軌道交通裝備發(fā)展對機(jī)床工具的需求

唐山軌道客車有限責(zé)任公司 萬景元 王立夫

制造技術(shù)中心 萬景元

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的交通方式不能滿足人們的出行要求等，為軌道交通行業(yè)的發(fā)展帶來了良好機(jī)遇。通過對軌道交通市場前景和當(dāng)下發(fā)展現(xiàn)狀的闡述，知曉軌道交通行業(yè)依然具有巨大發(fā)展空間。然而軌道交通的發(fā)展是離不開先進(jìn)的制造技術(shù)和裝備的，這也為低迷的機(jī)床工具行業(yè)帶來了新的機(jī)遇。

軌道交通市場前景

軌道交通主要是指地鐵、輕軌、空中軌道列車、有軌電車和磁懸浮列車等一系列的交通方式。軌道交通作為國家的基礎(chǔ)設(shè)施，不僅可以起到緩解現(xiàn)有城市交通壓力、改善城市環(huán)境和引導(dǎo)城市發(fā)展的重要作用，而且擁有高安全性、速度快、客源容量大和時(shí)間可靠性好等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，軌道交通的建設(shè)發(fā)展對于改善我國大城市的交通狀況以及促進(jìn)我國國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮重要的作用，可在當(dāng)下階段從根本上解決城市發(fā)展過程中存在的各式各樣的問題。比如，城市人口的大量增加導(dǎo)致的道路上行人擁擠，私家車、機(jī)動(dòng)車數(shù)量的劇增，汽車排放廢氣量增多、空氣污染嚴(yán)重及環(huán)境不斷惡化等問題。

通過建立軌道交通系統(tǒng)可更好地對現(xiàn)有的鐵路線路和市內(nèi)交通進(jìn)行鏈接，將鐵路網(wǎng)、城際網(wǎng)及城市內(nèi)公共交通線路網(wǎng)進(jìn)行綜合布局，更好地完善綜合運(yùn)輸體系，使上述問題得到合理解決。

伴隨國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速增長，使得軌道交通的發(fā)展變得更加順暢，為其提供了有效保障。預(yù)計(jì)到2020年，我國的GDP和人均收入能實(shí)現(xiàn)在2010年的基礎(chǔ)上翻一番的目標(biāo)。在現(xiàn)有和新開工項(xiàng)目雙高的作用下，2014年軌道交通投資需求首次突破3 000億元；而同期鐵路建設(shè)總投資規(guī)模達(dá)到6 500億～6 700億元。其中，高鐵投入了5 300億元，占總投入的80%。城市軌道和鐵路引領(lǐng)了2014年交建投資，總規(guī)模近萬億元。軌道交通建設(shè)屬于國家的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，在國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)剛需的大背景下，軌道交通的投入將會(huì)繼續(xù)增加，為軌道交通的發(fā)展提供有力保障。

綜上多個(gè)因素的共同作用，使得軌道交通產(chǎn)業(yè)的發(fā)展擁有更加廣闊的前景。

軌道交通發(fā)展現(xiàn)狀

我國的軌道交通從第一次大提速開始，到2011年完成的第八次提速，使得中國軌道交通經(jīng)歷了一個(gè)快速發(fā)展的歷程。比如：從上海到南京，在提速前全程需要4～5h，而目前最快的僅需要1h，速度已超過了350km/h；現(xiàn)在，從上海到北京也只需要5h左右。

在2013年有12個(gè)城市新開通運(yùn)營軌道交通線路，到2013年底我國軌道交通運(yùn)營線路累計(jì)達(dá)到80條，運(yùn)營總里程達(dá)到2 400km，運(yùn)營車站達(dá)到1 600座。到2020年我國城市軌道交通累計(jì)營業(yè)里程達(dá)到7 395km。目前我國有50個(gè)城市滿足地鐵建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)，未來我國大約有229個(gè)城市有發(fā)展軌道交通的潛力，2050年規(guī)劃的線路將增加到289條，總里程數(shù)將達(dá)到11 700km。依據(jù)國家發(fā)改委發(fā)布的多個(gè)城際軌道交通發(fā)展規(guī)劃數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，至2020年，規(guī)劃里程將達(dá)到9 871.5km。

隨著我國鐵路和城市軌道交通的快速發(fā)展，軌道交通裝備產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，2014年實(shí)現(xiàn)工業(yè)銷售產(chǎn)值3 886.5億元，出口交貨值154.74億元，“十三五”期間我國軌道交通裝備產(chǎn)業(yè)銷售產(chǎn)值年平均增長率約為20%?，F(xiàn)已建成了一批具有國際先進(jìn)水平的制造基地，生產(chǎn)能力已經(jīng)居于世界領(lǐng)先地位，并形成了以主機(jī)企業(yè)為核心、以配套企業(yè)為骨干，輻射全國的軌道交通裝備制造產(chǎn)業(yè)鏈。

近幾年，隨著200～250km/h高速動(dòng)車組、380km/h的高速動(dòng)車組的誕生，使我國已躋身于世界高鐵行業(yè)中，高鐵已經(jīng)以意想不到的方式改變著中國。我國高鐵和以高鐵為引領(lǐng)的軌道交通裝備對國內(nèi)每個(gè)人的生活都產(chǎn)生了巨大地影響，改變了人們的生活方式、思考方式、空間認(rèn)識(shí)方式和觀察問題的方式等，已經(jīng)成為了中國的“名片”和我們民族的驕傲。

而上述這些成果的實(shí)現(xiàn)，離不開先進(jìn)的制造技術(shù)和裝備。

機(jī)床工具行業(yè)當(dāng)前形勢

經(jīng)過多年努力，我國機(jī)床工具行業(yè)有了很大的發(fā)展，為國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)提供了大量的基礎(chǔ)工藝裝備，為國家的現(xiàn)代化進(jìn)程做出重要貢獻(xiàn)。我國已經(jīng)進(jìn)入世界機(jī)床生產(chǎn)大國、消費(fèi)大國和進(jìn)口大國的行列。

隨著改革的深入，多種經(jīng)濟(jì)成份并存的格局的形成，機(jī)床工具行業(yè)呈現(xiàn)了快速發(fā)展的良好形勢，已經(jīng)開始進(jìn)入發(fā)展速度與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行質(zhì)量同步增長的新階段，并為我國由機(jī)床制造大國向機(jī)床制造強(qiáng)國邁進(jìn)打下了良好的基礎(chǔ)。

但隨著宏觀經(jīng)濟(jì)的不景氣，機(jī)床企業(yè)利潤不斷被壓縮，尤其是勞動(dòng)密集型企業(yè)正面臨著前所未有的壓力。在經(jīng)過三年的持續(xù)下滑后，2014年上半年機(jī)床工具行業(yè)的總體運(yùn)行趨于平穩(wěn)。在市場如此低迷的格局下，軌道交通行業(yè)的快速發(fā)展或許可以為機(jī)床工具產(chǎn)業(yè)增添一抹亮色，眾所周知中國的軌道交通的發(fā)展過程是離不開先進(jìn)的制造技術(shù)和裝備的，新時(shí)期的軌道交通行業(yè)，有很多新的發(fā)展要求，在給機(jī)床工具行業(yè)帶來新機(jī)遇的同時(shí)也帶來了新的挑戰(zhàn)。

軌道交通裝備發(fā)展對機(jī)床工具的需求

中國軌道交通行業(yè)正在經(jīng)歷一個(gè)神速的發(fā)展過程，未來五年內(nèi)中國高速鐵路建設(shè)將維持大規(guī)模投入狀態(tài)，投資額將保持在每年7 000億元左右，共計(jì)3.5萬億元。其中，以高速、提速和重載為重點(diǎn)的中國鐵路建設(shè)和改造，更是成功的步入了發(fā)展的“快車道”。國家對軌道交通行業(yè)的超大投資規(guī)模和建設(shè)規(guī)模，刺激了整個(gè)制造裝備業(yè)以及機(jī)床工具行業(yè)的發(fā)展。目前軌道交通行業(yè)每年用于機(jī)床工具采購的金額接近70億元。顯而易見，軌道交通行業(yè)已經(jīng)成為當(dāng)今中國機(jī)床工具市場中一個(gè)非常重要的新興客戶。

依據(jù)產(chǎn)品和業(yè)務(wù)分工，軌道交通行業(yè)對機(jī)床工具的需求大致可以分為四個(gè)方面：

（1）軌道加工和高速鐵路路枕加工。

（2）機(jī)車和車輛的制造。

（3）車輪和車輛零部件的制造。

（4）軌道交通行業(yè)機(jī)車運(yùn)行的日常維護(hù)和維修。

上述的加工制造需要通用數(shù)控金切機(jī)床，如加工中心、數(shù)控立車等；專用數(shù)控金切機(jī)床，如軌道板磨床、車軌磨床等；還需要壓力機(jī)、折彎機(jī)等成形機(jī)床。這四個(gè)方面幾乎涵蓋了軌道交通從路網(wǎng)建設(shè)、車輛制造到運(yùn)營維護(hù)等軌道交通整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈。

具體來說，在軌道加工和高速鐵路軌枕加工方面：提速、高速軌道的建設(shè)以及改造，需要新型提速道岔，對數(shù)控道岔銑床、道岔磨床的需求也在不斷上升。高速軌道鋪設(shè)在完全不同于枕木的軌道板上，需要專用數(shù)控軌道板磨床，大約每100km就需要配置一套。

在車輪和車輛零部件的制造方面：動(dòng)力部分、電力機(jī)車和電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車對機(jī)床的需求也各不相同。電力機(jī)車加工重點(diǎn)是電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子和電機(jī)軸等，而電傳動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)車加工重點(diǎn)是柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)以及傳動(dòng)件。

在機(jī)車和車輛的制造方面：車體部分。不同機(jī)車車輛的車體基本上是一個(gè)鋼制框梁結(jié)構(gòu)，需要進(jìn)行局部面和孔的加工。

這些加工屬于一般性機(jī)械制造和柴油機(jī)制造的范圍，通用性機(jī)床和專用機(jī)床需求大大增加，如大型立臥加工中心、龍門加工中心、數(shù)控鏜銑床、數(shù)控立車、數(shù)控精密磨床以及曲軸車等。

在軌道交通行業(yè)機(jī)車運(yùn)行的日常維護(hù)和維修方面：主要工作是要保障車輪和車軸的完好，對磨損的車輪、軸承進(jìn)行及時(shí)的修復(fù)和更換，并在更換軸承時(shí)對車軸進(jìn)行修理。同時(shí)，隨著鐵路部門的改革深入和列車跨局長途運(yùn)行，維修工作量將大幅增加，維護(hù)維修工作將越來越集中到樞紐地區(qū)的機(jī)務(wù)段和車輛段，這就導(dǎo)致以門式車輪車床為核心的包括超聲波探傷和磨耗測量并自動(dòng)恢復(fù)原型最小切削量的生產(chǎn)線，將成為未來發(fā)展的方向。因此，對于數(shù)控車輪車床、數(shù)控不落輪對車床以及外圓磨床等都是必備的設(shè)備，隨著中國鐵路建設(shè)的發(fā)展，在線路養(yǎng)護(hù)方面的自動(dòng)化程度將越來越高，對養(yǎng)路機(jī)械的需求也會(huì)不斷增加。

綜上，隨著軌道交通行業(yè)的迅猛發(fā)展，給機(jī)床工具行業(yè)帶來了未知的巨大機(jī)遇。然而市場對軌道交通的主要要求是安全可靠、快速準(zhǔn)點(diǎn)。這在對軌道交通提出要求的同時(shí)，也就是對機(jī)床工具產(chǎn)品在精度、效率、可靠性等方面提出更新和更高的標(biāo)準(zhǔn)。例如：在進(jìn)行軌道交通機(jī)械加工時(shí)，難度較大的零部件主要是車體轉(zhuǎn)向架、空心軸套等機(jī)車走行部件，還有就是柴油機(jī)的主要零部件。機(jī)車柴油機(jī)的關(guān)鍵零部件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造精度、形位公差及表面粗糙度要求高，并要具有良好的互換性，如機(jī)體、曲軸、連桿、汽缸蓋等，目的是為了保證機(jī)車在高速運(yùn)行過程中可靠性好、耐用度高、安全系數(shù)高。

通過上例可知，可以根據(jù)軌道交通裝備中關(guān)鍵零部件的性能要求，來對不同種類又符合所提出的專業(yè)化要求的機(jī)床設(shè)備進(jìn)行選購；還可以通過以高鐵為代表的軌道交通裝備制造方面的加工難點(diǎn)為基礎(chǔ)，對機(jī)床工具的需求及創(chuàng)新制造提出解決方案。隨著數(shù)字化發(fā)展、自動(dòng)化和信息技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化的不斷提升，對機(jī)床加工設(shè)備的要求也將越來越多地趨向于全面解決問題的完美組合。

近年來國內(nèi)的機(jī)床廠商通過收購、并購世界先進(jìn)的機(jī)床制造商，使機(jī)床工具行業(yè)有了較大的起色。一些國產(chǎn)化的高智能設(shè)備在性能和精度上已經(jīng)可以和日本、歐洲的一流產(chǎn)品相媲美，同時(shí)更是滿足了綠色、多元化、噪聲低、污染少、低油耗、低排放及可靠性高的要求，與國外設(shè)備相比，在價(jià)格方面要低很多，更能滿足市場需求。

但是不少國產(chǎn)高端機(jī)床雖然基本具備了高端產(chǎn)品功能的要求，如五軸聯(lián)動(dòng)、車銑復(fù)合、大規(guī)格龍門等指標(biāo)，但在性能方面卻往往跟不上，如在精度、速度、靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性、可靠度上與國外機(jī)床相比還存在較大差距，這就要求國內(nèi)的機(jī)床行業(yè)必須加快向中高端產(chǎn)品邁進(jìn)。

中國軌道交通業(yè)的快速發(fā)展以及對機(jī)床產(chǎn)品的巨大需求，令機(jī)床企業(yè)矚目，軌道交通行業(yè)和機(jī)床制造業(yè)的發(fā)展可謂相輔相成、相互促進(jìn)。軌道交通制造業(yè)未來的發(fā)展，隨機(jī)床制造業(yè)的發(fā)展而不斷發(fā)展，隨各行各業(yè)的不同需求而不斷地發(fā)展。引領(lǐng)著軌道交通裝備向綠色、節(jié)能、環(huán)保，向輕量化等方向邁進(jìn)。

結(jié)語

軌道交通是提高交通運(yùn)力、供給能力的方式，可為緩解交通擁堵提供根本保障。同時(shí)，軌道交通也涉及到千家萬戶，和我們每個(gè)人的生活密不可分。隨著城市交通擁堵的日益嚴(yán)重，國內(nèi)城市軌道交通發(fā)展將進(jìn)一步提速，與傳統(tǒng)的交通方式相比，軌道交通的前景是相當(dāng)可觀的，未來將有巨大的發(fā)展空間，將會(huì)日漸成為都市中人們出行的重要交通方式。

同時(shí)，對于《關(guān)于推進(jìn)國際產(chǎn)能和裝備制造合作的指導(dǎo)意見》中，對加快鐵路“走出去”步伐，拓展軌道交通裝備國際市場的意見，也為軌道交通的發(fā)展提出了新的目標(biāo)。軌道交通事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展需要長期規(guī)劃，有步驟地實(shí)施。完善的相關(guān)制度、不斷提升的技術(shù)水平會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)我國軌道交通事業(yè)又快又好地發(fā)展。

[1] 楊舟.我國市域軌道交通發(fā)展策略研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2013（5）:27-30.

[2] 曹鋼材.中國“名片”——高鐵引領(lǐng)的軌道交通裝備發(fā)展[A].第十屆中國電氣工業(yè)發(fā)展高峰論壇[C].電氣時(shí)代，2014（3）：39-41.

[3] 田義海.我國軌道交通發(fā)展面臨的問題及對策研究[J].科協(xié)論壇：下半月，2012（7）.