課程設置、教學內容和教學方法改革，將專業課、工藝課等理論教學內容融入實踐環節，實踐課程在總課時中的比重達到60%以上。
通過實訓教學與理論教學相互結合，達到 “學以致用，以用促學，全面發展”的教學理念要求，教學過程由實訓教室向車間延伸，使學生成為新型技能人才。實現實訓教學與現實生產有機結合，更能培養適應社會要求、符合企業需要、綜合能力較強的復合型人才。
這樣，學校在與企業合作同時完成對學生的“訂單式”培養，不僅可以解決實訓設備問題，為學校節約開支，同時也為學生實踐提供充足的資源。培養的學生對于企業而言更加實用，無需再進行崗前培訓。這樣，不僅滿足了企業對人才的需求，也解決了學生就業難的問題。
（三）提高教師的業務及專業能力
由于數控機床維修是一門綜合學科，故對教師的要求相對較高。目前，大部分教師來源于學校，實踐經驗相對匱乏，教師的業務及專業能力制約著數控維修專業的發展。針對這種現象，可以有針對性地對教師進行培訓。一是讓教師進企業實踐，增加實踐經驗；二是聘請專業技術能力較強、經驗豐富的企業人員，讓他們走進課堂，以解決師資不足的問題。
結語
數控機床是集機、電、液、氣等為一體的數控設備，對于數控設備維修人才的培養也應該是綜合性的，而不應是單一的某一方向專業知識或實踐能力的培養。所以，數控維修專業的設置既不能只注重理論學習，也不能過于偏重于實踐學習，對于理論的學習也不能偏重于某一方面，否則，數控維修專業的發展就會受到制約。
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關鍵詞：數控機床 可靠性 技術研究
中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）08（c）-0026-02
該文將對數控機床可靠性技術進行研究，分別從：數控機床可靠性內涵、數控機床可靠性技術存在的必要性、數控機床可靠性技術的研究、現階段數控機床可靠性技術存在的問題、數控機床可靠性的設計準則、提高數控機床運行可靠性的具體措施、數控機床可靠性技術的展望7個部分進行闡述。
1 數控機床可靠性內涵
關于數控機床可靠性的定義，最初是由盧瑟爾提出的。所謂“可靠性”是指“產品能在規定條件及規定時間內完成的規定功能的能力。”可靠性很難用一個量來表示，因此在對可靠性進行定義時必須根據具體情況、具體場合來選擇適當的指標。值得注意的是，可靠性是產品實際運行過程中所顯露出的屬性，且數控機床可靠性存在一定特殊性，它是集機、電、氣等高新技術于一身的現代化工作母機，它對加工精度有一定要求。當前，數控機床在現場運行過程中最易發生的故障以功能性故障居多。所謂功能性故障一般指：加工中心刀庫不轉位、不執行程序指令、定位不準、旋轉工作臺不定位以及電氣系統大量故障等，是當前廣大機床用戶亟待解決的。在機床用戶看來，數控機床的可靠性涵義實際上指的就是機床在運行過程中故障頻率出現次數相對較低。因此在開展數控機床可靠性工作時必須做些真實操作的實事，切實解決可靠性實際問題，讓用戶看到實效。高速、高精度以及高可靠性是現代數控機床發展的主要趨勢，數控機床可靠性成為市場競爭的焦點，目前國內的數控機床研發方向主要朝高檔次方向發展，提高數控機床可靠性成為當下最為急迫的事。
2 數控機床可靠性技術存在的必要性
2.1 數控機床可靠性技術滿足市場發展需求
我國正處于工業化發展中，汽車、鋼鐵、機械等一批重工業為基礎的行業發展勢頭越來越迅猛，導致對數控機床的需求也越來越大。為了滿足市場發展需求，數控機床可靠性技術必須不斷發展創新，使其功能日趨完善。
2.2 機床故障頻率普遍偏高
由于我國數控機床現階段的自主開發能力相對薄弱，自動化水平低，精度保持性相對較差，制約了我國數控機床的發展及銷售，與國際現階數控水平存在較大差距，對數控機床的運行故障不能及時準確的排除，此外還承受著市場巨大需求量的壓力。因此為了解決這個問題就必須提高數控機床的可靠性。
2.3 數控機床可靠性技術的意義
數控機床的可靠性對用戶來說十分關鍵，還在一定程度上影響了我國與國際水平間的較量，提高數控機床可靠性能促進數控機床市場的持續發展，對于改變我國機床工業現狀有推動作用。數控機床可靠性技術的存在是必要的，它充分滿足了市場發展需求，減少了數控機床運行故障的發生頻率，它是實現民族裝備制造業振興的催化劑。數控機床作為復雜的機電液系統，它還沒有相對成熟的可靠性理論與技術，加上我國數控機床可靠性技術研究起步較晚，涉足此行業的相關研究人員與研究機構相對較少，技術積累相對薄弱，處于發展階段，相對德國等工業發達的國家來說還有很長一段發展距離，為了縮短與發達國家之間的差距，我們必須拿出實際行動。
3 現階段數控機床可靠性技術存在的問題
3.1 數控機床可靠性研究者及相關機構普遍較少
由于我國在數控機床可靠性技術的研究人員與研究機構比較缺乏，加上數控機床可靠性技術研究的成本比較高，時間相對過長，其研究成果的獲取相對過慢，導致我國數控機床可靠性技術體系缺乏完整性。
3.2 數控機床可靠性數據累積相對薄弱
制造業數控機床的可靠性的提高需要一定的數據作為實踐基礎，由于我國數控機床發展較晚，導致我國數控機床可靠性數據累積相對薄弱，從而不能為廣大的數控機床用戶可靠性技術的研究提供任何幫助，這也是我國數控機床可靠性技術發展相對滯后的主要原因。
3.3 數控機床的維修性及可用性得不到重視
要提高我國數控機床的可靠性技術就必須對數控機床的維修性及可用性重視起來，根據企業的需求去簡化維修過程，縮短維修時間，將可靠性最大化，我國必須提高對其重視的程度，最大程度滿足數控機床用戶的需求，制定相關政策，奠定我國數控機床可靠性研究基礎。
3.4 數控機床故障機理研究相對不足
當前我國對數控機床故障機理的研究相對不足，所謂故障機理研究主要是針對故障現象分析得出的反映故障本質的原因。但由于我國現階段對故障機理研究相對缺乏，從而對產生故障的物力本質障礙直接的相關性以及故障問題認識不清，使改進成本不斷增加，造成了經濟資源浪費。
3.5 對機床整機功能部件缺乏重視
數控機床由各類功能部件及數控系統組成，其組成部件的可靠性制約著數控機床的整體可靠性，因此制造者必須對機床功能部件的質量加以重視。但由于國內機床功能部件企業技術比較薄弱，研究機構工作的重心又都放到了機床整機上，導致其功能部件得不到重視，無法提高數控機床可靠性技術發展。
3.6 數控機床電元器件質量相對較差
當前，國內機電元器件市場存在粗制濫造及惡意壓價的現象，并且質量相對較差，溫度特性差、電器反應不靈敏、使用壽命短等特點。如果將這些質量差的電元器件應用到數控機床，會造成嚴重的生產事故。
3.7 CNC安裝不當
CNC是指數控系統，數控系統的正確安裝對數控機床正常運行起到一定保障，如果沒有按照相關要求進行安裝則會造成驅動軸失控，引起機器報廢，使數控機床免疫力降低，導致故障發生頻率不斷提高。
4 數控機床可靠性的設計準則
必須建立豐富的可靠性設計規范。
在對數控機床可靠性進行設計時，應建立起可靠性設計規范，設計規范的建立能在一定程度上對數控機床設計環節的可靠性設計以及分析工作進行約束管理，對不同的產品采取不同的可靠性設計。
4.1 建立可靠性設計評審大綱及流程
評審大綱的評審內容將會涵蓋產品從概念到生產的所有開發階段，它的重要性不言而喻，因此企業必須建立可靠性設計評審大綱及流程，并邀請一些在產品設計、制造、應力分析、安全維修等專業領域的專業研究人員參與到評審中來。
5 提高數控機床運行可靠性的具體措施
5.1 提高數控系統設計的可靠性
在設計數控系統時，應該按照不同機床功能需求來進行模塊組建，可以在一定程度上提高機床使用的穩定性還能降低機床維護成本，兼顧人機對話以及機械故障自診斷，對機床起到自我保護作用。數控機床運行的速率與系統性能的好壞息息相關，因此必須提高數控系統設計的可靠性。
5.2 保證數控系統的正確操作
邏輯程序編寫失誤、參數配置的錯誤都會給數控機床埋下質量隱患，會給用戶帶來很多不便，對自己的信譽有一定影響。因此在對數控系統操作時必須保證一定正確性，否則會使誤差累積，對機床轉動鏈造成沖擊。
5.3 采用有效隔離屏蔽技術
由于CNC系統的濾波環節降噪功能有限，因此必須配置相關隔離設備，盡量減小干擾信號。屏蔽干擾信號可以從兩方面入手：一是取東西元件，將干擾源屏蔽起來，從而達到阻斷靜電與電磁信號傳遞的目的；二是利用雙層金屬屏蔽控制系統，以防高壓線外在物質的干擾，促進數控機床可靠性大大提高。
5.4 合理布線與接地
由于數控機床地線相對比較復雜，系統中的機架箱體等結構件應予以接地。且接地電纜的橫截面積不能小于10 mm2，布線必須遵循“強弱分開”原則，利用金屬屏蔽線隔開輸入信號線，嚴禁與其他設備接地。
5.5 運行可靠性控制
實驗表明用戶使用不當造成的故障占機床總體故障的20%左右。因此必須控制用戶對機床的使用，預防用戶對機床的超載使用，通過大修恢復機床精度與可靠性。
5.6 完善數控機床可靠性技術體系
要促進數控機床可靠性技術的發展必須對數控機床可靠性技術體系進行完善，以數控機床可靠性建模為基礎，對數控機床的可靠性技術進行拓展，對研究成果進行嚴格篩選，構建故障案例庫與數據庫，促進我國數控機床可靠性技術的發展。
6 數控機床可靠性技術的應用研究
6.1 數控機床可靠性評定方法
數控機床可靠性的評定方法有三種，一是修正極大似然法和序貫壓縮相結合的方法；二是指數壽命型串聯系統法；三是基于信賴方法的數控機床可靠度的分析法。第一種的準確度比第二種更高，在數據充分的情況下，采用基于信賴方法的數控機床可靠度分析方法更為合理。
6.2 數控機床可靠性技術分析方法
加工中心是現代信息科學與傳統機械技術相結合的典型產品，通過對其故障信息的科學分析，找出運行中的薄弱環節。將故障分析結果反映到各個部門，以提高產品可靠性為重要任務，將傳統頻次主次圖分析方法與故障比重比方法相結合來解決故障問題。
6.3 重視數控機床可靠技術，更好促進機床的現代化
根據機床各部分組建的功能將經濟、資源等內容進行綜合考慮，來確定影響可靠性指標的因素，更好促進可靠性的提高，同時抓好改制改組工作，注重售后服務降低故障發生頻率，一旦出現故障必須及時解決，重視質量與服務，積極引進國外先進技術，更好促進數控機床的現代化發展，努力掌握好數控機床可靠性技術，為機床質量提供一定保障。
6.4 數控機床可靠性信息體系及開發“可靠性數據庫”和信息處理軟件
開發出可靠性信息源，開發出可靠性信息存儲、處理技術；數控機床可靠性數據庫、可靠性評價軟件、故障分析軟件，為數控機床建立集成化可靠性信息體系。
6.5 建立可靠性指標（水平）評價體系
針對數控機床產品的特點，建立了數控機床可靠性指標評價體系，對平均故障間隔時間MTBF進行點估計和區間估計，并評估出平均修復時間MTTR和固有可用度Ai等具體數值，從而評價出數控機床可靠性水平。此項成果建立了完全針對數控機床行業特點的可靠性增長理論體系，開發出了實用技術以及可靠性增長的具體實施方法， 在國內外均屬首創。
7 數控機床可靠性技術的展望
數控機床可靠性技術研究歷經幾十年，在可靠性設計、故障分析、可靠性建模、可靠性試驗等方面取得了明顯的進展。目前正在形成可靠性動態建模、可靠性綜合設計、故障預警等數控機床可靠技術領域的研究熱點。但由于從事數控機床可靠性研究的學者及相關機構普遍較少，對數控機床故障機理、數控機床維修性及可用性研究不夠重視，從而導致數控機床可靠性技術一直得不到發展。隨著科技的迅速發展，數控機床可靠性技術已經成為現代機床行業最關鍵的技術之一，我們必須從數控機床可靠性技術及行業需求角度進行技術展望。
7.1 強化全生命周期可靠性技術理念
數控機床可靠性技術的發展必須建立在可靠性建模、分析、設計等研究基礎上，加強數控機床制造可靠性、早期故障排除、運輸可靠性、維修性設計等可靠性技術研究，強化全生命周期可靠性技術理念，將其應用到數控機床可靠性技術的發展當中去。
7.2 構建數控機床可靠性技術體系
通過強化全生命周期可靠性技術理念，對研究成果不斷進行完善，在此基礎上制定數控機床可靠性技術規范，形成具有數控機床行業特色產品的可靠性技術體系。技術的研究離不開企業，在應用可靠性技術管理體系時應該保障可靠性技術研究成果在企業中的有效應用，使企業逐漸成為可靠性技術研發主體。
8 結語
可靠性有關學科發展始于20世紀50年代，并形成了相對完善的理論體系，要提高數控機床產品的可靠性，企業必須建立一定的可靠性保障能力，并且數控機床可靠性技術的發展離不開企業的支持，企業應該從戰略角度出發，從零部件設計到故障數據分析方面做好調研工作，構建完善的管理體系，并給出相應改進意見，提高數控機床可靠性，促進數控機床可靠性技術的發展。在第十二個五年計劃期間，我國的機械制造業逐漸朝著集成化、自動化、智能化方向發展，同時也為數控機床行業提供了良好機會。
參考文獻
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一、概述
柔性自動化生產技術簡稱柔性制造技術，它以工藝設計為先導，以數控技術為核心，是自動化地完成企業多品種、多批量的加工、制造、裝配、檢測等過程的先進生產技術。它涉及到計算機、網絡、控制、信息、監測、生產系統仿真、質量控制與生產管理等技術。其主要研究范圍一般可分為：
1.適用于柔性自動化生產的設備
包括數控機床、輔機、傳輸裝置、機器人、存儲裝置、柔性自動裝夾具、檢具、交換裝置及更換裝置、接口等。
2.自動化控制和管理技術
包括分布式數字控制技術、質量統計和管理信息集成技術、生產規則和動態調度控制技術、計算機技術、網絡技術、通訊技術、生產系統仿真技術等。
3.聯線技術
根據工藝設計，將各種設備聯線，形成一個自動化生產的有機整體，既具有一定范圍的適用性，又具有較好的可變性。包括FMC、FMS、FML、FA等。
二、選擇依據
柔性自動化生產技術的高效性、靈活性和縮短投產準備時間等特性使其成為實施靈捷制造、并行工程、精益生產和智能制造等先進制造系統的基礎。
柔性自動化生產技術起源于切削加工，至今已遍及到機械制造業的各個領域，包括：電火花加工、激光加工、板材剪切和折彎、沖壓加工、水噴射加工、焊接及自動化裝配等，甚至還應用到測量、熱處理和噴漆涂覆等領域。
柔性自動化生產技術是當前機械制造業適應市場動態需求及產品不斷迅速更新的主要手段，是先進制造技術的基礎技術。實踐證明，應用由不同柔性自動化水平構成的制造系統可提高生產率1-4倍，新產品試制周期和費用減少1/3-1/2。從而可縮短制造周期和交貨期，加快產品更新換代，大幅度降低成本，提高企業對市場變化的應變能力和競爭能力，給企業帶來明顯的經濟效益。
為了提高我國在國際市場上的競爭能力和振興機械制造業，采用先進制造技術勢在必行，但FMC、FMS、FML、FA……等是附加值高的高科技產品，依靠進口則費用高昂，而且制造系統包含著技術、管理和人文意識，故必須我國自行研制，才能結合國情，達到先進而適用，且能節約大量外匯，取得巨大的經濟效益。
三、現狀及國內外發展趨勢
美、日、德三國分別于68年、70年和71年開發了首套FMS。到90年代全世界擁有1200套左右FMS，其中日本擁有400套，美國150套，德國100套。自85年到90年FMS的年平均增長率為28.7%。而同期FMC的年平均增長率為72.8%，即FMC的增長率是FMS的2.54倍。
這是由于FMS是根據加工的零件族的工藝選用合適數控機床的品種和數量組成的制造系統，因而系統較復雜，雖然生產效率高，但投資較大，資金回收期長，也就承擔較大的風險。而FMC由于是采用模塊化設計，數控機床品種單一，系統結構比較穩定，可靠性高，且可根據需要擴展組成FMS，有更好的柔性，較少的投資，調整周期短，見較快，經濟效益高些，故自80年代中期以來FMC已成為柔性制造系統中主要發展的工程產品。
1990年全球FMS的銷售額超過了20億美元，FMC銷售額逾40億美元，兩者約占當年世界機床總銷售額的15%，約占數控機床銷售額的30%以上。包括各類數控機床在內的柔性制造機床和系統的產值約占90年世界機床總產值465億美元的55%，其中日本和聯邦德國分別高達75%和70%，并呈逐年增加的趨勢。因而適用于柔性自動化生產的機床和系統已成為機床工業的主導產品。
1958年清華大學與北京第一機床廠合作研制了我國第一臺數控銑床，雖與日本研制數控車床和數控銑床的時間接近，但由于數控系統和相關的電、液元件未得到相應的發展，所以并沒有能形成數控機床產業。直到“六五”期間由北京機床研究所引進日本FANUC數控和伺服系統技術，并經“七五”、“八五”在引進數控技術的基礎上消化吸收，才從80年代起逐步形成了我國完整的數控機床產業；同時開發了在CNC單機基礎上配置工件自動輸送和托盤交換裝置的FMC，自主研制了以國產設備為主組成的箱體加工FMS和板材沖壓成型FMS等，并為國內汽車行業和摩托車行業研制了柔性自動化生產線，發展了基于DNC的獨立制造島和車間集成信息管理系統等。
但總體而言，無論在柔性自動化生產設備的應用廣泛性方面，還是滿足國內市場需要方面，與工業發達國家相比有明顯不足，至于作為工程系統的FMC、FMS和FML等更還處于初步發展階段。國內機械制造業使用的為數不多的FMC、FMS和FML也大多自國外引進。
從目前來看，國外柔性自動化生產技術總的發展趨勢可歸為3F和3S。
所謂3F為：柔性化（Flexibility）、聯盟化(Federalization)、新穎化(Fashion)。
所謂3S為：系統化（System）、軟件化（Software）、特效化（Speciality）。
具體來說，大致有下列四個方面：
1)創制新一代數控機床，根據應用場合，既有適合自動化的簡約型高速數控機床，又有用于模具加工的超高速精密加工中心，復雜零件加工的多功能復合機床以及新穎的并聯機構機床（虛擬軸機床）等。
2)發展適用于大批量、短節拍的由數控機床組成的自動生產線，達到具有年產量超過30萬件、多品種分批生產的經濟性。
3)進一步提高制造系統的生產規劃和控制軟件的面向對象的特性，以增強其柔性和信息集成性，適應構建CIMS等更高層次柔性自動化生產系統的需要。
4)研制靈捷制造單元，使其具有高度的自律性和良好的重組性，成為分布式網絡集成的智能體，作為實現動態聯盟企業實施異地遠程協調制造的基礎。
國內柔性自動化生產技術的發展總趨勢仍是遵循著3F和3S的方向，但又有其特點：
1)發展適用、可靠和有價格競爭力的數控機床，開發市場急需的高效、精密和缺門產品，不斷地提高其功能、性能，更好地適應柔性自動化生產的需求。
2)大力推進分布式數字控制和管理（DNC）的制造系統，應用DNC技術有效地提高數控機床的利用率和自動化程度。
【關鍵詞】數控機床；故障診斷；教學方法
我國在故障診斷技術方面起步較晚,1979年才初步接觸設備診斷技術，近年來得到迅速發展。目前國內對裝備的故障診斷技術,尤其是板級故障診斷技術的研究有了較大的進展。經過二十多年的研究與發展,我國的故障診斷技術己廣泛應用于軍工、化工、工業制造等領域,如數控機床、汽車行業及發電廠等。
一、數控機床故障診斷與維修行業人才結構
1.藍領層
數控操作工：精通機械加工和數控加工工藝知識，熟練掌握數控機床的操作和手工編程，了解自動編程和數控機床的簡單維護維修。其崗位適合中職學校組織培養。此類人員市場需求量大，適合作為車間的數控機床操作技工。但由于其知識較單一，其工資待遇不會太高。
2.灰領層
（1)數控編程員：掌握數控加工工藝知識和數控機床的操作，掌握復雜模具的設計和制造專業知識，熟練掌握三維CAD／CAM軟件，熟練掌握數控手工和自動編程技術。其崗位適合高職、本科學校組織培養，適合作為工廠設計處和工藝處的數控編程員。此類人員需求量大，尤其在模具行業非常受歡迎，待遇也較高。
（2)數控機床維護、維修人員：掌握數控機床的機械結構和機電聯調，掌握數控機床的操作與編程，熟悉各種數控系統的特點、軟硬件結構、PLC和參數設置，精通數控機床的機械和電氣的調試和維修。其崗位適合高職學校組織培養，適合作為工廠設備處工程技術人員。目前非常缺乏，其待遇也較高。
3.金領層
數控通才：具備并精通數控操作技工、數控編程員和數控維護、維修人員所需掌握的綜合知識，并積累了大量實踐經驗，知識面很廣。能自行完成數控系統的選型、數控機床電氣系統的設計、安裝、調試和維修，能獨立完成機床的數控化改造，是企業(特別是民營企業)的搶手人才，其待遇很高。其崗位適合本科、高職學校組織培養。
對于這三類人才主要有兩個來源：一是大學及職校機電一體化或數控技術應用等專業的畢業生，他們具有不同程度的理論知識和較強的動手能力，最大的缺陷就是學校難以提供的工藝經驗；另一個來源就是從企業現有員工中挑選人員參加不同層次的數控技術中、短期培訓。這些人員一般具有企業所需的工藝背景及比較豐富的實踐經驗，但是他們知識面較窄，特別是對計算機應用技術和計算機數控系統不太了解。[3]
因此，數控機床故障診斷與維修的教學應圍繞怎樣使學生具備豐富的實踐經驗進行。
二、當前數控機床故障診斷與維修的教學現狀
(一)學校師資力量嚴重不足
數控技術在近幾年的廣泛應用，引起了數控人才的大量需求，同時造成數控師資、特別是同時具備相當的理論知識和豐富的實踐經驗的數控師資隊伍嚴重不足。[2]
有些學校從社會上引進了一些具有豐富實踐經驗的工程技術人員，用來充實教師隊伍。但是，由于有關規定的限制，這些人被排除在外。因此一些學校只有聘用豐富實踐經驗的工程師作為學校的兼職老師，按勞付酬。[5]
(二)實訓設備種類多，且與教材不配套
由于數控機床有多種系列，如法那科系列、西門子系列、三菱、華中系列、廣州數控系列等，其控制系統及故障表現形式多種多樣。當前數控機床故障診斷與維修的相關高職、高專類教材中講解的數控機床故障診斷與維修的典型案例主要針對市場上的一些主流數控機床，使得理論教學與實訓教學并不是十分的配套，一定程度上影響了本專業的教學質量。
三、如何開展數控機床故障診斷與維修專業課程教學
(一)師資隊伍的建設
1.學校從機電一體化及數控技術相關的專業中錄用本科生或碩士生，他們具有扎實的基礎理論知識。可是他們缺乏實踐經驗，為此學校可將青年教師有計劃地送到企業去掛職鍛煉，將實戰培訓的重點放在工藝知識、故障診斷和故障排除等方面。
2.學校從數控設備多的企業招聘有豐富的現場經驗、組織能力強的故障診斷技術人員，這樣的人才在數控技術實訓中能很快把握實訓要點。
(二) 數控機床故障診斷與維修實訓中心的建設
數控機床故障診斷與維修實訓中心應從基礎理論教育到實驗、實踐環節建立一套完整的實驗、實習體制。為滿足教學需要一般應建立以下幾種實驗室。
1.數控原理實驗室
包括數控原理、數控機床電氣控制、主軸系統、伺服系統、機床檢測與調試技術等基礎實驗。
2.與教材配套的數控機床故障診斷與維修綜合實驗室
本實驗室應可以完成數控系統的功能、結構、安裝、參數設置以及調試等多項實驗，其應用范圍包括：
（1)教師講授數控原理、調試維修以及參數設置的平臺；
（2)學生驗證教學內容和基本原理的對象；
（3)學生調試、參數設置、故障診斷、維修等實訓實習項目的配套設備。
(三)改革教學方法
