【編者按】當前般供，科技對經(jīng)濟社會發(fā)展的支撐引領(lǐng)作用日益凸顯湖雹，北京市科委將繼續(xù)推進“精機工程”的深入實施勤庐，把北京建設(shè)成為國際一流的高端數(shù)控裝備創(chuàng)新制造中心嗜桌。

　　即使對于普通人奥溺，3D打印技術(shù)也不再是個陌生概念，人們津津樂道的是用半個小時就可以打印出一個微縮版的自己骨宠。但其實浮定，除了這些“花哨”的玩法，3D打印已應用于飛機關(guān)鍵零部件的制造等高端制造領(lǐng)域层亿。

　　輕觸按鈕桦卒，床板的上半部徐徐抬起，折疊成一個舒適的輪椅匿又。幾乎不用移動身體方灾，老人就從床上直接出了門。這“變形輪椅”實際上是北京航空航天大學機械工程及自動化學院研發(fā)的“床椅一體化機器人”稿屏。

　　事實上播托，3D打印、“床椅一體化機器人”等智能裝備滋冀、以數(shù)控機床為代表的高端數(shù)控裝備丙藤，正是當前全球制造業(yè)布局的戰(zhàn)略重點。金融危機后凿食，尋求產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的北京窘螃，同樣將這三個領(lǐng)域作為發(fā)展高端制造業(yè)的突破口。2011年11月馒俊，北京市科委啟動實施了以這三個領(lǐng)域為重點支持方向的“北京高端數(shù)控裝備產(chǎn)業(yè)技術(shù)跨越發(fā)展工程（精機工程）”册向。

　　兩年多來，“精機工程”在北京高端裝備領(lǐng)域共投入科技經(jīng)費3億余元，帶動社會研發(fā)投入20億元顿豹。在3D打印等上述三個領(lǐng)域取得多項關(guān)鍵技術(shù)突破扇牢，并形成逐步完善的產(chǎn)業(yè)鏈霉处。

　　另一組數(shù)字更能說明這一工程的意義跋擅。“精機工程”實施嫌松，帶動2012年北京高端裝備制造業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)值500億元沪曙，稅收20億元，利潤25億元萎羔。

　　北京3D產(chǎn)業(yè)鏈逐步完善

　　國內(nèi)3D技術(shù)最廣為人知的應用是液走，我國首創(chuàng)用3D打印造飛機鈦合金大型主承力構(gòu)件，該技術(shù)成功應用于國產(chǎn)大飛機C919上贾陷。這一技術(shù)由北京航空航天大學激光增材制造技術(shù)團隊研發(fā)缘眶。

　　該團隊成員湯海波告訴記者，3D打印技術(shù)是“增材制造”技術(shù)的俗稱髓废，也稱“增量制造”巷懈、“添材制造”、“添加式制造”技術(shù)慌洪，是指依據(jù)三維CAD建模顶燕，在計算機自動控制下通過材料逐層添加堆積的成形制造技術(shù)。相對簡明通俗的可將3D打印技術(shù)分為“快速原型制造技術(shù)”和“高性能金屬構(gòu)件增材制造技術(shù)”兩類冈爹。

　　其中涌攻，大型金屬構(gòu)件激光增材制造裝備是發(fā)揮“變革性”的高性能金屬激光增材制造技術(shù)巨大潛力的設(shè)備基礎(chǔ)和必要手段，也是長期以來制約該先進技術(shù)發(fā)展的“瓶頸”之一枪蜕。

　　湯海波所在團隊自開展高性能金屬激光增材制造技術(shù)以來鹊尤，開展了其成套裝備技術(shù)研發(fā)，歷經(jīng)17年持續(xù)研究和完善农泊，提出了“外置型”大型金屬激光增材制造裝備新思路衣剂，發(fā)明了“高效氣體充排—柔性密封”等系列核心關(guān)鍵技術(shù)，并自主開發(fā)出激光增材制造專用掃描路徑生成軟件通溜、保障了制造零件的質(zhì)量和性能拷治。

　　經(jīng)過5代系列科研型激光增材制造裝備的研發(fā)，激光增材制造數(shù)十種鈦合金溪毕、超高強度鋼大型復雜關(guān)鍵金屬零件在大型運輸機胃琴、艦載機、C919大型客機穿汽、殲擊機等多型飛機中裝機應用遥附，并多次作為“唯一方案”解決研制“瓶頸”，發(fā)揮了不可替代作用，同時使我國成為迄今世界上唯一掌握高性能大型金屬零件激光增材制造技術(shù)并實現(xiàn)工程應用的國家跋岳。

　　湯海波表示院仿，北京市科委高度重視和支持高性能金屬激光增材制造技術(shù)的發(fā)展，2012年以來北京市科技計劃重點項目“大型高性能金屬零件激光增材制造裝備樣機研制”旨在開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)速和、引領(lǐng)高端裝備制造業(yè)的激光增材制造裝備樣機歹垫，2013年繼續(xù)資助該裝備的系列化、工程化發(fā)展颠放。

　　除北航外排惨，清華大學開展了多功能快速成形設(shè)備、熔融沉積制造設(shè)備碰凶、電子束制造設(shè)備暮芭、生物打印技術(shù)研究。中國科學院光電院欲低、自動化所等院所以及中航625所等國家重要科研機構(gòu)辕宏，在軟件設(shè)計、金屬材料砾莱、激光器等方面都具有很強的技術(shù)優(yōu)勢瑞筐。

　　此外，從材料研制和生產(chǎn)到數(shù)字化設(shè)計恤磷，再到關(guān)鍵部件研制和生產(chǎn)面哼、整機研制和生產(chǎn)、應用绷煎，北京具備全產(chǎn)業(yè)鏈的競爭優(yōu)勢筹唠。如何讓這些優(yōu)勢資源發(fā)揮更大效益？2009年以來火毕，北京市有關(guān)領(lǐng)導多次到北航等單位進行專題調(diào)研傀蒲，對相關(guān)技術(shù)發(fā)展做出重要批示，北京市科委系統(tǒng)調(diào)研掌握了3D打印剃炬、機器人等產(chǎn)業(yè)在北京的基本情況攒坊，在此基礎(chǔ)上啟動了一批重大科技項目。目前莫诲，投入科技經(jīng)費近6000萬元泰涡，帶動社會研發(fā)投入2億元。

　　同時撇涡，北京市科委積極打造公共服務平臺像兆，如建設(shè)數(shù)字化制造業(yè)研發(fā)平臺及數(shù)字化制造業(yè)服務與培訓基地。2011年糜曲、2012年連續(xù)在3D打印河哑、機器人等新興產(chǎn)業(yè)布局了研發(fā)平臺避诽，認定北航、機械研究總院璃谨、清華沙庐、625所等單位組建的北京市級重點實驗室或工程技術(shù)研究中心。

　　支持北京DRC工業(yè)設(shè)計創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)“3D打印”產(chǎn)業(yè)設(shè)計展示佳吞、制造服務拱雏、信息匯集、產(chǎn)業(yè)孵化容达、人才培訓古涧、國際交流、材料查詢和市場與政策研究等內(nèi)容花盐，并已將其納入到北京市科委“首都科技條件平臺”體系內(nèi)。開設(shè)“3D打印”體驗館菇爪，推進3D打印技術(shù)在普通大眾間的傳播和推廣算芯。

　　除了實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破，商業(yè)模式創(chuàng)新也是產(chǎn)業(yè)發(fā)展必不可少的環(huán)節(jié)凳宙。北京市推動相關(guān)單位利用電子商務和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)属圃，建設(shè)了國內(nèi)首家在線3D打印電子商務服務平臺——3D打印電子商務叁迪網(wǎng)，2012年成功上線運行尽诀，以汽車設(shè)計叉砰、3C產(chǎn)品、裝備制造陆宝、動漫設(shè)計众抽、個性化需求等為主要用戶，提供在線3D打印服務坑状。

　　智能制造技術(shù)方興未艾

　　在新一輪科技革命中尺桅，發(fā)達國家大力倡導“再工業(yè)化，再制造化”戰(zhàn)略却坦，提出智能機器人是實現(xiàn)未來制造業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)裂瘤。

　　前文提到的床椅一體化服務機器人主要由床體、座椅殃练、信息與控制系統(tǒng)四大部分組成薇雳。該模塊化可變形的多功能床椅一體化系統(tǒng)即可自動從護理床變形為輪椅，又可從輪椅反向變換回護理床扫皱。在護理床狀態(tài)時足绅，通過語音控制可以實現(xiàn)翻身、抬背與曲腿等功能啸罢，此外還配備了血壓编检、脈搏胎食、體溫等生理參數(shù)監(jiān)測及報警系統(tǒng)、網(wǎng)絡視頻娛樂與吃藥提醒系統(tǒng)等允懂，可以與遠方的子女進行視頻情感交流厕怜；在輪椅狀態(tài)時，通過手柄控制輪椅可以在衛(wèi)生間蕾总、室內(nèi)和走廊等空間進行移動粥航，進行大小便自理，也可自動尋路對接回床的功能生百。

　　目前递雀，該服務機器人已處于小批量試制階段，目前已經(jīng)投產(chǎn)10余臺套蚀浆，在北京市四季青鎮(zhèn)國家級模范敬老院等單位應用示范已一年缀程，極大地提高了臥床老人的自理能力，大大減輕了護理人員的勞動強度箍伏，得到了護理人員和老人的高度認可裤狱。

　　據(jù)國際機器人聯(lián)合會（IFR）預計，到2014年我國工業(yè)機器人需求量將達3.2萬臺揪馅，成為全球最大的需求國殃秽。然而，國產(chǎn)機器人在國內(nèi)的市場占有率不足30%瞳州，并多為在進口產(chǎn)品的基礎(chǔ)上再做應用開發(fā)或提供成套設(shè)備瞬拆，因此進口產(chǎn)品占據(jù)絕大部分市場。我國機器人總體技術(shù)上與國際先進水平相比還有很大差距寒护，產(chǎn)品性價比較低削父。傳感器、高性能伺服電機咏摔、精密減速器等關(guān)鍵部件長期依賴進口并且受制于人握饼。

　　北京的戰(zhàn)略部署有望帶頭改變這一局面。目前昙百，北京已初步形成“數(shù)字化設(shè)計诡泌、關(guān)鍵部件、整機和應用”的智能服務機器人全產(chǎn)業(yè)鏈啄枕，具備壯大發(fā)展產(chǎn)業(yè)的有利形勢婚陪。為了進一步壯大該產(chǎn)業(yè)，北京市已投入市科技經(jīng)費支持北大频祝、工道風行泌参、中電華強、北航常空、信息科技大學沽一、博創(chuàng)興盛盖溺、自動化院、中航625所等企業(yè)铣缠、高校和院所及用戶單位聯(lián)合開展醫(yī)療康復機器人烘嘱、反恐機器人、搜救機器人等服務機器人蝗蛙，以及焊接機器人蝇庭、水下焊接機器人等工業(yè)機器人的研制、應用和產(chǎn)業(yè)化捡硅。

　　同時哮内，梳理北京智能機器人領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)鏈上下游的優(yōu)勢資源，深度挖掘行業(yè)需求讶瘩，積極籌建產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同的聯(lián)盟达植，搭建交流平臺，跟蹤國內(nèi)外技術(shù)前沿俭整，聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)尸钢、開拓市場，形成行業(yè)發(fā)展合力妄由。

　　“智能機器人是一種戰(zhàn)略高技術(shù)，可以形成戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)篇挡，蓋茨曾經(jīng)預言它會像計算機一樣走進每個家庭像淋。”北京航空航天大學教授报葬、“床椅一體化服務機器人”項目負責人陳殿生告訴記者语雇，當前整個國家都尋求產(chǎn)業(yè)升級的大背景下，北京寄予該領(lǐng)域重點關(guān)注具有重要意義挺久。

　　“北京具有技術(shù)優(yōu)勢磨涵，同時還可以挖掘許多此前國家項目支持過的項目，讓它們產(chǎn)業(yè)化乳规。因此形葬，這是一個具有廣闊發(fā)展空間的領(lǐng)域∧旱模”他說笙以。

　　高端數(shù)控裝備獲跨越式發(fā)展

　　2012年3月16日，北一數(shù)控機床公司成功研制出的“高速鐵路關(guān)鍵零件高效雙龍門專用加工中心”在中國北車集團實現(xiàn)應用冻辩。這是“精機工程”實施以來研制出的第一個國產(chǎn)重大裝備猖腕，突破了專用機床設(shè)計制造關(guān)鍵技術(shù),形成了自主知識產(chǎn)權(quán)，產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟效益恨闪。

　　同年11月7日倘感，北一機床又成功研制出數(shù)控重型龍門機床放坏，填補了國內(nèi)空白。這兩項技術(shù)的突破老玛，既有助于北一機床實現(xiàn)大發(fā)展淤年，也印證了“精機工程”實施路徑的合理性。

　　多年來逻炊，北京高端裝備制造領(lǐng)域堅持走“高端祷骂、高效、高輻射”的道路嗅呻，積累了較雄厚的技術(shù)實力藤习，形成了門類較齊全、技術(shù)較先進的整機和功能部件產(chǎn)品导劝〉谒冢“十一五”期間，年均銷售增速在20%以上齐皂，在全國名列前茅协颅；年均利潤率13%，遠高于全國平均水平5%仅汰，居全國首位簇娩；產(chǎn)值數(shù)控化率超過70%，遠高于全國平均水平53.2%蝉站。

　　在此基礎(chǔ)上货裳，以“精機工程”為契機，北京承擔了國家“高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專項（簡稱04專項）近1/3的研發(fā)任務捧颅，承擔課題數(shù)量和經(jīng)費額均居于全國首位景图。通過產(chǎn)學研用結(jié)合，完成了一批數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究課題碉哑，積累了寶貴的研究成果和研發(fā)經(jīng)驗挚币，培養(yǎng)了高水平的研發(fā)隊伍，形成了一批研發(fā)服務平臺扣典，為北京數(shù)控裝備產(chǎn)業(yè)技術(shù)跨越發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)妆毕。

　　在軌道交通領(lǐng)域，正如前文所述激捏，支持北一數(shù)控機床公司采用國產(chǎn)關(guān)鍵功能部件设塔，包括國產(chǎn)主軸單元、靜壓蝸桿（X方向進給系統(tǒng)）等關(guān)鍵功能部件远舅，成功研制出“高速鐵路關(guān)鍵零件高效雙龍門專用加工中心”闰蛔。經(jīng)中科院院士徐性初領(lǐng)銜的專家組鑒定，成果達“國際先進图柏、國內(nèi)領(lǐng)先”水平序六。同時作為用戶技改的重要組成部分任连。積極引導和支持北一采用國產(chǎn)主軸單元、靜壓蝸桿等關(guān)鍵功能部件拒吧，并實現(xiàn)整機突破划疟；同時，作為“精機工程”實施以來研制出的第一個國產(chǎn)重大裝備成功應用于高鐵領(lǐng)域描蹦，完成了從裝備到技術(shù)的交鑰匙工程苦恶，凸顯了工程實施效果，產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟效益和社會效益仆阶。

　　在航空航天領(lǐng)域筝踢，為滿足航空產(chǎn)業(yè)對高端專機的應用需求，北京市科委支持中航625所和北京機電院公司聯(lián)合北航等共同研制用于飛機典型零件加工的高檔數(shù)控裝備驯祖，其中高速五軸聯(lián)動加工中心等高檔專機已在成飛彰碑、沈飛等航空用戶實現(xiàn)示范應用。該成果打破了國外封鎖彪御，實現(xiàn)了進口替代详般。

　　此外，北一機床承擔的“數(shù)控重型橋式龍門五軸聯(lián)動車銑復合機床”課題成功研制的3臺數(shù)控重型龍門機床被列為國家04專項十大標志性設(shè)備筋顽，填補了國內(nèi)空白玷利。目前，3臺機床已實現(xiàn)應用评疗。

　　同時丰包，“精機工程”實現(xiàn)了部分關(guān)鍵功能部件與數(shù)控系統(tǒng)的突破和應用：北京市科委支持北京凱恩帝公司開展高性能數(shù)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與應用，并成功通過國家質(zhì)量檢測中心驗證壤巷，在北京機電院五軸葉片加工中心和葉輪加工中心上實現(xiàn)應用∏票校可替代部分國外同類產(chǎn)品胧华，降低了主機廠配套成本；以整機需求為牽引宙彪，深度挖掘功能部件的工作著力點矩动，布局科技項目，開展精密光柵释漆、滾珠絲杠副等關(guān)鍵部件悲没，顆粒阻尼、智能監(jiān)測與診斷系統(tǒng)等共性技術(shù)攻關(guān)男图、產(chǎn)業(yè)化和應用示姿。

　　當前，科技對經(jīng)濟社會發(fā)展的支撐引領(lǐng)作用日益凸顯揭凭，北京市科委將繼續(xù)推進“精機工程”的深入實施源快，把北京建設(shè)成為國際一流的高端數(shù)控裝備創(chuàng)新制造中心乞微。

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