机械科学研究总院副院长 王德成

尊敬的王司长，各位领导，各位嘉宾，大家下午好！非常高兴有机会给大家介绍国家重大科技专项对汽车装备的提升。
    04国家重大科技专项是数控机床和基础装备的专项。主要汇报三个方面，专项在汽车行业的布局，在汽车行业的立项分布情况，以及目前为止取得的技术进展，以及下一步的工作重点。
    高档数控机床专项是针对汽车制造业是数控机床、汽车制造最大的用户，约占总量的40%，是04专项支持的航空航天、汽车制造的领域之一。这里所说的两个关键词，一个是高档数控机床，一个是基础制造装备。
    高档数控机床是指三轴以上，具有复合功能的数控机床。基础制造装备是指以热加工为主导，通过铸造、锻压、焊接、热处理、表面处理以及自动化，实现多工艺复合的成型成套设备，是通过这两方面装备来构成了高档数控机床以及基础装备的总体。
    这是04专项的任务布局，或者是专业方向布局。中间第一排从编号1到8是专项的8大类主机产品。中间是功能部件，有2组，都是针对高档数控机床和基础制造装备所用的。后面是加工制造过程中的应用技术。还涉及到创新平台和和用户示范工厂、用户工艺研究，实际是专项的多个方面构成。专项的内容很丰富，汽车只是四大方向之一。
    我下面介绍的主要是跟汽车相关的内容。8大类的主机方向，除了重型锻压设备离汽车比较远，其他7个专项都跟汽车有密切关系。其中的重大部件都是在汽车领域密切应用的。有12个方向的共性技术，有可靠性技术、数字化设计、高速磨削加工等等，都是重大专项支持的。
    在“十二五”期间，这个专项是从“十一五”启动，涉及到“十一五”“十二五”“十三五”，一直到2020年完成，历时15年时间，“十一五”期间已经完成了多项任务布局，总课题数量已经有几百项。正在进行的“十二五”期间，面对布局的主要任务，动力总成和关键零部件的有缸体、缸盖的制造、加工生产线、大型精密冷、温锻成形生产线、曲轴精密加工生产线、凸轮轴高效磨削生产线、连杆生产线、活塞精密生产线。精密零部件方面包括高压共轨成套装备以及齿轮类、盘类零件的加工关键设备。对新能源汽车发展还不具了轻合金成形和复合材料成形。
    第二个方面，介绍一下汽车行业的立项情况。在04专项里面，有36%的项目是为汽车服务的。在资金上，有20%以上的资金用于汽车装备的开发。从主机、功能部件、共性技术、示范工程、创新平台五个方面进行分布。
    从专业分布可以看出涉及到铸造、焊接、特种加工、热处理与表面处理、成套生产线、金属切削等等各种加工工艺都有所覆盖。
    这是目前为止已经立项的典型方向，围绕塑性成形有大型数控成形冲压设备、冷锻成形压力机、精冲压力机、大型伺服压力机、高精度伺服压力机。还有针对轻量化需要的高精刚冷轧技术、汽车覆盖件、内饰件成形模具。
    在铸造方面，有铸件砂型近净成形设备、低压铸造成套设备、大型精密卧式压铸机。在金切机床方面的范围更广，包括数控曲轴磨、螺旋齿轮磨、齿轮干切加工设备、高效高性能孔加工数控刀具、高效精密磨削砂轮。检测包括汽车变速器的在线检测设备、针对汽车防滑的ESP智能化检测设备、针对齿轮的快速检测配对系统。
    在热处理和表面处理方面有真空社处理装备、喷涂机器人及整套装备。
    特工加工方面布局了数控激光切割、大吨位高内压成形装备。数字模拟方面有铸造、热处理全过程的模拟。
    很大一方面是示范工程预成套生产线。成套生产线是便于方面用户的全方位要是。示范工程是指针对针对示范应用成果给予首台套的支持。示范工程包含自动化的冲压线、缸体、缸盖生产线、去论、凸轮轴的生产线、变速器生产线、涡轮增压关键装备、换热器关键装备、环保涂装线。
还设立了三个技术的创新平台，精密工具创新平台、精密塑性成形创新平台、汽车发动机关键件加工设计线技术创新平台。这三个创新平台都是以技术开发、技术推广、工艺研究为基础，来为汽车企业以及装备开发企业提供持续的技术制成。
    第三个方面简单汇报一下到目前为止围绕汽车装备方面取得的成果。很多项目还正在执行中，一些先期的项目已经取得很好的成效。首先是汽车四大工艺的冲压线，完成了2500吨大型多工位压力机的配套设备，生产效率提高3-4倍，节能达到50%以上，节省生产面积达到40%以上。
在汽车冲压线还不具了全自动的高效数控冲压线，每分钟生产达到15件大型覆盖件，已经进入到美国本土和国际高端市场。冲压件通过重大专项支持，率先实现突破，引领了国际国内的高端技术和市场。
    在汽车零部件成形方面，速度汽车安全性和轻量化要求的提高，要么采用轻质高强的高强钢，要么采用复材，降低重量，实现节能减排。但是，汽车高强钢的成形工艺装备完全有别于传统的低强度的钢板，对于它的成形工艺、成形装备以及成形之后的防碰撞性能和成形模具提出了新的挑战。通过专项支持，已经完成了超高强钢关键件的工艺研究，也开发出了防撞梁、保险杠，也形成了示范应用基地。也是由机械研究总院、核段集团、吉林威斯特多个单位联合开发的。
    非常重要的是模具，从汽车的覆盖件到关键零部件，大量的是通过塑性成形或者是锻压、滚锻、挤、拔等工艺形成的，离不开模具。冷锻模具和精度模具的质量、寿命和成形精度成为能否支撑国产汽车制造装备在生产线上应用的关键和瓶颈。通过专项支持，齿轮模具的成形精度已经很高，冷锻齿轮的传动精度已经达到7级，模具总寿命达到5万件以上。应翁于等素万向节滑套系列、星形套、变速箱轴、变速箱倒档齿轮、差速器半轴齿轮和行星齿轮。
    随着国内汽车市场的竞争激烈，每个公司当年新推出的车型在不断增多，除了已经推向市场的，很多还在开发中，这些开发都涉及到大量的汽车试制，以往的试制过程是周期长。通过专项支持开发这些无模成形设备，对新车试制提供更多的时间。
    还有精密卧式实时控制压铸机。发动机和汽车零部件都在用压铸件代替传统的常规铸造和低压铸造，因为它高效，适合大批量生产。对于汽车缸位的增多和柴油车功率的增大，发动机体积增加，压载力需要提高，需要大吨位的压铸机，已经实现了3500吨级的压铸机成功开发，批量应用，这是一汽集团牵头完成的。
    还涉及到一些关键零部件的低压铸造技术，适合铝合金和轻合金成形，通过多个单位的开发，很多低压铸造装备都应用在了汽车零部件的成形线上。
    焊装线是继冲压线之后的第二大工艺，已经布局了点焊机器人、弧焊机器人，在沈阳青松、奇瑞都已经完成了机器人的开发，并在重要生产线上进行应用。
    还有大量的精切机床，汽车通过形成毛坯之后，还需要通过精切机床实现关键件。随着铝合金、高强钢等轻质、高强材料的应用，有的是要通过高效实现排热，有的需要提高加工的钢度和强度实现对硬强零件的加工，加工精度直接影响着排放的质量，影响着燃烧质量，精切机床也是我们支持的重点。
    还有热处理装备。以往的很多零部件是通过合金化之后的热处理强化提高零部件的强度。对于覆盖件，很多是通过形变硬化的方法，或者是通过拉拔的方法进行强化。通过热处理强化，以往都是普通常温热处理。为了保证汽车零部件的疲劳性能和寿命，都需要在真空环境下进行热处理。真空的热处理装备成为大批量生产汽车零部件的关键。
    汽车变速器。很多都需要在线检测，包括带有智能化功能的检测，由北京机械工业自动化所完成了针对MT级变速器的检测装备的开发。
    04专项的很多课题还在大量攻关中，很多成果有待于进一步推广，成果还是非常丰富的。作为下一步来讲，我们感觉到尽管我们做了一些工作，但针对汽车工业的快速发展，还有很多工作需要做。在轻量化技术和装备方面，铝镁合金车身和零部件制造技术、复合材料车身和零部件制造技术与装备、新型材料连接技术与装备、高强钢或铝合金车身结构整体大型增材制造装备等方面还在进口，或者依赖进口。
    主要还是围绕两大龙头产品，车身和发动机。作为三项关键装备，主要是轻量化和零部件装备，节能动力总成关键成套转背、绿色制造装备。核心技术主要有个方面需要加强，汽车制造的关键技术装备、轻量化的制造技术装备、绿色制造的技术装备、汽车电子零部件需要的高效机床技术。这些技术和装备制约着汽车装备的国产化，制约着汽车成本的降低，制约着汽车产业的竞争力。
    我们认为装备开发还有很多难点。一是需要加强工艺的研究。有很多装备是机床厂完成的单机和整套，这些企业要想装备做得好，更好地满足要求，必须加强工艺研究，提高国产装备的成套性和加工效率。很多装备开发完之后还不能成套，或者开发完之后还不能适合高效的联班的大批量生产。一台设备，哪怕是一个工位的影响，就是影响一个生产线。一个生产线白天的产量就是几千万，甚至上亿。一个装备的一个缺陷，对汽车厂的影响是至关重要的。
    第二是需要推进应用示范工程。用户能够敢用、选用、放心用，关键要解决国产装备的可靠性和精度保持性。很多装备在短期内好用、长时间不好用，或者精度保持时间不够长，与进口高端装备相比还存在差距，这也是专项努力的方向。
    第三个方面是应对绿色制造的挑战。绿色制造对于我们汽车的大批量生产，对于汽车涉及到多个城市、多个家庭应用的消耗品，至关重要。需要提供近净成形和精密加工技术装备。由常温成形变成温成形，由温成形变成热成形，都可以降低成形烫力，降低设备的承载。往往是用传统的精加工或者是塑性成形，现在用整体的工业成形，可以实现复杂件模具的简单化一次成形，像江淮汽车、一汽都提出了这方面的需求。精密加工技术装备在绿色成形中也有很多要求。
    还有就是应对轻量化的挑战。轻量化是实现节能减排的关键。轻量化的一个路径就是提供轻质高强，使得材料质量变轻、自身重量下降。还有就是通过抗压强度提高，材料用量减少。轻质高强需要面对高强钢的成形和复合材料的成形。不断是玻纤的长纤维，还是碳纤维，既不是简单的塑性成形的重复，也不是简单的常规和热处理的温度，都需要针对复材制定新的成形工艺，开发新的模压成形装备。现代汽车的材料有些已经实现了铝合金，有些还是铸铁。现在又出现了汽车的复材件和金属件的结合。我们去年在英国看到了全车的复材件，美国的高技术发展中心已经实现了金属和复材的焊接。加工中心的精度为了保证发动机的排放达到更高标准，必须对发动机关键孔、阀的关键精度达到6级，甚至更高的精度。没有这个加工精度就谈不上排放，就实现不了达到国家要求的排放标准。绿色制造和轻量化都会需要成形的效率、精度以及成本。这些对专项都是关键挑战，当然也是专项的重大使命。通过重大专项的支持提升汽车装备、汽车技术。
    专项任务还在积极布局中，昨天刚刚发布了针对2015年的04专项指南，充分体现了加强用户工艺导向、加强重要成果示范应用的目标。在此之后，在“十三五”还会持续加强。通过更大的力度，支撑国内的汽车制造技术装备的开发，最终满足汽车制造企业的需要，提高汽车产业的竞争力。
    谢谢大家！