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作為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，汽車工業(yè)在建設(shè)創(chuàng)新型國家中同樣起到支柱作用。目前，大家都在討論中國汽車工業(yè)的自主創(chuàng)新，但是鮮有涉及汽車制造技術(shù)---包含裝備技術(shù)的自主創(chuàng)新。什么叫汽車制造強國？答案不僅是馬路上跑許多中國品牌的車，而且是要用中國的生產(chǎn)線制造的中國車。實現(xiàn)這一目標，將帶動我國汽車和機床兩個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，使汽車和機床兩個產(chǎn)業(yè)成為創(chuàng)新型產(chǎn)業(yè)。
近十幾年來，汽車工業(yè)已經(jīng)成為中國機床消費主體，約消費了全社會40%的機床。同時，汽車工業(yè)投資的一半以上又用于購買機床，其中進口機床額約占80%。統(tǒng)計表明，從上世紀90年代開始，中國汽車工業(yè)投資速度明顯加快。十五期間汽車工業(yè)投資總額已突破2000億元，也就是說，超過1000億元用于采購機床，其中約800億元（100億美元）購買進口機床，約占5年機床進口總額（約217億美元）的四成半。這是我國機床市場國內(nèi)銷售和進口高速增長的主要原因。
從歷史發(fā)展來看，我國汽車制造裝備可分為四個階段：
一是蘇式裝備階段。20世紀50年代，新建的第一汽車廠基本是蘇式裝備。
二是國產(chǎn)裝備階段。20世紀70年代，為裝備第二汽車廠（東風(fēng)公司前身），組織了130多個機床生產(chǎn)、科研單位，提供了117條自動線，1004種5500臺高效、專用設(shè)備。裝備國產(chǎn)化率96%，稱為聚寶盆。
三是西式裝備階段。20世紀90年代，我國汽車工業(yè)進入轎車時代。由于國內(nèi)汽車裝備制造業(yè)發(fā)展滯后，只能用進口生產(chǎn)線制造中國轎車，設(shè)備投資80%以上依靠進口。據(jù)不完全統(tǒng)計，現(xiàn)代發(fā)動機先進制造技術(shù)采用的柔性自動線---FTL，已經(jīng)安裝了100條以上，單價約2000萬美元，其中進口約占90%以上。我國是世界上FTL應(yīng)用最熱、進口最多的國家。又如，整車制造四大工藝裝備中，除了沖壓生產(chǎn)線國產(chǎn)產(chǎn)品占了大部分市場外，其他幾乎全部進口。
四是創(chuàng)新和引進相結(jié)合階段。今后15年是發(fā)展國產(chǎn)汽車裝備的最佳和最后戰(zhàn)略機遇期。我們只能也必須走自主創(chuàng)新與引進相結(jié)合之路，并逐步提高自主創(chuàng)新比重。
制造技術(shù)是汽車工業(yè)的重要核心競爭力
一方面，國際汽車制造技術(shù)日新月異、飛速發(fā)展，產(chǎn)品水平取決于制造技術(shù)水平。正是近年大量先進數(shù)控設(shè)備的采用，使我國轎車裝備整體上進入柔性化時代，才支撐著我國汽車工業(yè)的不斷發(fā)展；另一方面，汽車企業(yè)的國際競爭力取決于制造成本。隨著我國汽車工業(yè)開始進入微利階段，企業(yè)將無力長期支付高昂的進口設(shè)備價格�？梢哉f，裝備本地化是企業(yè)生存競爭的需要，依賴進口生產(chǎn)線制造中國車的時代已經(jīng)走到了盡頭。
從歷史角度觀察，汽車產(chǎn)品的發(fā)展必然伴隨著制造技術(shù)和裝備的革命，反之亦然。
20世紀初，福特汽車公司創(chuàng)始人福特發(fā)明了大量生產(chǎn)流水線，從此汽車開進社會。20世紀末，由于技術(shù)進步，汽車產(chǎn)品更新?lián)Q代周期從幾十年縮短到3～5年。組合機床自動線由于缺乏柔性而無法適應(yīng)。福特公司與INGERSOLL公司合作，研制了集高柔性以及高效率于一身的高速加工中心，由它組成的柔性自動生產(chǎn)線的問世，加快了汽車產(chǎn)品的更新?lián)Q代。進入21世紀，發(fā)動機制造技術(shù)正醞釀著新的革命，以便解決多樣性與經(jīng)濟性日益突出的矛盾，滿足變品種、變批量的需要和市場快速反應(yīng)能力。精益生產(chǎn)（LeanProduction）、敏捷制造（AgileManufacturing）、可重組制造系統(tǒng)（ReconfigurableManufacturingSystems）、綠色制造（GreenManu鄄facturing）等新的生產(chǎn)方式成為21世紀汽車制造系統(tǒng)的戰(zhàn)略選擇。
為應(yīng)對節(jié)能和安全需要，現(xiàn)代汽車普遍采用輕量化設(shè)計。這就催生了內(nèi)高壓成形技術(shù)---制造空心輕體構(gòu)件的高新技術(shù)。
激光加工技術(shù)。包括激光切割、激光焊接、激光拼焊板沖壓成形技術(shù)，是國際上大力發(fā)展的一種先進技術(shù)。國外激光器應(yīng)用以每年20%的速度增長，通用汽車公司在線使用200臺以上激光器。激光加工已成為現(xiàn)代汽車制造不可或缺的技術(shù)。激光拼焊板沖壓成形是將不同材質(zhì)不等厚度鋼板激光拼焊成毛坯，然后整體沖壓成形，可減輕零件重量、提高整車匹配質(zhì)量、降低材耗、提高生產(chǎn)率。轎車車體三維數(shù)控激光切割是最近發(fā)展的柔性制造技術(shù)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工切割+沖裁模制造方式，使生產(chǎn)準備周期從2.5個月縮短至5天，大大縮短了新車開發(fā)周期。
溫鍛成形技術(shù)。兼有熱鍛和冷鍛的優(yōu)點，主要用作輕體材料（鋁、鎂、鈦）進行熱模鍛、等溫鍛超塑性成形。美國汽車和航空、航天工業(yè)應(yīng)用廣泛，溫鍛件約占精鍛件的50%。
粉末冶金燒結(jié)鍛造技術(shù)。粉末冶金鍛造連桿重量精度可達1%，而鍛造連桿重量精度為2.5%。與常規(guī)機加工連桿相比，達到經(jīng)濟批量后，可節(jié)約加工費35%。
汽車工業(yè)是拉動機床工業(yè)發(fā)展的火車頭
在國際上，汽車強國一般同時又是機床強國。不僅美、日、德、意諸國，新興機床國韓國、西班牙的機床工業(yè)也是靠汽車工業(yè)拉動的。同時，在世界范圍內(nèi)，凡是能滿足汽車工業(yè)需求的機床企業(yè)，必定是世界上一流的機床企業(yè)。
汽車工業(yè)對機床工業(yè)在技術(shù)上的帶動，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
第一，轎車零件的尺寸和幾何形狀精度比一般機械要高一到兩個精度等級，這就帶動了機床向高精度發(fā)展。
第二，汽車制造屬于大批量生產(chǎn)，特征是流水自動線，核心技術(shù)是系統(tǒng)集成技術(shù)---將工藝系統(tǒng)、物流系統(tǒng)、信息系統(tǒng)集成為流水自動生產(chǎn)線。進入21世紀，要求按照精益、敏捷理念設(shè)計新一代柔性自動線，要求能夠提供成套交鑰匙工程，它的技術(shù)含量、技術(shù)附加值和難度比傳統(tǒng)單機要高出幾個等級，要求機床制造企業(yè)非常熟悉現(xiàn)代汽車零部件制造工藝，能夠熟練掌握各種現(xiàn)代制造技術(shù)（如數(shù)字化技術(shù)、柔性自動化技術(shù)、高速加工技術(shù)、仿真技術(shù)、綠色制造技術(shù)等），并具備各種技術(shù)的集成能力。由于現(xiàn)代制造技術(shù)日新月異，還要有集成創(chuàng)新能力�？梢哉f，提供發(fā)動機總成（PT）現(xiàn)代柔性自動線的能力，已經(jīng)成為世界頂級機床制造企業(yè)的標志，包括已經(jīng)進入世界前10名的我國大連、沈陽機床集團公司也是如此。
同時，目前流水自動線設(shè)備排列是串聯(lián)式，全線機床不能獨立工作，一臺機床有故障則全線停產(chǎn)，會造成巨大經(jīng)濟損失。如，一個年產(chǎn)量30萬臺的發(fā)動機廠，停產(chǎn)一天的損失可達1.5億元。這就對機床的可靠性（MTBF）提出了苛刻的要求。
第三，大批量生產(chǎn)還需要高效專用機床、專用自動生產(chǎn)線。對機床的基本要求是高剛度、高速度、大功率，一律配備超硬刀具。高效專用機床的基本特征是量體裁衣，即按照用戶需要提供個性化產(chǎn)品。它的技術(shù)難度比通用機床高得多，也要求提供成套交鑰匙工程。
第四，在交鑰匙工程基礎(chǔ)上，目前國際上已發(fā)展到提供全面解決方案（TotalSolution），這就對裝備供應(yīng)上提出了更高的要求，如具備自主技術(shù)創(chuàng)新能力，要求裝備供應(yīng)商提供的不僅是全面的解決方案，還必須是當代技術(shù)水平可達到的最佳方案；具備經(jīng)濟分析能力，提供的方案具有優(yōu)良的性價比，投產(chǎn)后即創(chuàng)造價值，并迅速收回投資。全面解決方案已經(jīng)使服務(wù)成為制造商供貨的主要內(nèi)容，這也是現(xiàn)代制造與傳統(tǒng)制造的分水嶺---服務(wù)比重越大越現(xiàn)代。
第五，由于競爭激烈，對降低制造成本有苛刻要求，這就要求對加工工藝及裝備不斷創(chuàng)新。如采用精益機床（LeanMachine）---去除冗余功能，具有占地面積小、高效率和極強針對性的特點；敏捷夾具（柔性夾具）---可控、可調(diào)夾具；智能刀具（SmartTools）---為特定零件加工設(shè)計的一系列可控、可調(diào)和專用高效的刀具；進行復(fù)合加工；切削加工轉(zhuǎn)變?yōu)樯�、無切削加工、非傳統(tǒng)加工等。這也帶動了機床工業(yè)創(chuàng)新能力的提高。
第六，我國已成為模具生產(chǎn)大國和消費大國，世界模具生產(chǎn)中心正在向中國轉(zhuǎn)移。汽車工業(yè)是模具應(yīng)用最多的工業(yè)，模具品種多、精度高、形狀復(fù)雜，還要求交貨期短。目前，仍有很大一部分精密、復(fù)雜的汽車沖壓模具和塑料模具、轎車覆蓋件模具、電子接插件等高檔模具依靠進口。由于模具產(chǎn)品的高技術(shù)特性，只有采用精密裝備才能保證工藝要求，需要機床工業(yè)提供精密五軸加工龍門式、床身式高速銑，一系列高級電加工機床，CAD/CAM一體化技術(shù)，快速模型制造技術(shù)等。
此外，汽車工業(yè)還對沖壓自動線、精密鑄件自動線、機器人焊裝自動化成套裝備、機器人噴裝成套裝備、總裝自動化成套設(shè)備、數(shù)控刀具系統(tǒng)、激光切割和焊接設(shè)備、測試設(shè)備等提出了全面要求。因此可以說，汽車制造裝備自主創(chuàng)新將全面提升我國數(shù)控機床及相關(guān)裝備制造業(yè)水平。
我國汽車制造裝備的自主創(chuàng)新能力、產(chǎn)品性能等仍落后于國外
在現(xiàn)代發(fā)動機總成制造技術(shù)、高速加工中心、由高級復(fù)合化機床組成的制造單元等高端機床方面，我們的自主創(chuàng)新能力與國外技術(shù)發(fā)展的差距在逐漸拉大。著名發(fā)動機專家顧永生說，國外的機床設(shè)計師對客戶的制造工藝非常熟悉，每年都對產(chǎn)品出口進行改進。比如國外上世紀90年代以后發(fā)動機的零部件就用柔性加工的方式，而發(fā)動機的缸孔使用機械式加工如平頂珩磨以及激光珩磨，這都是不斷改進的結(jié)果。而在我國，機床幾年都難以改進，更別說是每年改進了。
我國的汽車制造裝備仍停留在傳統(tǒng)制造---賣機器上，只提供A/S（AfterService）---售后服務(wù)；而國際設(shè)備供應(yīng)商已經(jīng)進入到提供T/S（TotalSolution）---解決方案時代。這是我國汽車制造裝備供應(yīng)商與國際汽車制造裝備供應(yīng)商之間產(chǎn)生的新的也是更加嚴重的差距。
目前，我國汽車制造裝備供應(yīng)商大多只能提供單機、不能提供生產(chǎn)線，只制造M（MachineTool），不制造MC（ManufacturingCell），特別是缺乏系統(tǒng)集成技術(shù)。
我國生產(chǎn)的機床性能與國際水平存在差距。主要數(shù)控機床無法滿足現(xiàn)代轎車對精度、精度保持性、可靠性的需要。如，國際上加工精度從1950年到2000年提高了50倍，國內(nèi)加工中心精度與國際先進水平差距大體為15年；工序能力指數(shù)值普遍為1.33，轎車制造要求工序能力指數(shù)值≥1.67；國內(nèi)機床的MTBF值只達到約500小時，而進口生產(chǎn)線的MTBF可以達到約5000小時。
選擇重點突破項目，創(chuàng)建汽車制造技術(shù)及裝備創(chuàng)新體系
按照《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》、《國務(wù)院關(guān)于加快振興裝備制造業(yè)的若干意見》確定的方針，選擇重點突破口，爭取列入國家推進項目---制定國家技術(shù)標準、組織國家驗收、鑒定和推廣。
在汽車整車和關(guān)鍵零部件總成生產(chǎn)線裝備中，瞄準汽車裝備市場中長期需求和世界汽車制造技術(shù)及裝備發(fā)展前沿技術(shù)，選擇一批對產(chǎn)業(yè)升級有重大影響、有重大推廣價值、有重大社會經(jīng)濟效益、能夠?qū)崿F(xiàn)核心技術(shù)和系統(tǒng)集成能力的項目。
第一，選擇一批重點突破項目。
一是應(yīng)用類自主創(chuàng)新項目。這類項目必須由企業(yè)自己提出并有自有資金投入，具備技術(shù)實力和市場基礎(chǔ)。國家給予資金、政策支持，并組織項目業(yè)主與制造企業(yè)以及大專院校開展聯(lián)合設(shè)計、聯(lián)合制造，制造企業(yè)及大專院校由業(yè)主選擇。必須進行科技管理創(chuàng)新，破除舊的科研管理模式，成果由企業(yè)和國家共享，全社會受益。
內(nèi)高壓成形汽車管件技術(shù)。---內(nèi)高壓成形技術(shù)是對封閉在模具型腔內(nèi)的空心管件充以極高壓力的液體，迫使管壁緊貼內(nèi)腔壁而成形，是制造空心輕體構(gòu)件的高新技術(shù)。為應(yīng)對節(jié)能和安全需要，現(xiàn)代汽車普遍采用輕量化設(shè)計。內(nèi)高壓成形件質(zhì)量輕，空心軸類零件重量減輕40%～75%，提高了零件剛度和強度，零件數(shù)量少、焊縫少、生產(chǎn)成本（包括模具費用）比沖壓件降低15%～30%，在歐美發(fā)展很快。在北美制造的典型轎車中，空心管件已占轎車零件總數(shù)的16%。
空心管件主要用于發(fā)動機排氣系統(tǒng)異性管件、發(fā)動機托架中的管件、底盤結(jié)構(gòu)件、車身框架、前后軸、驅(qū)動軸等結(jié)構(gòu)管件。國內(nèi)幾家合資公司已經(jīng)分別從德、美、日進口內(nèi)高壓成形件用于他們生產(chǎn)的中高級轎車上。國內(nèi)哈工大、燕山大學(xué)、一汽技術(shù)中心等單位也在研究內(nèi)高壓成形技術(shù)，但由于條件所限，基本都處于實驗室研發(fā)階段。
本項目依托一汽集團公司技術(shù)中心，已獲國家科技部批準。它的研發(fā)成功，將為我國汽車采用輕量化設(shè)計提供技術(shù)裝備，有重大推廣價值，對產(chǎn)業(yè)升級有重大影響，具有重大社會經(jīng)濟效益。
轎車車身激光焊接自動化工裝設(shè)備系統(tǒng)研制。轎車車身激光焊接是車身制造的關(guān)鍵技術(shù)。在降重、降成本、提高效率、提高質(zhì)量和安全性能等方面，都發(fā)揮了巨大作用。
激光焊接工裝系統(tǒng)技術(shù)含量高、難度大。特點是自動化、智能化、光機電一體化，含有許多專利、專有技術(shù)。目前，車身激光焊接自動化工裝設(shè)備系統(tǒng)是制約車身激光焊接的瓶頸，國內(nèi)尚無產(chǎn)品。
本項目包括研究焊接工裝設(shè)備系統(tǒng)及其通配性、焊接專家系統(tǒng)（包括焊接工藝數(shù)據(jù)庫）、焊接系統(tǒng)集成、焊接系統(tǒng)控制。
本項目依托一汽集團公司技術(shù)中心。它的研發(fā)成功和推廣應(yīng)用，將使以夏利為首的經(jīng)濟型轎車品質(zhì)提升，改變國產(chǎn)經(jīng)濟型轎車等于低檔轎車的現(xiàn)狀，實現(xiàn)技術(shù)升級換代，提高自主品牌汽車的核心競爭力，有重大推廣價值，對產(chǎn)業(yè)升級有重大影響，具有重大社會經(jīng)濟效益，
同時，《高檔數(shù)控機床國家科技發(fā)展重大專項》中列入的汽車制造業(yè)需要的高效、高精度成套裝備，當然屬于重點突破口項目，包括輕體材料（鋁、鎂、鈦）成形與加工成套設(shè)備，沖壓自動線，精密鑄件自動線，機器人焊裝自動化成套裝備，機器人噴裝成套裝備，總裝自動化成套設(shè)備等。
二是關(guān)鍵共性技術(shù)、前沿技術(shù)。
要列入國家項目，由高校和研究院所攻關(guān)。如首先將提高機床可靠性列入國家項目。移植我國成功實施的航天可靠性工程，建立汽車關(guān)鍵零部件總成生產(chǎn)線裝備可靠性分析設(shè)計與試驗評估的理論方法和軟件工具，結(jié)構(gòu)與機構(gòu)動態(tài)可靠性分析設(shè)計的理論方法和軟件工具。
還要加快可重構(gòu)制造系統(tǒng)---RMS的研制，從目前的理論探討階段推進到可重構(gòu)樣機和可重構(gòu)生產(chǎn)線試制階段。
當然，關(guān)鍵共性技術(shù)、前沿技術(shù)及若干應(yīng)用類自主創(chuàng)新項目，還關(guān)聯(lián)到許多行業(yè)，首先是航空航天業(yè)。美國、日本的汽車制造技術(shù)，得益于飛機制造技術(shù)。我國也是如此，在我國甚至有許多飛機制造企業(yè)造汽車，這就更加需要兩個行業(yè)的協(xié)同集成。
例如，由天津天鍛壓力機有限公司和紅原航空鍛鑄工業(yè)公司共同開發(fā)的我國第一臺數(shù)控等溫鍛造液壓機，列入國家重大技術(shù)裝備創(chuàng)新研制項目，已完成產(chǎn)品鑒定，公司已成功制造出國內(nèi)最大的鈦合金模鍛件。這項技術(shù)如能在汽車工業(yè)推廣應(yīng)用，將推動實現(xiàn)上述重大專項中列入的汽車制造業(yè)需要的輕體材料（鋁、鎂、鈦）成形與加工成套設(shè)備項目。內(nèi)高壓成形技術(shù)不僅是現(xiàn)代汽車管件制造急需的新技術(shù)，也是飛機發(fā)動機中空曲軸和復(fù)雜管件急需的新技術(shù)。發(fā)動機制造技術(shù)中，汽車和飛機有許多共同點，可以互相借鑒。高速加工技術(shù)，國內(nèi)外都是在汽車和航空、航天工業(yè)率先取得突破的。
同時，對數(shù)控機床高精度、高精度保持性的需求，汽車和航空、航天等國防科技工業(yè)是最突出的。
第二，創(chuàng)建汽車制造技術(shù)及裝備創(chuàng)新體系。
現(xiàn)在，我國計劃經(jīng)濟體制下的機床科研體系已經(jīng)轉(zhuǎn)企改制，取而代之的適合于市場經(jīng)濟體制下的科研創(chuàng)新體系卻未建立起來。美國是市場經(jīng)濟發(fā)達的國家，他們組織國家制造科學(xué)中心（NCMS）的經(jīng)驗可以作為建立我們的汽車制造技術(shù)創(chuàng)新體系的參考（見相關(guān)資料鏈接）。即：政府資助，機床產(chǎn)業(yè)和汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)手，組織汽車制造裝備研發(fā)中心，由高校執(zhí)行課題。在舊科研體系不復(fù)存在的情況下，高校的力量尤其重要。目前建立研發(fā)隊伍最可行的辦法就是產(chǎn)、學(xué)、研合作，尤其是產(chǎn)、學(xué)合作。美國最重要的技術(shù)研發(fā)項目都在大學(xué)，包括數(shù)控機床、RMS---可重構(gòu)制造系統(tǒng)。中國汽車工程學(xué)會即擁有多家高校汽車團體會員，如果我們能夠?qū)W習(xí)美國經(jīng)驗，他們將是中國汽車制造技術(shù)及裝備創(chuàng)新體系的生力軍。
創(chuàng)建汽車制造技術(shù)及裝備創(chuàng)新體系是一件復(fù)雜的系統(tǒng)工程。其中最困難的是機構(gòu)和人員的集成。中國汽車工程學(xué)會正在構(gòu)建汽車企業(yè)和機床企業(yè)交流對話機制，組建汽車工程建設(shè)與裝備分會，使機床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展同步，按照協(xié)同集成、自主創(chuàng)新、重點跨越方針，建立產(chǎn)（汽車產(chǎn)業(yè)）-產(chǎn)（機床產(chǎn)業(yè)）-學(xué)虛擬科研開發(fā)聯(lián)合體。 | 
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