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2021年中國機（jī）械工業科學技術獎機床工（gōng）具（jù）專業項目獲獎（jiǎng）情況分析

2021-11-22 來源：機床協會作者：-

一、獲獎項目

日前，2021年度中國機械（xiè）工業科學技術獎評獎公（gōng）示期結束，業界人士注意到，公示的366項建議鼓勵的項目中，有14項由機床工具（jù）專（zhuān）業評審組評審推薦的項目獲獎（見下（xià）表），其中一等獎3項、二等獎4項、三等獎7項。這些項目均（jun1）經中國機械工業科學技術獎評審委員會審核批準，申報單位確認。

2021年中國機械工業科學技術獎（機床工具專業）獲獎項目

二、獲獎情況分析（xī）

本年度參評（píng）項目獲獎比例偏低，獲獎項目數（shù）量不多，但項目質量較（jiào）高，一些優秀項目（mù）因為（wéi）受限於一等獎比（bǐ）例限製而隻能按照排序規則授予二等獎。

今年獲獎（jiǎng）結果呈現以（yǐ）下幾個主要特點：

第一、本年度獲獎項目比例較（jiào）低。獲獎比例限製或將（jiāng）成為今後中國機械工業科學（xué）技術獎評選的常態。其原因，一是由於中國機械工業科（kē）學技術獎（jiǎng）勵工作辦公室執行國家相關政策，對獲獎項目質量提出了更高的要求，因此對於獲（huò）獎項目比例越來越（yuè）嚴（yán）格，並有進一步壓縮（suō）獲（huò）獎比（bǐ）例的趨勢。二是從2020年開始執行新（xīn）的規定，要（yào）求項目授獎（jiǎng）等級需要得（dé）到項目完成人（rén）的認（rèn）可。有的項目對於獲獎等級期望較高，從而影響實（shí）際獲獎比例。

第二、獲獎項目覆蓋（gài）的行業和學科廣泛。金切機床、成形機床（chuáng）、工具類（刀具、磨料磨具）、數控係（xì）統及控製、鑄造機械項目均有獲獎。

第三、產學研用相（xiàng）結（jié）合的項（xiàng）目獲獎比例高，且高校、科研院所（suǒ）聯合企業申報的項目，獲得高（gāo）等級獎項的比例較高。本年度獲得一等獎的3個項目中，有2個項目來自校企聯合申報。

第四，2021年申報中國機械工（gōng）業（yè）科學（xué）技術獎（機床工具組）的項目質量較高，競爭激烈。因（yīn）評獎規則規定，必須嚴格遵守按申（shēn）報項目數量（liàng）的（de）比例授獎，受此限製，很多優秀項目落選（xuǎn），令人（rén）惋惜。建議行業企業以（yǐ）及（jí）高校、科研院所積極申報，增加參評項目（mù）的數量。

此外，從（cóng）今年項目申報（bào）情況看，企業成為主要（yào）力量，體現了企業逐步成為技術創新的主體。在參評（píng）的項目（mù）中，企業申報以及企業聯合高校和科研院所申報項目占比82.4%。在行業和專業屬性方麵，2021年（nián）度參與評審項目中，金（jīn）切機床（chuáng）類項目占比47.1%，金（jīn）屬成形類、工具類（刀具、磨料磨具（jù））、鑄造類、數控係統和自動控製類、竹木加工（gōng）機床類項目共占52.9%。

三、部分獲獎項目簡介

1. 多（duō）維超（chāo）聲精密加工係統設計理論與（yǔ）方法

榮（róng）獲技（jì）術發明一等獎，由河南理工大（dà）學、中南大學、北京工研精機股份有限公司、北京衛星製（zhì）造廠有限公司共（gòng）同完成。該（gāi）項目麵向（xiàng）國家高端裝備零件對高性能製造的迫切需求，針對（duì）超精密高效加工、高性（xìng）能（néng）齒輪表（biǎo）麵高效率強化、高性能增（zēng）材製造等麵臨的挑戰（zhàn）和難題，開展了超聲加工係統精準（zhǔn）設計理論與調控方法研究，突破了多項重大關鍵（jiàn）技術，研發了（le）關（guān）鍵（jiàn）功能部件及裝（zhuāng）備，打破了（le）國外對超聲加工技術的壟（lǒng）斷，形成了完全自主知識產權的技術成果，實現了航空航天（tiān）、國防、精密（mì）光學、3C 等領域關鍵零部件（jiàn）的高效（xiào）精密製造，推動了我國（guó）特種加工技術與裝備領域的技（jì）術進步。

主要技術發明點包括：

（1）多界麵複相材料（liào）聲學係統設計理論與方法。創建了均質單相和多界麵複相（xiàng）材料聲學係統精準統一設計理論，填補（bǔ）了纖維/顆粒增強複合（hé）材料、硬質合金等多界（jiè）麵複相介質聲學係統設計理論的空白（bái），研發了該類材料組成的耐高溫（wēn）超聲（shēng）刀柄、微孔螺紋超聲（shēng）加工、超聲ELID複合加工等係統，為難（nán）加工材料（liào）關（guān）鍵零部件的精密高效超聲加工及微鑄鍛增減材複合製（zhì）造提供了裝備支撐。

（2）多維複雜聲學係統局部共振設計理論與方法。提出了多維超（chāo）聲振動係統的局部共（gòng）振設計理論與準則，突破了係統末端件必須嚴格按半波（bō）長整數倍設計的（de）局限，發明了齒輪齒廓高效超聲加工與強化方法、大（dà）直（zhí）徑（jìng）軸承精密高效超聲（shēng）磨削係統、大直徑精密缸體超聲珩磨係統等，解決了（le）多維複雜聲學係統工程應用的精（jīng）準快捷設計等難題，為航天軸承、高鐵齒輪、船舶大型油缸等高性能製造提（tí）供技術支撐。

（3）非對稱結構複雜（zá）聲學係統統一設計理論與方法。提出了結構對稱與非（fēi）對稱複雜聲學係統的統一設計方法，發明了超聲縱（zòng）扭、徑扭、縱徑、雙彎曲等多維振動加工新（xīn）技術（shù），實現了同源同頻單/雙激勵（lì）超聲空間（jiān）橢圓振動超精密加工，研發了多維振動超聲刀柄和異型刀具，為3C 產品和光學器件的高效精密低損傷製造提供（gòng）了技術手段和裝備基礎。

（4）多（duō）維複雜（zá）聲學係統設計共性技術。發明了工具工作麵（miàn）振動定向控製（zhì）技術，提出了多維超聲振動係統穩定（dìng）性判斷（duàn）準則與調控技術，實現了超聲加工係統工具工作麵振幅的均勻穩定（dìng）控製，保證了高性能零（líng）件加工表麵一致性；研發了（le）一體（tǐ）化刀柄及高效無線（xiàn）傳輸係統，突破了超聲裝備工程化應用的局限，解決了高速加工、空間受限以及自動換刀等工程應用難題；實現了超聲裝備（bèi）與超聲刀柄的（de）係列化與標準化，為在航空航天、精密工（gōng）程、3C 等領域的大規模推廣應用奠定了基礎。

2017年，匯專科技集團股份有（yǒu）限公司與河南理工（gōng）大學展（zhǎn）開產（chǎn）學研合作，應用該項目成（chéng）果研發了係列超聲高速精密雕銑中心，HSK32E、ISO20、ISO25、BT30、BT40 等多係列超聲刀柄，全係列超聲口罩機焊接係統，大功率超聲電源及換（huàn）能器係統等。部分產品成功應用於（yú）藍思科技、伯恩（ēn）光學、比亞迪集團等3C 零件的精密加工，市場份額80%以上（shàng），並出口到美國、日本、德國、印度（dù）、英國等全世界多個國家。

2．數（shù）控機床及其關（guān）鍵功能部件可靠性技術與試驗裝備

榮（róng）獲科技進步一（yī）等獎，由吉林大學、沈陽機床股份有限公（gōng）司、沈陽機床（集（jí）團）有限責（zé）任公司、煙台環球機床裝備股份有限公司、長春禹衡光學有（yǒu）限公司共同完（wán）成。該項目依（yī）托（tuō）國家科技重大專項、國家自（zì）然科學（xué）基金、國（guó）家“863”計劃課（kè）題，針對數控機床（chuáng）的可靠性理論與技術開展研究（jiū），曆經20 餘（yú）年的產學研（yán）合作與持續積累，凝練出數控機床全生命周期可靠性技術路（lù）線，研發了數控機床及其關鍵功能部件的可靠性關鍵（jiàn）技術、研製了可靠性試驗裝備（bèi）並工程化應用。

主要技術成果有：

（1）創新（xīn）提出並研發（fā）了數控機床可靠性廣義設計技術。提出了（le）針對數（shù）控機床技術特點的可靠性廣義設計技術理念，開發（fā）了基於模糊綜合和區間層次分析的可靠性分配設計技術、采用區間層次分析和相似比較法的可靠性預計設（shè）計技術、基於故障分析的可靠性增長設計技術和基於設計缺陷故障機（jī）理溯源與設計經驗積累的可靠性設計準則。

（2）創新提出並開發了數控機床可靠性綜（zōng）合試驗技術。包括基於（yú）Bootstrap重抽樣和當量樣本法的可靠性現場試驗技術、靶向強化與主動（dòng）激發故障隱患（huàn）的早期（qī）故障（zhàng）試驗技術、源於現場（chǎng）工藝數據和切削試驗的數控機（jī）床多維載荷譜係編製技術、基於載（zǎi）荷譜步進應力的可靠性（xìng）台架加速試驗技術。四項技術構建了（le）數（shù）控機床可靠性綜合試驗技術體係，為規範、高效地獲取可靠性數據提供了（le）技術支撐（chēng）。

（3）發明了利用電液伺服和發電測功技術進（jìn）行靜動態切削力與（yǔ）切削扭矩模擬等係列的（de）應力模擬新（xīn）方法，研製了一批國內首創的（de）能夠模（mó）擬複（fù）雜實（shí）際工況的關鍵功能部（bù）件可靠性測試與加速試驗係（xì）統。實現了（le）國內對故障率最高的機械與電主軸、數控與（yǔ）動力伺服（fú）刀（dāo）架、盤式與鏈式（shì）刀庫、編碼器與光柵尺等四大（dà）類關鍵功能部件在模擬複雜實際工況條件下（xià）進行可靠性加速試驗（yàn）的能力從“0 到1”的突破。

（4）創建了包括樣本（běn）觀測值、點（diǎn）估計（jì）與區間估計等三類評估參數和覆蓋大樣本（běn）、小樣本與單機樣本等三類樣本容量的數控機床可靠性建模與評估技（jì）術體係。

（5）創建了具（jù）有可靠性建模、評估與故障分析功能的數（shù）控機床可靠性數（shù）據庫，積累（lèi）了10餘（yú）年來96萬台時現場試驗（yàn）與台架加速試驗的4806條故障與維修（xiū）數據。

3．航天複雜構件五軸高質高效精密加工成套工藝與製造係統及應用（yòng）

榮（róng）獲科技進步一等獎，由北（běi）京動力機械研究（jiū）所、科德數控股份有限公司、清華大學（xué）、蘇州千機智能（néng）技術有限公司、武漢華中數控股份有限公司、北京市電加工研究所、北京理工大學共同完成。該項目（mù）依托國家科技重大專（zhuān）項、國（guó）家自然（rán）科學基金課題，開展了航（háng）天複雜構件五軸高質高效精密加工成套工藝與製造係統的研究及應用（yòng）。

創新（xīn）成果有：

（1）創建了五軸高效數控編程與變餘量補償技術方法。建立曲麵光順優（yōu）化方法與變軸擺線銑、粗精組合銑編程策略；提出變餘量補償加工的在機（jī）測量路徑自動規劃、型麵（miàn）測量（liàng）點雲自（zì）動配準、模型（xíng）重構與理論刀軌（guǐ）修正方法；開發出國產五軸CAM 係（xì）統（tǒng），顯著減少試（shì）切（qiē）迭（dié）代次數，實現在（zài）機測量加工一體化，編程與（yǔ）加工效率提升20%。

（2）提出了複雜構件加（jiā）工精度綜合保障與主動控製方法。突破了（le）機床零位快速標定與漂移修正、機（jī）床動態誤差分析與補償、溫（wēn）度形變自（zì）動補償等綜合（hé）保障技術；發明了薄壁結構顫振在線抑製、偏心（xīn）正交車銑變形（xíng）補償、接刀痕跡消除（chú）等加工（gōng）精度主動控製方法，顯著提升弱剛性構件的加工精度（dù），複雜曲麵輪廓精度達到0.06mm。

（3）發明了多信息傳感與融合的複雜構件智能加工技術（shù）。提（tí）出了主軸與伺服參數自適應控製算法、雙NURBS 曲（qǔ）線平滑插補與速度優（yōu）化控製方法、工序參數智能決策算法（fǎ），構建了多源信息動態感知與實時處理的智能全閉環加工係統（tǒng），解決了“連續-離散-連續”生產過程導致的效率和精度損失問（wèn）題，綜合生產效率提升30%。

（4）攻克了高效（xiào）精密加（jiā）工係統集成與故（gù）障診斷技術（shù）。突破了多品種、變批量柔性生產線規劃設計方（fāng）法，解決了工件配送（sòng）協同、離（lí）線裝配找（zhǎo）正、換裝（zhuāng）在線檢（jiǎn）測難（nán）題，實現混流、柔性、拉式（shì）生產，OEE 指標提升至65%；提出了數控機床多類型（xíng）故障診斷模型和可靠性迭代提升方法，MTBF 提升至2200小時。

項目建成國（guó）內首條全國產航天複雜構件數字化柔性生產線，完成9 類、10萬餘件序批量生產，打破了國外高端製造工藝與裝備的技術封鎖（suǒ），實現了航天動力複雜構件關鍵製造技術自主可（kě）控（kòng）。

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