朱 彤

(蘇州市職業(yè)大學 機電工程系，江蘇 蘇州 215104)

蘇州地區(qū)數(shù)控設(shè)備應(yīng)用及維修現(xiàn)狀調(diào)研

朱 彤

(蘇州市職業(yè)大學 機電工程系，江蘇 蘇州 215104)

為了解與掌握蘇州地區(qū)數(shù)控設(shè)備的應(yīng)用現(xiàn)狀，選擇數(shù)控設(shè)備主要應(yīng)用行業(yè)中有代表性的企業(yè)進行了調(diào)研，并就蘇州地區(qū)數(shù)控設(shè)備的配置、需求、主流型號、維護與維修現(xiàn)狀以及主要故障率等問題進行了探究，為高職院校數(shù)控技術(shù)類專業(yè)的人才培養(yǎng)方案設(shè)置、課程改革等提供重要依據(jù).

數(shù)控設(shè)備;企業(yè)調(diào)研;應(yīng)用現(xiàn)狀

Abstract:In order to master the first hand materials of the application status of the NC equipment of manufacturing industry in Suzhou，the paper did a market research on configuration，major application industry demand，popular model，maintenance and troubleshooting of NC equipment based on a careful selection of representative companies in Suzhou.The research results are aimed to provide a support to vocational training programs and curriculum reform for vocational schools.

Key words:NC equipment;market research;application status

數(shù)控技術(shù)是關(guān)系到國家經(jīng)濟戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國力水平的重要標志，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用是提高制造業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率必不可少的重要手段.專家們曾預(yù)言:21世紀機械制造業(yè)的競爭，其實質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競爭［1］.通過對經(jīng)濟迅速發(fā)展地區(qū)之一的蘇州的數(shù)控設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀與維修水平的調(diào)研，可以為周邊高職院校數(shù)控技術(shù)專業(yè)設(shè)備添置和人才培養(yǎng)方案制定提供依據(jù)與參考.

1 蘇州地區(qū)被調(diào)研企業(yè)基本情況

1.1 調(diào)研目的

1)了解蘇州地區(qū)企業(yè)對數(shù)控機床消費需求現(xiàn)狀;

2)掌握蘇州區(qū)域經(jīng)濟中，制造類企業(yè)數(shù)控裝備維修維護現(xiàn)狀.

1.2 被調(diào)研企業(yè)基本情況分析

2010年9月—2011年3月，對蘇州及周邊地區(qū)的幾十家企業(yè)進行了調(diào)研，篩選了20家在數(shù)控應(yīng)用行業(yè)有代表性的企業(yè)作為調(diào)研分析對象.甄選原則按照企業(yè)數(shù)控機床的臺套數(shù)，以小于20臺、20臺左右、50臺以上(包括100臺)作為小規(guī)模企業(yè)、中型企業(yè)、大型企業(yè)的界限收集調(diào)研數(shù)據(jù).入選企業(yè)中，外資合資或外資獨資企業(yè)8家，占40%;民營企業(yè)6家，占30%;臺資企業(yè)4家，占20%;國有企業(yè)2家，占10%.分布基本符合蘇州及周邊地區(qū)國資、民資、外資多種資本融合、共同發(fā)展的格局，以及蘇州周邊地區(qū)臺資企業(yè)制造業(yè)發(fā)達的特點.

從行業(yè)來看，被調(diào)研的企業(yè)隸屬航空制造業(yè)2家、醫(yī)療能源業(yè)2家、汽車制造業(yè)3家、電子制造業(yè)3家、模具制造業(yè)3家、數(shù)控機床制造企業(yè)2家、數(shù)控加工應(yīng)用類企業(yè)5家，覆蓋了蘇州地區(qū)機床數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的主要行業(yè).如強生(蘇州)醫(yī)療器材有限公司、美西航空制造(蘇州)有限公司、博世汽車部件(蘇州)有限公司、蘇州鈕威閥門有限公司、中核集團蘇州閥門廠都是行業(yè)的龍頭企業(yè).

2 蘇州地區(qū)數(shù)控設(shè)備應(yīng)用情況

2.1 蘇州地區(qū)數(shù)控機床應(yīng)用熱點行業(yè)需求

在制造業(yè)和市場長期持續(xù)增長這個大背景下，從整體來看，蘇州地區(qū)企業(yè)數(shù)控機床應(yīng)用的趨勢是高效柔性、高精度、工序集約.蘇州作為經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，制造業(yè)水平已在全國普遍水準以上，加工中心的臺套數(shù)與使用率均高于其他地區(qū)，目前蘇州地區(qū)機床數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的熱點行業(yè)對數(shù)控機床的需求見表1.

表1 各行業(yè)對數(shù)控機床的需求

2.2 蘇州地區(qū)高精度加工中心、經(jīng)濟型加工中心、數(shù)控車床“三足鼎立”

調(diào)研結(jié)果表明，在目前蘇州地區(qū)企業(yè)現(xiàn)有使用的數(shù)控設(shè)備中，數(shù)控車床、經(jīng)濟型加工中心、高精度加工中心的比例分別占到24%、27%和28%.加工中心的使用比例已經(jīng)過半，而數(shù)控銑床和特種機床的使用比例合起來不到15%(如圖1所示).由此可見，在經(jīng)濟發(fā)達的蘇州及周邊地區(qū)的制造業(yè)中，已經(jīng)不存在普及型、經(jīng)濟型、高檔型數(shù)控機床或者是數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心的區(qū)分［2］，除了加工軸類零件的需求，蘇州制造業(yè)加工精度普遍已達到加工中心級別，數(shù)控設(shè)備配備高于周邊地區(qū)，制造業(yè)層次相對較高.更值得一提的是，被調(diào)研的企業(yè)中有16家(占總數(shù)的80%)企業(yè)表示，企業(yè)每年或一定階段都會有購置新機床的預(yù)算，而且有11家(占總數(shù)的55%)表示會購買加工中心.根據(jù)市場的這一需求，按一臺數(shù)控機床產(chǎn)生4個相關(guān)就業(yè)崗位來看，蘇州地區(qū)未來的數(shù)控行業(yè)依然會保持高增長的態(tài)勢，且產(chǎn)業(yè)層次將提高到一個新的水平.

圖1 企業(yè)主要使用數(shù)控機床類型

2.3 蘇州地區(qū)數(shù)控機床主流型號

從調(diào)研的數(shù)據(jù)來看，企業(yè)選用的數(shù)控系統(tǒng)、變頻器、伺服系統(tǒng)及其他重要機床元器件和企業(yè)的性質(zhì)密切相關(guān)，即:日資企業(yè)使用FANUC類日系產(chǎn)品，臺資企業(yè)使用臺系產(chǎn)品，歐美企業(yè)使用西門子類歐系產(chǎn)品，國企民營類企業(yè)大部分使用進口系統(tǒng)，部分使用國產(chǎn)系統(tǒng).

2.3.1 FANUC 數(shù)控系統(tǒng)獨占鰲頭

由于數(shù)控機床作為“工業(yè)母機”的重要地位日益凸顯，很多國家都想在數(shù)控領(lǐng)域分一杯羹，不甘落于其他國家之后，在精密制造行業(yè)，高端數(shù)控系統(tǒng)制造商海德漢、沙迪克等后起之秀都開始在蘇州嶄露頭角.調(diào)研結(jié)果表明，F(xiàn)ANUC數(shù)控系統(tǒng)在蘇州及周邊企業(yè)中使用率最高，達到了總數(shù)的29.5%，即占到了近3成的比例，高職學校實訓(xùn)基地建設(shè)選用FANUC系統(tǒng)是符合蘇州地區(qū)的情況的.其他型號的數(shù)控系統(tǒng)除了西門子、三菱、廣州數(shù)控相對占據(jù)優(yōu)勢，分別占到被調(diào)研總數(shù)的11.36%、9.4%和9%外，基本屬百花齊放的局勢.需要指出的是國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)雖然在性能上仍無法匹敵國外數(shù)控系統(tǒng)，但在經(jīng)濟型、小型機床中的普及率有所提升［3］.

2.3.2 日產(chǎn)變頻器成市場主流、臺灣伺服驅(qū)動器成市場新貴

在機床變頻器與伺服驅(qū)動器領(lǐng)域出現(xiàn)兩極分化趨勢，變頻器主要由三菱(市場占有率36%)、松下(15%)、安川(11%)、施奈德(8%)主導(dǎo);數(shù)控機床伺服驅(qū)動器大多隨系統(tǒng)配置，但是由于臺灣數(shù)控機床業(yè)近年的發(fā)展，如臺達(市場占有率5%)、臺安(5%)、東元(5%)等價廉質(zhì)優(yōu)的臺灣品牌伺服驅(qū)動器成為經(jīng)濟型數(shù)控機床的新寵，其他還有AB、日立、東芝也占有一定的市場份額.

3 蘇州地區(qū)數(shù)控機床維護與維修現(xiàn)狀

3.1 蘇州地區(qū)數(shù)控機床利用率與完好率狀況

調(diào)研數(shù)據(jù)表明，我國企業(yè)現(xiàn)有數(shù)控設(shè)備的利用率和完好率偏低［4］(見表2)，除了由于普遍存在的生產(chǎn)任務(wù)不足的原因外，維修力量不夠和工藝及編程能力不強成為開工不足的主要原因，分別占25.81%和12.9%.

表2 影響數(shù)控設(shè)備利用率及完好率的因素 %

操作人員不熟練與操作失誤所引起的數(shù)控機床故障是影響數(shù)控設(shè)備利用率與完好率的主要因素，分別占到38.71%和55.17%，由此可見，盡管近年來數(shù)控技術(shù)專門人才的培養(yǎng)已開展得如火如荼，但是學校的人才培養(yǎng)質(zhì)量仍然跟不上數(shù)控設(shè)備更新?lián)Q代與層次提升的速度，在數(shù)控技術(shù)人才培養(yǎng)方案中，迫切需要將數(shù)控機床簡單故障的排除和機床維修能力的培養(yǎng)提到一個重要的位置［5］.另外，數(shù)控機床的維修成本和配件太貴這一老問題依然存在，占到24.14%，這也對我國國產(chǎn)數(shù)控機床制造行業(yè)提出了更高的要求.機床的日常和基本故障維修力量的缺失預(yù)示著數(shù)控維護維修人員和數(shù)控編程工藝人員是未來企業(yè)急需的數(shù)控緊缺人才.

3.2 蘇州地區(qū)企業(yè)數(shù)控機床維修現(xiàn)狀

在被調(diào)研的企業(yè)中，50%的企業(yè)設(shè)有專門的數(shù)控機床維修班組，剩下30%的企業(yè)由維修電工和機修工來完成部分機床的維修工作.在數(shù)控機床出現(xiàn)嚴重故障時，87%的企業(yè)選擇機床廠商維修或與維修公司簽訂保修合同，能夠自行修復(fù)機床嚴重故障的企業(yè)僅有一成.具體的蘇州地區(qū)企業(yè)維修數(shù)控機床的狀況見圖2.

圖2 企業(yè)維修數(shù)控機床的途徑

3.3 蘇州地區(qū)企業(yè)數(shù)控機床典型故障

在被調(diào)研的企業(yè)中，數(shù)控機床的典型故障如表3所示.表中的典型故障各自占到相應(yīng)故障類型中的80%，可作為高職院校數(shù)控設(shè)備維護專業(yè)和“數(shù)控機床維護與維修”課程設(shè)計依據(jù).表中列舉的部分故障需要專業(yè)人員使用專用儀器進行修繕，但是其他故障完全可以在企業(yè)現(xiàn)場條件下維修，也是機床操作員可以排除的最基本和最常見的故障.

表3 數(shù)控機床典型故障

4 結(jié)論

通過調(diào)研得知，蘇州及周邊地區(qū)制造業(yè)發(fā)達，企業(yè)的數(shù)控設(shè)備比較先進，水平較高，對高端設(shè)備的熟練操作與數(shù)控加工工藝設(shè)計技能需求提高，企業(yè)需要能立即上崗的數(shù)控機床電氣維修工、機械調(diào)整人員和數(shù)控車間的維護與維修人員［6］.由此，可以得到如下結(jié)論和啟示.

1)學校購置設(shè)備及儀器盡量與企業(yè)接軌，選用主流型號.機床購置要增加加工中心的臺套數(shù)，加強加工中心操作實訓(xùn);系統(tǒng)選用FANUC和SIMEMS系統(tǒng)，變頻器采用三菱變頻器.

2)整合和合理利用其他專業(yè)的教學資源，例如數(shù)控機床電氣的調(diào)試和維修，PLC和參數(shù)設(shè)置等可以采用電類專業(yè)的設(shè)備和儀器.

3)鑒于影響數(shù)控設(shè)備的利用率及完好率主要原因是操作人員的不熟練與操作失誤故障，對數(shù)控專業(yè)人才培養(yǎng)提出了新的要求，除了掌握數(shù)控機床的操作與編程外，還要求具有數(shù)控機床基本參數(shù)設(shè)置與調(diào)整的能力，具有處理典型機床故障的能力.只有普遍提高數(shù)控機床從業(yè)人員的基本素養(yǎng)，才能幫助企業(yè)提高設(shè)備使用率，減少故障率，進而提高生產(chǎn)效率.

4)進一步提高數(shù)控技術(shù)人才操作高端數(shù)控設(shè)備的技能，重視對數(shù)控機床維護、維修技術(shù)人員的培養(yǎng)，要求掌握數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)，熟悉各種數(shù)控系統(tǒng)的特點、軟硬件結(jié)構(gòu)等.鑒于學校條件有限，可以依托校企合作平臺，加強校內(nèi)外實驗實訓(xùn)基地建設(shè)，通過科學管理，提高教育資源的整體優(yōu)勢.利用企業(yè)先進的設(shè)備，加強“工學結(jié)合”，為學生創(chuàng)造實訓(xùn)條件，逐步使培養(yǎng)出的學生成為“數(shù)控通才”.

［1］高波.哈爾濱市裝備制造業(yè)數(shù)控加工技術(shù)發(fā)展狀況及人才需求調(diào)研報告［J］.哈爾濱職業(yè)技術(shù)學院學報，2007(5):99-101.

［2］陳循介.目前中國數(shù)控機床市場需求和發(fā)展趨勢［J］.數(shù)控機床市場，2009(2):36-40.

［3］孔億賓.淺析數(shù)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］.機電信息，2010(18):47-48.

［4］李金蓮，黃利銀.淺析我國數(shù)控機床的利用率［J］.機械研究與應(yīng)用，2007，20(5):10-13.

［5］羅可安.數(shù)控機床業(yè)人才經(jīng)濟時代來臨［J］.數(shù)控機床市場，2007(2):56-60.

［6］林輝，漆軍.珠三角地區(qū)數(shù)控技術(shù)專業(yè)人才需求調(diào)研與分析［J］.廣州交通職業(yè)技術(shù)學院學報，2008，7(4):122-125.

(責任編輯:李 平)

Research on the Application and Maintaining Status of the NC Equipment of Manufacturing Industry in Suzhou

ZHU Tong
(Department of Mechanic-electrono Engineering，Suzhou Vocational University，Suzhou 215104，China)

TH16

A

1008-5475(2012)02-0076-04

2011-11-03;

2011-12-18

蘇州市職業(yè)大學科研基金資助項目(2010JDX1006);蘇州市職業(yè)大學科研基金資助項目(2011SZDYJ10).

朱 彤(1969—)，男，江蘇蘇州人，副教授，主要從事數(shù)控技術(shù)及CAD/CAM研究.