要提高數(shù)控機(jī)床的可靠性

據(jù)了解，高檔數(shù)控機(jī)床作為具有高科技含量的現(xiàn)代化“工作母機(jī)”，是實(shí)現(xiàn)制造技術(shù)和裝備制造業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)裝備，其性能、質(zhì)量和擁有量是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)現(xiàn)代化水平、綜合國(guó)力的重要標(biāo)志。       

為改變我國(guó)機(jī)床工業(yè)的現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)民族裝備制造業(yè)的振興，“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專項(xiàng)實(shí)施方案經(jīng)過(guò)多次論證，最終將目標(biāo)落在重點(diǎn)解決我國(guó)數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備行業(yè)自主開(kāi)發(fā)能力薄弱，功能部件發(fā)展滯后，產(chǎn)品自動(dòng)化水平低，可靠性、精度保持性差等突出問(wèn)題上。     

可靠性成市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)之焦點(diǎn)      

高速、高效、高精度、高可靠性，是現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床發(fā)展的主要趨勢(shì)。目前國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床的研發(fā)，主要面向高檔次，追求高速、精密和多軸聯(lián)動(dòng)復(fù)合加工等。然而，隨著復(fù)合功能的增多和密集型技術(shù)的引入，不可靠因素和故障隱患增多，在運(yùn)轉(zhuǎn)和使用過(guò)程中發(fā)生故障的幾率增加，系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，其先進(jìn)性能和功能不能維持，降低或失去了使用價(jià)值。而且，由于高檔數(shù)控裝備復(fù)合功能密集，體積龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工工況多變等，使得可靠性問(wèn)題成為制約國(guó)內(nèi)高檔數(shù)控機(jī)床發(fā)展的主要瓶頸。     

我國(guó)是世界上數(shù)控機(jī)床消費(fèi)的大國(guó)，數(shù)控機(jī)床，特別是高檔數(shù)控機(jī)床的進(jìn)口量居高不下。究其原因，產(chǎn)品的可靠性是影響市場(chǎng)占有率的關(guān)鍵因素。近些年來(lái)，雖然我國(guó)機(jī)床行業(yè)的許多企業(yè)與有關(guān)高校合作，實(shí)施可靠性技術(shù)，國(guó)產(chǎn)機(jī)床的可靠性水平在穩(wěn)步增長(zhǎng)，但與發(fā)達(dá)國(guó)家同類產(chǎn)品相比差距仍然明顯。我國(guó)眾多行業(yè)的數(shù)控機(jī)床用戶，不選購(gòu)國(guó)產(chǎn)機(jī)床的主要原因就是產(chǎn)品的可靠性不能滿足用戶要求。機(jī)床市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)主要是產(chǎn)品可靠性的競(jìng)爭(zhēng)，能否占領(lǐng)市場(chǎng)是影響我國(guó)數(shù)控裝備產(chǎn)業(yè)存亡和發(fā)展的關(guān)鍵。       

一臺(tái)高可靠性的機(jī)床可以收到幾臺(tái)機(jī)床同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的功效，可減少用戶的停機(jī)損失和維修費(fèi)用，減少主機(jī)廠售后服務(wù)和三包費(fèi)用，也減少材料、工時(shí)和能源的消耗，經(jīng)濟(jì)效益顯著。特別是在進(jìn)口量不斷增加的形勢(shì)下，產(chǎn)品可靠性的提升對(duì)國(guó)產(chǎn)數(shù)控裝備在國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取勝，促進(jìn)民族工業(yè)的發(fā)展等方面意義尤為重大。      

可靠性是重大專項(xiàng)的戰(zhàn)略決策      

目前，國(guó)家“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專項(xiàng)，正在逐步實(shí)施，對(duì)數(shù)控裝備（數(shù)控機(jī)床、數(shù)控系統(tǒng)和功能部件）的可靠性技術(shù)研究以及產(chǎn)品可靠性提升和考核給予高度關(guān)注。重大專項(xiàng)中共性技術(shù)課題的第一項(xiàng)就是“可靠性設(shè)計(jì)與性能試驗(yàn)技術(shù)”，其研究目標(biāo)明確指出：“提供在數(shù)控機(jī)床、重型裝備、數(shù)控系統(tǒng)及功能部件上能付諸應(yīng)用的可靠性設(shè)計(jì)方法、試驗(yàn)分析方法和精度保持措施，在高速、精密數(shù)控機(jī)床、重型裝備、數(shù)控系統(tǒng)及主要功能部件上驗(yàn)證應(yīng)用”。在研究?jī)?nèi)容和考核指標(biāo)中提出可靠性評(píng)價(jià)方法和評(píng)價(jià)指標(biāo)以及可靠性增長(zhǎng)的要求，“使本專項(xiàng)支持的一種或多種數(shù)控機(jī)床主機(jī)平均無(wú)故障時(shí)間（MTBF）達(dá)到900小時(shí)”。      

同時(shí)，重大專項(xiàng)對(duì)高檔數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品類課題，要求所研制的成果和樣機(jī)，應(yīng)達(dá)到產(chǎn)品化的要求，即得到應(yīng)用驗(yàn)證，并在可靠性方面得到提升和考核。課題申報(bào)指南中明確要求：“提出提高可靠性的具體方法，建立基本的可靠性試驗(yàn)手段，消除產(chǎn)品早期故障”。對(duì)高檔數(shù)控機(jī)床主機(jī)產(chǎn)品，提出了同樣的可靠性考核目標(biāo)，機(jī)床MTBF達(dá)到900小時(shí)。      

科技重大專項(xiàng)對(duì)產(chǎn)品可靠性研究的要求，抓住了當(dāng)前數(shù)控機(jī)床行業(yè)的要害和急需解決的關(guān)鍵技術(shù)，是非常正確的戰(zhàn)略決策。高檔數(shù)控機(jī)床無(wú)論如何先進(jìn)，如果其性能或功能在使用中不能維持，產(chǎn)品就失去“可用”價(jià)值，當(dāng)然就失去了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)就是通過(guò)滿足用戶要求以直接爭(zhēng)奪用戶的競(jìng)爭(zhēng)。廣大用戶選購(gòu)數(shù)控機(jī)床時(shí)，極為關(guān)注產(chǎn)品在使用過(guò)程中的質(zhì)量表現(xiàn)，即數(shù)控機(jī)床的可靠性。要在對(duì)外開(kāi)放的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地，必須從提高產(chǎn)品可靠性作為切入點(diǎn)，突出“用戶就是上帝”的觀念。實(shí)施重大專項(xiàng)，使所研制的樣機(jī)，在可靠性方面得到提升和考核，大幅度提高國(guó)產(chǎn)機(jī)床可靠性聲望，這是廣大機(jī)床用戶的強(qiáng)烈呼聲和國(guó)人期待國(guó)產(chǎn)機(jī)床趕超世界先進(jìn)水平的迫切愿望。      

可靠性要達(dá)到世界先進(jìn)水平      

當(dāng)前國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床可靠性的主要指標(biāo)MTBF與國(guó)外同類產(chǎn)品相比幾乎相差一倍，特別是高檔數(shù)控機(jī)床的差距更明顯。通過(guò)實(shí)施重大專項(xiàng)，促使國(guó)產(chǎn)高檔數(shù)控機(jī)床的可靠性水平接近或達(dá)到世界先進(jìn)水平，解決困擾數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的工程難題，扭轉(zhuǎn)國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的被動(dòng)局面，難度很大，任務(wù)十分艱巨，可認(rèn)為是重大專項(xiàng)的重中之重，全行業(yè)必須給予高度重視。      

首先，數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品的可靠性是使用和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行過(guò)程中暴露出來(lái)的質(zhì)量屬性，考慮產(chǎn)品使用的時(shí)間因素和環(huán)境因素，未經(jīng)使用的產(chǎn)品不能真實(shí)評(píng)價(jià)其可靠性水平。因此，數(shù)控機(jī)床的MTBF要真正反映產(chǎn)品在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中故障間隔的真實(shí)情況，這是廣大機(jī)床用戶真正關(guān)心的產(chǎn)品質(zhì)量屬性。MTBF不是設(shè)計(jì)階段的理論計(jì)算值或設(shè)計(jì)估計(jì)值，也不能基于不真實(shí)數(shù)據(jù)得出的猜測(cè)值，更不能將用于廣告宣傳的MTBF虛假值混淆為機(jī)床現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的客觀有效值。      

其次，要研究和分析作為工作母機(jī)的高檔數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品的可靠性特點(diǎn)，明確研發(fā)產(chǎn)品現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行過(guò)程可能存在的各種故障隱患。既然數(shù)控機(jī)床是制造機(jī)器的機(jī)器，因而具有功能可靠性和參數(shù)可靠性的雙重要求。      

最后，提高數(shù)控機(jī)床可靠性，就是減少或避免產(chǎn)品工作過(guò)程中所發(fā)生的各種故障，因此要依據(jù)預(yù)研產(chǎn)品或類似產(chǎn)品的多發(fā)故障，探尋故障的主要隱患及其影響因素，包括自身設(shè)計(jì)缺陷，制造工藝和裝配調(diào)試水平低下，早期故障沒(méi)有在制造廠消除，而是直接帶到用戶中；外購(gòu)元器件、關(guān)鍵功能部件和配套件，質(zhì)量低劣，未經(jīng)嚴(yán)格測(cè)試檢驗(yàn)和篩選；系統(tǒng)軟件缺陷，受外部干擾使變量被修改，程序丟失，參數(shù)錯(cuò)誤等，軟件缺陷導(dǎo)致故障成為影響系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵因素之一；以及人為附加的隱患，主機(jī)廠的管理人員或工程技術(shù)人員，可靠性意識(shí)薄弱或可靠性素質(zhì)缺乏，在產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中，由人的主觀因素埋下隱患；當(dāng)然也可能由于售后服務(wù)指導(dǎo)不到位或用戶使用和維護(hù)不當(dāng)，造成人為隱患。      

上述表明，數(shù)控機(jī)床的可靠性涉及到生產(chǎn)廠的設(shè)計(jì)、制造、裝配、供應(yīng)和售后服務(wù)等廠內(nèi)各部門(mén)，涉及到配套件、外協(xié)件的供應(yīng)廠商，還涉及到機(jī)床用戶，這是一項(xiàng)需要多個(gè)部門(mén)共同努力的系統(tǒng)工程。      

實(shí)施可靠性設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品可靠性提升的基礎(chǔ)，但不是可靠性提升方法的全部。特別是國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床，在很多情況下，影響產(chǎn)品可靠性的突出問(wèn)題，往往是制造過(guò)程、裝配過(guò)程、配套件和外購(gòu)件的選用以及早期故障沒(méi)有消除等，占發(fā)生故障的比例很大。要強(qiáng)調(diào)可靠性試驗(yàn)方法，加強(qiáng)產(chǎn)品制造過(guò)程、裝配過(guò)程、配套件和外購(gòu)件的采購(gòu)以及早期故障消除等過(guò)程的可靠性保證措施，實(shí)施系統(tǒng)工程，才能最終實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品的可靠性提升。