从"制造"到"智造"：探索工业母机在新质生产力契机中的突破

从"制造"到"智造"：探索工业母机在新质生产力契机中的突破

随着新质生产力概念的提出与发展，为工业母机的进步带来了前所未有的机遇与挑战。新质生产力融合了科技创新、高效组织等多方面内涵，与工业母机之间存在着紧密的联系。深入剖析二者的关系，探索工业母机在新质生产力驱动下的高质量发展路径，对于推动我国制造业迈向中高端、保障产业链供应链安全稳定具有重要意义。

新质生产力与工业母机概述

新质生产力是在新一轮科技革命和产业变革深入发展的背景下形成的。它以全要素生产率大幅提升为核心标志，是由技术革命性突破、生产要素创新性配置、产业深度转型升级而催生的当代先进生产力。其具有高科技、高效能、高质量的显著特征，摆脱了传统经济增长方式和发展路径依赖。

新质生产力最显著的特点是创新，强调以科技创新为核心，通过加强关键共性技术、前沿引领技术等创新，并将成果应用于产业，催生新产业、新模式、新动能。同时，发展新质生产力要贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念。

工业母机是制造机器和机械的机器，被誉为“制器之器”“自强之基”，涵盖金属切削机床（减材装备）、基础制造装备（等材装备）以及增材制造装备等。它是构成现代工业的心脏，是制造业高质量发展的基石，也是现代化产业体系的核心枢纽和制高点。

根据中国机床工具工业协会数据，2023年，机床工具行业完成营业收入10974亿元，金属切削机床产量61.3万台，金属成形机床产量15.1万台，机床工具行业实现利润总额1132亿元，我国已成为全球工业母机生产和消费第一大国。2023年还实现了出口（209亿美元）大于进口（111.1亿美元）的历史性突破，特别是减材金切机床，中国稳居世界机床出口第一梯队。

然而，我国工业母机仍存在诸多问题。产业大而不强，配套相对薄弱，创新链与产业链缺乏深度融合。正向研发能力较弱，产品设计依赖研发人员经验和主观判断，对制约机床性能的系统性问题缺少定量理论分析。在关键性能指标上，如工艺适应性、可靠性和精度保持性等，与国际先进水平相比还有较大差距。产品高端化、智能化、绿色化发展形势紧迫，需要利用前沿技术提升工业母机的相关水平。此外，系统性的有组织的科研能力不强，创新资源分散。

新质生产力赋能工业母机

新质生产力的发展有力推动了工业母机的技术创新。在材料科学领域，新型复合材料和高性能合金材料的研发，显著提升了机床主轴、滚珠丝杠等关键零部件的强度、硬度、耐磨性和耐蚀性等性能。这些先进材料能承受更高的切削力和转速，从而提高工业母机的加工精度和稳定性。

跨领域融合也为工业母机关键零部件研发带来新思路。电子信息技术与机械制造的融合促使传感器技术在关键零部件中广泛应用。在工业母机的轴承、导轨等零部件上安装高精度传感器，可实时获取其工作状态信息，实现对零部件的智能诊断和预防性维护，延长使用寿命，提高工业母机的可靠性。

集成了数据采集与分析模块的智能主轴，能结合人工智能技术进行自我健康评估和剩余寿命预测。

生物技术和微纳技术的发展为工业母机关键零部件的微观结构设计和制造提供了借鉴。通过模拟生物结构和利用微纳加工技术，可以制造出具有特殊性能的零部件表面纹理或微观结构，优化零部件的摩擦学性能和力学性能。

在数控系统方面，目前国产数控系统多集中在低端市场，高端市场有待发展。利用深度学习算法可以对切削参数进行自动调整，通过对历史加工数据的学习，系统能够预测不同刀具、工件材料组合下的最佳切削参数，提高加工效率和质量。

新质生产力推动下的数字技术为工业母机生产、使用、维护全生命周期提供服务。通过数字孪生技术等进行虚拟设计测试调试，可缩短数控机床设计周期，降低制造成本，缩短投放市场的时间，提高对市场的快速响应性。还能通过检测模型实时获取数控机床的状态信息，及时进行维护、维修，降低维护成本。

数字技术打破了传统产业链的信息壁垒，实现了供应链的透明化、智能化和高效化。在工业母机产业链中，企业利用大数据分析，能实时掌握原材料供应、生产进度和市场需求等信息，实现精准的供需匹配，提高供应链的效率和灵活性。

新质生产力还推动产业链上下游企业、学校、研究机构加强合作，创建数字化互联互通平台，共同攻克技术难题。高校和科研机构在前沿理论研究和关键技术突破方面的优势，加速了高端产品研发进程。例如，2024年7月，工业和信息化部印发《“工业母机+”百行万企产需对接活动实施方案》的通知，加速推进产业链上下游协同融合，拓展工业母机应用深度，推动工业母机创新产品推广应用和迭代升级。

人工智能是制造业智能化转型的驱动力，工业母机与人工智能的融合不断深化。人工智能与数控系统软件的集成，定义了更多工业母机的机型和应用场景，赋予其更强的逻辑思维能力。通过迭代完善大模型，人工智能能够在故障预测与诊断、加工参数优化、智能维护管理等核心技术领域实现突破，满足工业对个性化和多元化的需求。

新一代工业母机将更加智能化、精准化、高效化和柔性化，具备自主决策、自主分析及精准执行等功能。人工智能与超算能力的结合，能实时预测出成本最低、性能最佳的工业母机设计方案，打破传统主机类型的界限，促进多功能融合和多工艺复合的变革。

当前我国数控机床企业主要处于中低端市场，高端产品渗透率虽在提升但仍较低。中商产业研究院数据显示，我国中、低端数控机床的国产化率分别为65%、82%，而主轴、伺服电动机、丝杠导轨及刀具等上游关键零部件主要依赖进口，国产化率不足10%，高端数控机床国产化空间较大。

新质生产力催生高端制造业发展，航空航天、高端电子、新能源汽车、半导体等领域对零部件的高精度、高性能加工需求日益增长。例如航空发动机叶片的加工需要工业母机具备高精度的五轴联动加工能力和超精密的磨削技术。这种高端需求促使工业母机企业不断创新产品，推动国内机床产业向高端化迈进。

工业母机催生新质生产力

工业母机的精度、效率等技术指标是衡量一国工业发展水平的重要标志，其发展为多个重要产业链及生产环节提供关键支持。在C919大型客机发动机叶片、起落架等零部件生产中采用了部分国产的高精度加工设备。

科德数控针对航空发动机领域研发设计完成了KTBM1200六轴五联动叶盘加工中心，助力航空产业发展。在新能源汽车电动机制造方面，采用国产高精度数控磨床确保了电动机轴的质量和生产效率。

纽威数控针对新能源汽车行业开发的龙门PME系列机型，帮助提高了加工效率。工业母机在推动我国新型工业化进程中发挥着不可替代的作用。

工业母机处于产业链核心环节，其稳定运行关乎整个产业链的顺畅运转。以新能源汽车行业为例，工业母机的故障或技术瓶颈会严重影响生产，甚至导致生产线停滞，并传导至产业链上下游。

目前我国高档数控机床国产化率不足10%，对国外技术依赖度高，面临“卡脖子”问题。在新质生产力推动下，我国加大对工业母机关键零部件的研发投入，在数控系统、主轴、丝杠等方面取得一定突破，加速了工业母机国产化进程。国产化的工业母机可确保产业链关键环节不被中断，保障工业生产稳定，为新质生产力应用提供基础。

智能制造是新质生产力的重要内容和制造业转型方向，工业母机在其中发挥着重要作用。在实现生产自动化与生产线优化方面，工业母机通过执行预定任务，保持准确性和一致性，完成复杂操作，解放人力资源，提高生产效率。同时，它具备灵活性，可适应不同生产需求，提高设备利用率，缩短产品转型时间。

工业母机在数据获取与分析中也占据关键地位。它通过传感器和数据采集设备获取生产数据，用于实时监控、异常检测和故障诊断，为企业智能化决策提供支持，帮助企业优化生产流程、提高设备利用率、降低生产成本。

工业母机高质量发展对策

国产机床产业要持续自主创新，这是迈向高端的关键。要系统性开展有组织的科研，加大技术创新投入，攻克高精度、高效率和高可靠性等核心技术，如高性能数控系统、高速精密轴承及高精度刀具等，引导产业向高价值链端转型。

重视集成化与智能化，工业母机应积极拥抱多学科技术融合的创新发展路线。随着人工智能、大数据和云计算等技术的发展，数控机床将具备更强大的自动编程、自动调整和自动监控功能。通过数据采集和分析，实现设备的远程监控和故障预警，提高生产的可靠性和稳定性。

要建立整机“高端攻难，中端防内卷”的协同发展体系。当前国产中档机床内耗严重，企业应把重心放在提高机床性能、满足终端用户需求上，做到“企业有专攻、差异化发展”。

要加强产业集群建设，培育具有国际竞争力的工业母机产业集群，提高产业集群度，整合产业链资源，发挥头部企业的生态主导力，带动产业发展。

提升上下游协同配套能力，加强工业母机企业与上下游企业的合作，建立长期稳定的合作关系，形成协同发展机制。上游企业要提供性能稳定、质量可靠的关键部件，下游企业应及时反馈市场需求，推动技术升级。同时，要加强产业链各环节的质量控制，确保供应及时、质量稳定，提高生产效率，降低成本。

完善人才培养体系，工业母机行业是技术密集型产业，人才缺口大。根据《制造业人才发展规划指南》预测，到2025年，高档数控机床和机器人有关领域人才缺口将达450万。需加强职业教育和高等教育在工业母机领域的专业设置和课程体系建设，培养高素质的技术人才和管理人才，为产业发展提供人才支撑。