日本(běn),是繼(jì)美國、德國之後,在世界上建立(lì)起第三個機床工業、製造業、工業化強國的國家。
論資源和技術(shù)條件,日本比美國和德國差。但(dàn)憑借其人民的高素質、勤奮、多謀、勇進、創新(xīn)、變(biàn)不利為有利以及深入學習美國(guó)和德國的工業化經驗,日本在較短的時間內建立起(qǐ)了機床(chuáng)工業、製造業、工業化強國。日本是島國(guó),土地麵積很小(37.7萬平方公裏,為美國937.3萬平方公裏的1/24.8),山地占75%,資源(yuán)貧乏。日本人(rén)口1.27億,是美國(3.147億)的1/2.48。機床(chuáng)工業的發展(zhǎn)比美國晚了近(jìn)百年。1889年,池貝(bèi)鐵工廠的建立,開始生產了第一台機床(chuáng)。那時日本處於機床工業的萌芽期(qī),但政府大力(lì)扶植機床工業,在方針政策上鮮明地把機床工業作為製造業、工業以至整(zhěng)個國民經濟(jì)發展的(de)重點,先後提出了科技立國、貿易立國。以機床(chuáng)工業(yè)為基礎(chǔ),大力發展了鋼鐵、汽車、造船、電子和核電工業等等(děng)。由於人才眾多、管理正確、質量過硬、開拓創新,突破了各種關鍵的技術基礎和零部件(jiàn)的配套,日本的機床技術躍居世界一流。從1982年以後(hòu),日本(běn)的機床工業實力(產值)長期雄踞世界首位。
日本工業從1889年池貝建(jiàn)廠起,已有124年的曆史,在技術(shù)發(fā)展(zhǎn)上(shàng)共(gòng)經曆了互相交叉的3個階段:⑴為手動普通機床生(shēng)產階段(1889-1955),在66年間,主要生產手動普(pǔ)通(tōng)機床,在技術上自稱比美(měi)國先進(jìn)技(jì)術落後20年。⑵為生產機、電、液控製的高效自動化機床階段(1956-1976)。在20年間,主要結合(hé)汽車、軸承、電(diàn)動機等製造業發展需求,大量(liàng)生產各種自動化(huà)機床和大批量生產的自動線。1974年,日本擁有0.67萬條自動線,超(chāo)過美國0.61萬條(1973年(nián)),美國汽車產量為1268.1萬輛,日本為708.21萬輛,西德為394.9萬輛)。一般來說,汽車產量基本(běn)上可以代表一個國家製造業的技術實力(lì)。⑶為生產用於中、小批生產的自動化數控(NC)機床階段。由於(yú)柔性程度(dù)比高效(xiào)自(zì)動化(huà)機床、自動線高,通(tōng)過發展高速(sù)加工和NC機床,也(yě)可(kě)擴大應用範圍到汽車、軸承、電動機、刀(dāo)具、機、電、液(yè)、氣和光等零部件的大批量生產。隨著全世界(jiè)NC機床需求量(liàng)日增,日本全力發展NC機(jī)床以代替過去的高效自動化機床。1978年(nián)日本的NC機床產量超過了美國(guó)(日本為7342台,美國為5688台)。由於日本的NC機床產(chǎn)量在世界上領先(xiān),1982年其機床產(chǎn)值達37.9億美元,超(chāo)過了西德(37.48億美元)和美國(37.45億美元)而開始雄踞世界第一。其後,日本的NC機床產量迅(xùn)速增長,機(jī)床產值每年都在上升(shēng),一(yī)直保持到2008年世界經濟發生危機(jī)時的前一年,其機床產值的實力在26年間一直雄踞世界首位。
從1889開始生產機床(chuáng)後,1904年日(rì)、俄戰爭,有大量軍需物資急需使(shǐ)用機(jī)床(chuáng)生產供應,這就極大地刺激了日本的機床工業、製造業、工業化的發展。緊接著爆發了第一次世界大戰(1914-1918),歐美忙於參(cān)戰,日本乘機發展機床工業,期間廠家劇增、機床工業實力增(zēng)強。1914-1917年間,日本的(de)機床與配套零部件製造、職工人數增加(jiā)了1倍(由0.22萬人發展到0.47萬人),在技術上已能製造大型機(jī)床、自動機床和齒輪機床。1934年5月,由池貝(bèi)、新瀉(xiè)、大阪、唐津等大企業發起成(chéng)立“日本機床工業聯合會”,在技術上互助並政府提出了合理化的建議。1938年4月,日本政府發布了(le)“機床製造事業法”,把機床工業納入政府政策的範圍內,並進行大力扶植。在資金、稅收上實行了優惠(huì),並給予必(bì)要的財政補助。機床企業數從1932年的0.039萬家發展到1938年的0.198萬家,職工總數由0.41萬人增至(zhì)6.3萬人,機床年產量(liàng)從0.5萬台增至6.73萬台。由於機床工業和(hé)工業實力的膨脹,日本在1937-1945年侵華戰(zhàn)爭期間,為了(le)加緊生(shēng)產各(gè)種軍工產品(pǐn),機(jī)床(chuáng)工業的職工人數猛增至12.6萬人。
1945年日(rì)本侵華戰爭失(shī)敗時,全國機床擁有量為75萬台,其(qí)中半數作為戰敗賠償物資。戰後的機床產量不(bú)允許(xǔ)超過1萬台。在1945-1951年間,由於物資材料短缺,日本每年僅(jǐn)生產幾千台小型機床。
1950年爆發了朝(cháo)鮮戰爭(zhēng),在美國的大力扶植下,日本接受了美(měi)國大量(liàng)的軍需訂貨。其機(jī)床工業趁機迅速地發展,1950年機床產(chǎn)量為0.4萬台,1955年為1.8萬台,1960年猛增至8萬台,1970年達25.6萬台,1982年機床產值躍(yuè)居世(shì)界首位。
此後,日本政(zhèng)府加強了對機床工業的領導和組織(zhī),將其作為機械工業發展中的重點,連續製訂發布了“加振法”、“機電法”、“機信法(fǎ)”三大法令。對加速(sù)機床工業的發展、提高加速水平和加強機床在國(guó)際間的競爭實力,起到了關鍵的決定性作用。
日本政府於1956年製訂的“機振法”(機(jī)械工業振興臨時措施法),原為5年期限,後因在實施中情況有變,曾經過兩次修改(gǎi),延長至1970年完成。在製訂“機振法”時(shí),經過反複論證,最終(zhōng)確定了以機床工業、配(pèi)套零部件作為突破口。在1956-1960年以(yǐ)機械設備現代化為重點;1961-1965年以加(jiā)強機床技術、機床工業國際競爭力為重點。在1966-1970年組織和加強了技術開發(fā)、攻(gōng)克產品中的關鍵研究課題,及時避免了低水平(píng)的無序競爭。
鑒於世界(jiè)電子技術的廣泛應用,在1971年3月日本製訂發布(bù)了(le)“機電法”(特定電子工業和機(jī)械工業振興臨時措施法)。期限(xiàn)為7年,落實並發展機電一體化產品的措施。
在1978年日本政府又及時製訂發布(bù)了“機信法”(特定機械信息產業振興臨時措施法),期(qī)限為1978-1985年。重點是以機電(diàn)信息一體化為中心(xīn),切實提(tí)高機械工業品的水平和整體素質。
從1958年起日本政府明確規定(dìng),以後每隔5年對全國機床擁有(yǒu)量進行調查和分析(xī),分別以機床的(de)役齡0-4、5-9、10-19、20年以上進行分檔,尋找與(yǔ)國外同行的差距(jù),並及時了解國內外市(shì)場發展的(de)需求(qiú),從而優化了各類機床的構成比,對提高整個製造業和工業生產能(néng)力具有極其重要的意義。在1987年第(dì)7次調查時,當(dāng)時日本機(jī)床的擁有量為79.29萬台 ( 其中包括金切(qiē)機床60.09萬台、數控機床(chuáng)6.6萬台、加工中心(MC) 1.46萬台)。全國汽車產量1225輛(注:中國在1995年曾進(jìn)行過正式調查,全國機床(chuáng)擁有量為(wéi)383.5萬台,其中包括NC機床3.68萬台,MC0.37萬(wàn)台,當年汽車產(chǎn)量為46萬輛(liàng))。
加強“質量”控(kòng)製,為大批量產品生產自動化、為小批量生產NC機床打下了良好的基(jī)礎。日(rì)本(běn)在1937年前,工業產品質量低下,“日本貨”聲譽掃地。1940-1944年間,日本在學習德國工業標準(DIN)的基礎上,製訂了日本的工業標準(JIS)。1940年,日本開始逐步采用了(le)德(dé)國施萊辛格博士製訂的“機床檢驗法”。隨著技術的發展,不但需要檢驗機床的靜態精(jīng)度,還需要檢查機(jī)床的動態精度。由於日本政府規定必須重視質量,於是,群眾自覺地組織起了質量檢查小組,尤其針對由汽車工業提供的高效自動化機床和自動線(實行大批量生產自動化),對機床的效率、可(kě)靠性、穩定性和耐用(yòng)性實行了嚴格的檢查。日本機(jī)床工業對質量的保證,提升了日本機(jī)床的水平,同時參與了(le)國際競爭,在感性和理性(xìng)上實現了升華並形成共識;在機(jī)床製造業(yè)中,如果沒(méi)有質量、精度和可靠性,就沒有高(gāo)效自動化,更(gèng)不可能發展智能化。
日本大力選拔人才,加強科研,促進(jìn)了機床工業、製造業(yè)和(hé)工(gōng)業的發展(zhǎn)。1956年,富士通公司(sī)領導預見到(dào)3C時代(dài)(Communication通信、 Computer計算機、Control控(kòng)製)的即將到來,選拔稻葉為(wéi)控製發展的(de)負責人、池貝為計算機發展的負責人(rén)。此後,二人終身為(wéi)所負責的專業奮鬥(dòu),打造了世界一流的企業。由稻(dào)葉領導的FANUC公司,其(NC)係統世界聞名,在世界上占領了50%的市場,在日本國內占領了約70%的市場,對全世界NC機床的發展作出了卓越的貢獻(xiàn)。
FANUC公司發展NC係統的思路是非常正確的,並在技術(shù)上一直領先,在世界所占(zhàn)領的市場份(fèn)額最大。稻葉先生於1946年畢業於(yú)東京(jīng)大學精密製造係(原名“兵器製造係”)。從基層技術員的工作幹(gàn)起,矢誌(zhì)不渝,一步步踏(tà)實前(qián)進,一生(shēng)從事NC係(xì)統的研究、開發和領(lǐng)導工作。其經營理念和戰(zhàn)略戰術為:⑴企業(yè)在“強”(科(kē)研開發與財(cái)務實(shí)力)不在“大”;⑵看準方向、當機立斷(duàn)。在18年間(1956-1974),稻葉先生一直領導著技術小組進行攻關,解決了NC機(jī)床(chuáng)控製中的許多關鍵的技術問題,並對電氣(qì)和液(yè)壓的伺服電動機方案進行攻關。當聽到美國蓋迪(Gette)公司新開(kāi)發了電氣控製伺服電動機時,正確地判定這就是未來技術發展的新方向。於是自己也開始了自行研製,但卻屢(lǚ)遭失敗,於是果斷決定,引進美國技術(在三日內辦完手續),以此為技術基礎並進行科(kē)研(yán)、開發、創新和提高。在當今世界上,FANUC公(gōng)司的技術一直保持領先地位;⑶FANUC公司一直重視“基礎理論科研”與(yǔ)“應用技術科研”工作,並將兩者緊密地結合在一起,充分發揮了科研、開發和創新的作(zuò)用,使其NC係統技術一直保持(chí)在先(xiān)進水平。公(gōng)司(sī)設有“基礎技術研究(jiū)所”,針(zhēn)對(duì)未來5-10年內的新技術,進行(háng)了研究和開發。在其人才匯集方麵,不問國(guó)別、性別、年齡,唯才是用。另外,還設有一個(gè)強大(dà)的“商品開發(fā)研究所”,研究人員占(zhàn)公司工人(rén)數的30%,主要任務是進行(háng)市場需求調研、接(jiē)受並消化基(jī)礎(chǔ)技術研究所的科研成果,結合市場的需求,研究開發新產品。
在新開發的產品中,要(yào)求(qiú)切(qiē)實(shí)做到零部件(jiàn)要少、成本要低、工作要可靠。產品主任設計師在完成設計之(zhī)後,立即負責(zé)領導完成新產品的試製工作,在新產品試製正式通過並上市後,才能另接新任務。FANUC公司在20世紀80年代後期,先後建立了數個“自動化工廠”,使用機器人與NC機床進行組合,對NC係(xì)統(tǒng)、機器人、主軸電動(dòng)機、伺服電動機、轉塔NC鑽床和電加工機床進行自動化(huà)生(shēng)產,技術上均居世界一流水平。由於生產實現了自動化,質量、生產效率(lǜ)得到極大提高(gāo)。其NC係統技術先進,在世界上(shàng)一直處於(yú)領先地(dì)位。
日本(běn)在發展NC機床的戰(zhàn)略戰術上,與美國和德國不(bú)同。美國和(hé)德國都是以汽車、宇航工業中高檔先進的NC機床為主攻方向,其技術先進,但(dàn)價格高昂;而日本,則以整個機械製(zhì)造業中的大中小企業所需要的量大麵廣的中檔(dàng)偏高的NC機床為主攻方向,從而能夠(gòu)占領更廣大的市場,獲取了更大的利潤。在發展NC機床中,日本特別重視對多工序複合加工(gōng)中心(MC)機床(chuáng)的開發(fā),不(bú)僅質量、精度、效率、自動化、可靠(kào)性、穩定性和耐(nài)久性(xìng)上乘,而且價格較為便宜。因此,在美、歐、亞機械製造業市場上受到歡迎。2010年(nián),日本(běn)共生(shēng)產金切機床7.57萬(wàn)台,其中NC機床6.32萬台,占83.5%;出口NC機床5.45萬台,占NC機床產量的86.2%。2010年出口美國NC機床(chuáng)0.22萬台(居世界(jiè)第(dì)一),出口中國的(de)NC機床0.16萬台(居第二位(wèi)),出口中國的(de)加工中心(MC)為1.28萬台(tái)(位居第一)。
日本既重視(shì)產品的(de)“開發創新”,又極其重視其產品的製造“質量”。日本企業不但具有長期營銷的眼光,而且其微觀決策特別快,非常及時。平時注意(yì)跟進形勢的變化,根據(jù)市場發展動向,注重調研,及時統計科研數據和需求情況,努力不懈(xiè),實行迅速、提前的投資,將技術及(jí)時轉化為(wéi)商品,率先(xiān)占領市場。在企業中(zhōng)設立專門的新產品(pǐn)開發機構和運轉靈活的(de)管(guǎn)理體係,看(kàn)準了市場急需的產品(pǐn),能及(jí)時提出開發方案。快速決策(cè)、快速設計、試製和驗證,移(yí)交生產部門生產後,快速投(tóu)入市場。
日本NC機(jī)床所需的各種配套及時,基礎(chǔ)部件齊全、質量過(guò)硬(yìng)、技術一(yī)流。產品開發投(tóu)入市場(chǎng)的速度超過了美國和德國。目(mù)前,日本的微電子計算機技術、通信網(wǎng)絡技術、NC控製技術(3C)均居世界一流。特別是(NC)機床所需的各種功能部件、硬件、軟件等技術,互(hù)相成套,基(jī)礎研究工作做得紮實(如NC係統、各種(zhǒng)功能部件、機(jī)、電、液(yè)、氣、光(guāng)元部件、先進刀具、測量、附件、精密軸承、電主(zhǔ)軸和(hé)伺(sì)服電動(dòng)機等),非常全麵。日本在發展世(shì)界未來智能化NC機床(chuáng)、機器人(rén)、柔(róu)性主軸係統(FMS)自(zì)動化工廠(FA)等方麵,卓有遠見,目光遠大、準確。在2010年日本國際機床展覽會(JIMTOF)上(shàng),日本(běn)的NC機(jī)床展品、配套件創新、智能化(huà)和環保化水平均居世界一流,超過了(le)美國和德國。
總的來說(shuō),日本的機床工業能在(zài)短(duǎn)期內(約50年)從機(jī)床技術落後20年一躍而世界一流,與美(měi)國、德國並列為世界機床工業、製造業、工業化的三大強國,其關鍵,在於能切實解決好人類社會生(shēng)產輔助的三大要素(sù)(人、工具、資源)。日本極大地加速了製造業(yè)、工(gōng)業化的(de)發展。日本地域小、資源缺乏,必須充分利用有限資源(yuán),切切實實地發揮人的創造性,並發揚每人的主人翁精神。日本十分重視教(jiāo)育(yù),從小培養“團隊精神”,廣大企業對(duì)員(yuán)工實行“終身製”,千方百計地培養人才,通過連續不斷地積累技藝,提高了(le)技術並且增強了企業的實力。在政府、企業中的專(zhuān)家人才,能遠見卓識,堅持有恒(héng)地使用社會(huì)的技術鏈、生產鏈和供應鏈。在當今21世紀知識經濟時代,硬件、軟件要達到世界一(yī)流,全靠人的(de)文化科技“知識”。日(rì)本成為工業化強國(guó)的成功經驗告訴人們,日(rì)本人民素質高(gāo)、作風嚴謹、學習刻苦、勇於(yú)創新、不(bú)斷進(jìn)取,是促進其企業成(chéng)功發展的關鍵(jiàn)。
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