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    作為國民經濟的支柱產業，汽車工業在建設創新型國家中同樣起到支柱作用。目前，大家都在討論中國汽車工業的自主創新，但是鮮有涉及汽車制造技術---包含裝備技術的自主創新。什么叫汽車制造強國？答案不僅是馬路上跑許多中國品牌的車，而且是要用中國的生產線制造的中國車。實現這一目標，將帶動我國汽車和機床兩個產業的發展，使汽車和機床兩個產業成為創新型產業。
    近十幾年來，汽車工業已經成為中國機床消費主體，約消費了全社會40%的機床。同時，汽車工業投資的一半以上又用于購買機床，其中進口機床額約占80%。統計表明，從上世紀90年代開始，中國汽車工業投資速度明顯加快。十五期間汽車工業投資總額已突破2000億元，也就是說，超過1000億元用于采購機床，其中約800億元（100億美元）購買進口機床，約占5年機床進口總額（約217億美元）的四成半。這是我國機床市場國內銷售和進口高速增長的主要原因。
    從歷史發展來看，我國汽車制造裝備可分為四個階段：
    一是蘇式裝備階段。20世紀50年代，新建的第一汽車廠基本是蘇式裝備。
    二是國產裝備階段。20世紀70年代，為裝備第二汽車廠（東風公司前身），組織了130多個機床生產、科研單位，提供了117條自動線，1004種5500臺高效、專用設備。裝備國產化率96%，稱為聚寶盆。
    三是西式裝備階段。20世紀90年代，我國汽車工業進入轎車時代。由于國內汽車裝備制造業發展滯后，只能用進口生產線制造中國轎車，設備投資80%以上依靠進口。據不完全統計，現代發動機先進制造技術采用的柔性自動線---FTL，已經安裝了100條以上，單價約2000萬美元，其中進口約占90%以上。我國是世界上FTL應用最熱、進口最多的國家。又如，整車制造四大工藝裝備中，除了沖壓生產線國產產品占了大部分市場外，其他幾乎全部進口。
    四是創新和引進相結合階段。今后15年是發展國產汽車裝備的最佳和最后戰略機遇期。我們只能也必須走自主創新與引進相結合之路，并逐步提高自主創新比重。
    制造技術是汽車工業的重要核心競爭力
    一方面，國際汽車制造技術日新月異、飛速發展，產品水平取決于制造技術水平。正是近年大量先進數控設備的采用，使我國轎車裝備整體上進入柔性化時代，才支撐著我國汽車工業的不斷發展；另一方面，汽車企業的國際競爭力取決于制造成本。隨著我國汽車工業開始進入微利階段，企業將無力長期支付高昂的進口設備價格。可以說，裝備本地化是企業生存競爭的需要，依賴進口生產線制造中國車的時代已經走到了盡頭。
    從歷史角度觀察，汽車產品的發展必然伴隨著制造技術和裝備的革命，反之亦然。
    20世紀初，福特汽車公司創始人福特發明了大量生產流水線，從此汽車開進社會。20世紀末，由于技術進步，汽車產品更新換代周期從幾十年縮短到3～5年。組合機床自動線由于缺乏柔性而無法適應。福特公司與INGERSOLL公司合作，研制了集高柔性以及高效率于一身的高速加工中心，由它組成的柔性自動生產線的問世，加快了汽車產品的更新換代。進入21世紀，發動機制造技術正醞釀著新的革命，以便解決多樣性與經濟性日益突出的矛盾，滿足變品種、變批量的需要和市場快速反應能力。精益生產（LeanProduction）、敏捷制造（AgileManufacturing）、可重組制造系統（ReconfigurableManufacturingSystems）、綠色制造（GreenManu鄄facturing）等新的生產方式成為21世紀汽車制造系統的戰略選擇。
    為應對節能和安全需要，現代汽車普遍采用輕量化設計。這就催生了內高壓成形技術---制造空心輕體構件的高新技術。
    激光加工技術。包括激光切割、激光焊接、激光拼焊板沖壓成形技術，是國際上大力發展的一種先進技術。國外激光器應用以每年20%的速度增長，通用汽車公司在線使用200臺以上激光器。激光加工已成為現代汽車制造不可或缺的技術。激光拼焊板沖壓成形是將不同材質不等厚度鋼板激光拼焊成毛坯，然后整體沖壓成形，可減輕零件重量、提高整車匹配質量、降低材耗、提高生產率。轎車車體三維數控激光切割是最近發展的柔性制造技術，代替傳統的手工切割+沖裁模制造方式，使生產準備周期從2.5個月縮短至5天，大大縮短了新車開發周期。
    溫鍛成形技術。兼有熱鍛和冷鍛的優點，主要用作輕體材料（鋁、鎂、鈦）進行熱模鍛、等溫鍛超塑性成形。美國汽車和航空、航天工業應用廣泛，溫鍛件約占精鍛件的50%。
    粉末冶金燒結鍛造技術。粉末冶金鍛造連桿重量精度可達1%，而鍛造連桿重量精度為2.5%。與常規機加工連桿相比，達到經濟批量后，可節約加工費35%。
    汽車工業是拉動機床工業發展的火車頭
    在國際上，汽車強國一般同時又是機床強國。不僅美、日、德、意諸國，新興機床國韓國、西班牙的機床工業也是靠汽車工業拉動的。同時，在世界范圍內，凡是能滿足汽車工業需求的機床企業，必定是世界上一流的機床企業。
    汽車工業對機床工業在技術上的帶動，主要體現在以下幾個方面：
    第一，轎車零件的尺寸和幾何形狀精度比一般機械要高一到兩個精度等級，這就帶動了機床向高精度發展。
    第二，汽車制造屬于大批量生產，特征是流水自動線，核心技術是系統集成技術---將工藝系統、物流系統、信息系統集成為流水自動生產線。進入21世紀，要求按照精益、敏捷理念設計新一代柔性自動線，要求能夠提供成套交鑰匙工程，它的技術含量、技術附加值和難度比傳統單機要高出幾個等級，要求機床制造企業非常熟悉現代汽車零部件制造工藝，能夠熟練掌握各種現代制造技術（如數字化技術、柔性自動化技術、高速加工技術、仿真技術、綠色制造技術等），并具備各種技術的集成能力。由于現代制造技術日新月異，還要有集成創新能力。可以說，提供發動機總成（PT）現代柔性自動線的能力，已經成為世界頂級機床制造企業的標志，包括已經進入世界前10名的我國大連、沈陽機床集團公司也是如此。
    同時，目前流水自動線設備排列是串聯式，全線機床不能獨立工作，一臺機床有故障則全線停產，會造成巨大經濟損失。如，一個年產量30萬臺的發動機廠，停產一天的損失可達1.5億元。這就對機床的可靠性（MTBF）提出了苛刻的要求。
    第三，大批量生產還需要高效專用機床、專用自動生產線。對機床的基本要求是高剛度、高速度、大功率，一律配備超硬刀具。高效專用機床的基本特征是量體裁衣，即按照用戶需要提供個性化產品。它的技術難度比通用機床高得多，也要求提供成套交鑰匙工程。
    第四，在交鑰匙工程基礎上，目前國際上已發展到提供全面解決方案（TotalSolution），這就對裝備供應上提出了更高的要求，如具備自主技術創新能力，要求裝備供應商提供的不僅是全面的解決方案，還必須是當代技術水平可達到的最佳方案；具備經濟分析能力，提供的方案具有優良的性價比，投產后即創造價值，并迅速收回投資。全面解決方案已經使服務成為制造商供貨的主要內容，這也是現代制造與傳統制造的分水嶺---服務比重越大越現代。
    第五，由于競爭激烈，對降低制造成本有苛刻要求，這就要求對加工工藝及裝備不斷創新。如采用精益機床（LeanMachine）---去除冗余功能，具有占地面積小、高效率和極強針對性的特點；敏捷夾具（柔性夾具）---可控、可調夾具；智能刀具（SmartTools）---為特定零件加工設計的一系列可控、可調和專用高效的刀具；進行復合加工；切削加工轉變為少、無切削加工、非傳統加工等。這也帶動了機床工業創新能力的提高。
    第六，我國已成為模具生產大國和消費大國，世界模具生產中心正在向中國轉移。汽車工業是模具應用最多的工業，模具品種多、精度高、形狀復雜，還要求交貨期短。目前，仍有很大一部分精密、復雜的汽車沖壓模具和塑料模具、轎車覆蓋件模具、電子接插件等高檔模具依靠進口。由于模具產品的高技術特性，只有采用精密裝備才能保證工藝要求，需要機床工業提供精密五軸加工龍門式、床身式高速銑，一系列高級電加工機床，CAD/CAM一體化技術，快速模型制造技術等。
    此外，汽車工業還對沖壓自動線、精密鑄件自動線、機器人焊裝自動化成套裝備、機器人噴裝成套裝備、總裝自動化成套設備、數控刀具系統、激光切割和焊接設備、測試設備等提出了全面要求。因此可以說，汽車制造裝備自主創新將全面提升我國數控機床及相關裝備制造業水平。
    我國汽車制造裝備的自主創新能力、產品性能等仍落后于國外
    在現代發動機總成制造技術、高速加工中心、由高級復合化機床組成的制造單元等高端機床方面，我們的自主創新能力與國外技術發展的差距在逐漸拉大。著名發動機專家顧永生說，國外的機床設計師對客戶的制造工藝非常熟悉，每年都對產品出口進行改進。比如國外上世紀90年代以后發動機的零部件就用柔性加工的方式，而發動機的缸孔使用機械式加工如平頂珩磨以及激光珩磨，這都是不斷改進的結果。而在我國，機床幾年都難以改進，更別說是每年改進了。
   我國的汽車制造裝備仍停留在傳統制造---賣機器上，只提供A/S（AfterService）---售后服務；而國際設備供應商已經進入到提供T/S（TotalSolution）---解決方案時代。這是我國汽車制造裝備供應商與國際汽車制造裝備供應商之間產生的新的也是更加嚴重的差距。
    目前，我國汽車制造裝備供應商大多只能提供單機、不能提供生產線，只制造M（MachineTool），不制造MC（ManufacturingCell），特別是缺乏系統集成技術。
    我國生產的機床性能與國際水平存在差距。主要數控機床無法滿足現代轎車對精度、精度保持性、可靠性的需要。如，國際上加工精度從1950年到2000年提高了50倍，國內加工中心精度與國際先進水平差距大體為15年；工序能力指數值普遍為1.33，轎車制造要求工序能力指數值≥1.67；國內機床的MTBF值只達到約500小時，而進口生產線的MTBF可以達到約5000小時。
    選擇重點突破項目，創建汽車制造技術及裝備創新體系
    按照《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》、《國務院關于加快振興裝備制造業的若干意見》確定的方針，選擇重點突破口，爭取列入國家推進項目---制定國家技術標準、組織國家驗收、鑒定和推廣。
    在汽車整車和關鍵零部件總成生產線裝備中，瞄準汽車裝備市場中長期需求和世界汽車制造技術及裝備發展前沿技術，選擇一批對產業升級有重大影響、有重大推廣價值、有重大社會經濟效益、能夠實現核心技術和系統集成能力的項目。
    第一，選擇一批重點突破項目。
    一是應用類自主創新項目。這類項目必須由企業自己提出并有自有資金投入，具備技術實力和市場基礎。國家給予資金、政策支持，并組織項目業主與制造企業以及大專院校開展聯合設計、聯合制造，制造企業及大專院校由業主選擇。必須進行科技管理創新，破除舊的科研管理模式，成果由企業和國家共享，全社會受益。
    內高壓成形汽車管件技術。---內高壓成形技術是對封閉在模具型腔內的空心管件充以極高壓力的液體，迫使管壁緊貼內腔壁而成形，是制造空心輕體構件的高新技術。為應對節能和安全需要，現代汽車普遍采用輕量化設計。內高壓成形件質量輕，空心軸類零件重量減輕40%～75%，提高了零件剛度和強度，零件數量少、焊縫少、生產成本（包括模具費用）比沖壓件降低15%～30%，在歐美發展很快。在北美制造的典型轎車中，空心管件已占轎車零件總數的16%。
    空心管件主要用于發動機排氣系統異性管件、發動機托架中的管件、底盤結構件、車身框架、前后軸、驅動軸等結構管件。國內幾家合資公司已經分別從德、美、日進口內高壓成形件用于他們生產的中高級轎車上。國內哈工大、燕山大學、一汽技術中心等單位也在研究內高壓成形技術，但由于條件所限，基本都處于實驗室研發階段。
    本項目依托一汽集團公司技術中心，已獲國家科技部批準。它的研發成功，將為我國汽車采用輕量化設計提供技術裝備，有重大推廣價值，對產業升級有重大影響，具有重大社會經濟效益。
轎車車身激光焊接自動化工裝設備系統研制。轎車車身激光焊接是車身制造的關鍵技術。在降重、降成本、提高效率、提高質量和安全性能等方面，都發揮了巨大作用。
    激光焊接工裝系統技術含量高、難度大。特點是自動化、智能化、光機電一體化，含有許多專利、專有技術。目前，車身激光焊接自動化工裝設備系統是制約車身激光焊接的瓶頸，國內尚無產品。
本項目包括研究焊接工裝設備系統及其通配性、焊接專家系統（包括焊接工藝數據庫）、焊接系統集成、焊接系統控制。
    本項目依托一汽集團公司技術中心。它的研發成功和推廣應用，將使以夏利為首的經濟型轎車品質提升，改變國產經濟型轎車等于低檔轎車的現狀，實現技術升級換代，提高自主品牌汽車的核心競爭力，有重大推廣價值，對產業升級有重大影響，具有重大社會經濟效益，
    同時，《高檔數控機床國家科技發展重大專項》中列入的汽車制造業需要的高效、高精度成套裝備，當然屬于重點突破口項目，包括輕體材料（鋁、鎂、鈦）成形與加工成套設備，沖壓自動線，精密鑄件自動線，機器人焊裝自動化成套裝備，機器人噴裝成套裝備，總裝自動化成套設備等。
    二是關鍵共性技術、前沿技術。
    要列入國家項目，由高校和研究院所攻關。如首先將提高機床可靠性列入國家項目。移植我國成功實施的航天可靠性工程，建立汽車關鍵零部件總成生產線裝備可靠性分析設計與試驗評估的理論方法和軟件工具，結構與機構動態可靠性分析設計的理論方法和軟件工具。
    還要加快可重構制造系統---RMS的研制，從目前的理論探討階段推進到可重構樣機和可重構生產線試制階段。
    當然，關鍵共性技術、前沿技術及若干應用類自主創新項目，還關聯到許多行業，首先是航空航天業。美國、日本的汽車制造技術，得益于飛機制造技術。我國也是如此，在我國甚至有許多飛機制造企業造汽車，這就更加需要兩個行業的協同集成。
    例如，由天津天鍛壓力機有限公司和紅原航空鍛鑄工業公司共同開發的我國第一臺數控等溫鍛造液壓機，列入國家重大技術裝備創新研制項目，已完成產品鑒定，公司已成功制造出國內最大的鈦合金模鍛件。這項技術如能在汽車工業推廣應用，將推動實現上述重大專項中列入的汽車制造業需要的輕體材料（鋁、鎂、鈦）成形與加工成套設備項目。內高壓成形技術不僅是現代汽車管件制造急需的新技術，也是飛機發動機中空曲軸和復雜管件急需的新技術。發動機制造技術中，汽車和飛機有許多共同點，可以互相借鑒。高速加工技術，國內外都是在汽車和航空、航天工業率先取得突破的。
    同時，對數控機床高精度、高精度保持性的需求，汽車和航空、航天等國防科技工業是最突出的。
    第二，創建汽車制造技術及裝備創新體系。
    現在，我國計劃經濟體制下的機床科研體系已經轉企改制，取而代之的適合于市場經濟體制下的科研創新體系卻未建立起來。美國是市場經濟發達的國家，他們組織國家制造科學中心（NCMS）的經驗可以作為建立我們的汽車制造技術創新體系的參考（見相關資料鏈接）。即：政府資助，機床產業和汽車產業聯手，組織汽車制造裝備研發中心，由高校執行課題。在舊科研體系不復存在的情況下，高校的力量尤其重要。目前建立研發隊伍最可行的辦法就是產、學、研合作，尤其是產、學合作。美國最重要的技術研發項目都在大學，包括數控機床、RMS---可重構制造系統。中國汽車工程學會即擁有多家高校汽車團體會員，如果我們能夠學習美國經驗，他們將是中國汽車制造技術及裝備創新體系的生力軍。
    創建汽車制造技術及裝備創新體系是一件復雜的系統工程。其中最困難的是機構和人員的集成。中國汽車工程學會正在構建汽車企業和機床企業交流對話機制，組建汽車工程建設與裝備分會，使機床產業的發展與汽車產業發展同步，按照協同集成、自主創新、重點跨越方針，建立產（汽車產業）-產（機床產業）-學虛擬科研開發聯合體。