中国工业报记者 霍悦
近日,科德数控一则公告引发装备制造行业广泛关注。公告显示,公司与上海飞机制造有限公司签署《上飞公司-科德数控卓越创新中心共建协议》的修订协议,双方将共同建立卓越创新中心,基于科德数控全自主高端五轴机床及数控系统等国产关键核心部件,聚焦商用飞机典型零件加工工艺、国产装备中试验证、智能产线集成验证、多域协同“数控车间”等领域开展合作。
合作双方将依托科德数控提供的自主可控高端五轴机床,包括五轴联动立式车铣复合加工中心及柔性单元,五轴联动卧式加工中心、龙门加工中心以及五轴联动卧式翻板铣等至少七类装备,面向航空典型零件的高效精密制造,合作开展典型零件的先进加工工艺开发和国产装备的中试验证鉴定及标准体系构建,国产高档数控系统面向民机场景的深度集成与优化等工作。国产工业母机“领军者”与民用航空“国家队”的联手,将中国五轴数控机床在航空领域的突围之战推向新的纵深。
而合作的背后,一组数据耐人寻味。我国五轴数控机床整体国产化率已突破55%,但在航空制造这一高端装备的“终极考场”上,国产机床的渗透率仍不足四成。航空制造作为工业皇冠上的明珠,对加工装备的要求近乎苛刻。一边是技术突破带来的国产化浪潮,另一边是航空用户“不敢用、不愿用”的现实困境,数字背后的深层追问是:国产五轴机床能否在实战中经得起考验?谁来定义“好用”的标准?从实验室到生产线,五轴数控机床要经历怎样的中试验证才能被航空用户认可?
国产化率何以在航空领域“失温”?
近年来,我国五轴数控机床国产化进程驶入快车道。观研报告网数据显示,五轴数控机床国产化率从2020年的18%,跃升至2024年的55%,逐步迈入深度替代阶段。市场规模方面,根据中商产业研究院发布的《2025-2030年中国工业母机市场调查与投资机会前景专题研究报告》,2024年达到108亿元,2025年约128亿元,预计2026年将达到157亿元。在产能与产量方面,2025年我国金属切削机床产量累计达86.83万台,同比增长9.70%,机床行业出口金额创新高,出口均价同比大幅提升40.19%。
然而,国产化的“热”在航空领域并未完全传导。2025年,C919量产时国产机床的参与度仅为35%左右。在航空发动机、大飞机等超精密加工领域,欧美日企业仍占据约80%的市场份额。科德数控董事长于本宏与上海飞机制造有限公司签署协议时指出,此次共建卓越创新中心标志着我国大飞机产业与金属切削机床产业将共同开启在高端自主可控与市场化能力建设上的双向奔赴。国产装备与航空用户之间长期存在供需错位,或许正是国产化率在航空领域“失温”的深层原因。换言之,设备商有产品,用户有需求,但中间缺乏一条让双方相互信任、共同验证的通道。
“虽然我国是全球最大的机床生产国和消费国,但是仍面临‘大而不强’的现实,高档数控系统、精密轴承、高性能丝杠导轨等核心功能部件很大程度上依赖进口。”全国政协委员、一工机器人银川有限公司董事长王小龙在今年两会期间也一针见血地指出,当前五轴联动等高端机床关键部件受制,供货周期长、定价权缺失,成为制约高端制造升级的短板。
航空领域之所以对国产五轴机床格外“挑剔”,在于航空制造的特殊性。航空零件加工对精度、可靠性和稳定性的要求堪称极致。一台五轴机床在普通制造业可能表现优异,但放到航空产线上连续运转数百小时加工高价值零件时,任何微小的精度漂移都可能导致零件报废。这正是一台设备“能用”与“好用”之间的天壤之别。
“五轴加工中心作为航空航天、新能源汽车、高端模具等制造业的核心支撑,其技术水平直接关系国家重大装备研制能力。”山东威达重工电气技术部部长王亮也注意到了这一问题,建议设立100%国产配套五轴加工中心产业化生产国家专项,并将相关产品纳入首台(套)重大技术装备保险补偿试点范围,通过首购首用降低市场推广风险。他呼吁,以“全链条自主可控、批量化稳定量产”为核心目标,集中力量突破整机集成及关键零部件中的“卡脖子”技术。
谁来定义“好用”的标准?
“好用”的标准,不能由设备制造商自说自话,必须由用户,尤其是航空用户在实战中检验。而“好用”的构成,也正在被航空用户的使用实践不断揭示和细化。
在航空制造领域,五轴机床的“好用”至少包含四个维度。兰州理工大学机电工程学院教授黄华直言:“进口高端机床精度可以在两三年之内保持不变,而国产机床可能前6个月至8个月精度很好,但一年后就难以保证了。”此外,国外知名品牌机床的平均故障间隔时间已超过3000小时,最高可达5000小时,而国内产品普遍在2300小时左右。其次是工艺适配性,航空零件种类繁多,从钛合金结构件到铝合金框架壁板,从复杂曲面接头到长轴深孔薄壁件,每一种零件对机床的动态响应、切削刚度都有独特要求。再次是可靠性,航空产线停机一分钟都可能造成巨大损失。最后是服务响应能力,国产机床能否提供比肩进口品牌的技术支持和备件保障,更是决定了用户的采购意愿。
面对这些挑战,政策与市场正在共同发力。2026年,工信部、发展改革委、财政部、税务总局联合发布政策,对符合条件的工业母机企业研发费用实施120%税前加计扣除,推动国产高端数控系统与五轴联动机床突破。“十五五”规划明确,将工业母机列为采取超常规措施攻关的重点领域,全链条推动关键核心技术取得决定性突破。
技术层面,国产机床正在不断缩小差距。华中数控成功研制华中10型智能数控系统,集成AI芯片并支持DeepSeek等大语言模型部署,已联合18家国内机床龙头企业研制出20台智能数控机床;科德数控GNC62系统国产化率超95%,成功应用于航空航天领域。
但技术突破只是第一步。“好用”的标准,最终要由用户来定义。科德数控与上海飞机制造有限公司共建卓越创新中心、与沈阳航空产业集团及中航沈飞民机共建大飞机结构件工艺验证中试基地,正是要让用户深度参与标准的制定。从设备选型、工艺开发到标准制定,航空用户将全程介入,用实战数据为“好用”画下刻度。
而一个更具深远意义的信号是,中国在国际机床标准领域已从“跟随者”变为“规则制定者”之一。由中国主持修订的ISO10791-7:2020《加工中心检验条件第7部分:精加工试件精度检验》国际标准已获ISO批准正式发布,标志着中国“S试件”五轴机床检测方法正式成为国际标准。该试件可以有效检测和评价五轴联动数控机床的动态精度性能,为航空航天企业验收机床提出了经济、可靠的验收标准。
中试验证与产业生态的双向重塑
一台五轴数控机床从实验室样机到航空产线上的稳定量产装备,中间横亘着一道“死亡之谷”。这道峡谷的名字,叫作中试验证。
中试验证,不是实验室里跑跑测试数据,而是要在接近真实生产环境的条件下,对设备、工艺、材料进行全方位验证。科德数控与沈阳航空产业集团、中航沈飞民用飞机三方共建的“大飞机结构件工艺验证中试基地”,是国内首个完全基于国产高端五轴数控机床构建的中试基地。
该基地以科德数控全链条自主化能力为支撑,聚焦C919/C929等国产民用大飞机、大型无人机的复杂结构件精密加工,着力破解核心部件“实验室到量产”转化瓶颈。规划配置了数十台面向发动机、国产民机、军机及大型无人机结构件的高端国产五轴装备,系统性攻关钛合金结构零件、铝合金框架壁板零件、接头支架零件、长轴深孔薄壁零件等典型结构件的关键加工能力。
科德数控方面表示,中试基地通过实时对接航空工业需求,建立“应用反馈—设备升级”闭环机制,驱动国产机床持续突破加工效率与精度保持性极限,同步实现量产技术风险与经济成本双降,支撑航空装备从“可用”向“好用”跃升,不仅为国产大飞机的产能提升工程提供安全自主可控的国产装备,也为具有国际竞争力的民企进入航空高端供应链提供“认证平台”。
王小龙则从更宏观的视角提出了产业生态协同的建议。他认为,应引导行业回归技术本源,优化产业发展生态,出台相关政策遏制中低端低价“内卷”,引导企业从价格竞争转向价值竞争,支持龙头企业聚焦高端赛道,推动形成“专精特新部件企业+高端整机企业+应用验证平台”的协同格局。他还建议,组建产学研用创新联合体,力争3至5年实现核心部件自主可控。
从18%到55%,国产五轴机床用短短数年时间完成了国产化率的跨越。但更高的航空领域国产化率,从“可用”到“好用”的跃升,需要的不仅是技术的精进,更是一场深层次的生产关系变革,需要主机厂、设备商、用户、科研院所多方协同,需要全行业从“规模扩张”走向“价值突围”。这条路很长,但国产机床的方向已经清晰,步伐正在加快。
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