S-863先进制造工艺、方法与装备主题
CIMS系列讲座
• 选题准则
– 对国民经济持续发展的意义
– 对技术发展的意义
– 对产业发展的意义
– 实施的可行性
• 领域布局
先进制造与自动化技术领域（ 图 1 ）
S-863先进制造与自动化领域背景
S-863先进制造工艺、方法与装备主题
项 目 建 议
• 引 言
• 现状与趋势
• 主题布局
• 目 标
• 立题原则
• 措 施
• 经 费
• 预期效果
引 言
• 制造业是国民经济的基础，工艺与装备是制造
业的基础。
• 工业发达国家极为重视工艺与装备问题
美国的装备制造业也呈现衰退若干年( 图2 ），
但几年前，美国人就醒悟了，他们已把制造业、
把工艺与装备视为与基础科学、国家安全、健
康、社会福利（美国历来极为重视的领域）一
样重要。
• 21世纪中装备制造应是中国与发达国家竞争的
主要领域之一。
Figure 1 -- Decline of . Machine Tool Industry
from >> “Overview of Research and Technology Development of
Machine Tool System in the United States”
( Jay Lee and Bruce Kramer )
Percent
of world
production
1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992
30
25
20
15
10
5
0
Japan Germany . Italy
. is
number 1
. is
distant 4th
美国人的认识
（from >> “Unit Manufacturing Process”）
• 我们（指美国）在相对生产率增长方面的衰退
可以追溯至我们对制造领域中人力、研究及研
究成果的转化等方面的投入不足。没有任何事
情比改造制造能力对我们的生活水准产生更大
的长期影响。除非，我们作为一个国家，把制
造视为与基础科学、健康、社会福利、国家安
全等一样重要，否则我们不能获得足够的资源
以提高我们的生活水准。
美国人的认识
（from >> “Unit Manufacturing Process”）
• 一个国家如果不能生产好的东西，最终其公民
会失去很多就业机会，而且其公民会发现他们
工作的质量和生活水平水准都会随之下降。
• 工艺装备工业在经济中扮演独一无二的角色。
它为经济中的所有其它制造业提供工具，即使
劳动者的教育、运筹管理、交通、通讯等都使
生产力增长，但归根结底，好的工艺装备业的
影响差不多肯定超过所有这些因素的影响。
多项研究（如National Research
Council）把工艺与装备置于工业研究最重要
领域的前列。
引 言
• 相对于发达国家，我国的装备业在进一步衰退，
我国的工艺水平在相对下降。中国可不能听任装
备制造业衰退若干年。中国不能重蹈东南亚某些
国家的覆辙。
• 中国作为一个大国不能没有自己的装备制造业，
不能没有良好的工艺水平。中国在工艺与装备方
面不能再贻误时机。
• 中国不能听任发达国家仅把一些劳动密集型的、
易污染环境的制造业转移到中国。
引 言
• 中国是一个人口巨型国家。如果我们的装备制
造业继续下滑，非但影响国民经济和人民生活
水平，而且由此而导致的大批失业将会成为严
重的社会问题。
• 我们要有所为有所不为，而工艺与装备恰恰是
不能不为的领域。
绝不是危言耸听！
现状与趋势
• 国外现状
– 宏观计划
– 技术与研究现状
• 美国研究现状一瞥
• 技术现状举例
• 国内现状
– 工艺与装备现状
– R&D现状
• R&D趋势与特点
宏观计划
• NGM，由美国NSF、NIST、DOD、DOE组
织，1995年开始，1997年完成。有100多人
参与，包括工业界、学术界、政府机构的专
家人士。计划包含10个方面，特别强调下一
代的制造工艺及装备（Next-generation
Manufacturing Processes and
Equipment）为十大关键技术之一，指出下
一代制造工艺及装备应该是用制造科学为知
识基础的可重组、规模可变化
及经济合理的制造工艺与装备。
宏观计划
• Unit Manufacturing Process， 由 Research
Committee National Research Council 组织，
有15人参与，从1991年开始，1993年完成。
• 德国制造2000计划
• 日本的智能制造技术计划（IMS）
• 韩国的高级先进技术国家计划（G-7计划）
技术与研究现状 — 美国研究现状一瞥
• MTAMRI（ Machine Tool Agile
Manufacturing Research Institute）是一个
跨大学的从事工艺与装备的合作研究组
织，主要目的在于促进合作研究、技术
集成、技术转移、与工业界及政府的对
话等。MTAMRI得到了美国NSF的有力
支持。
• 佛罗里达大学Tlusty 为首的
Machine Tool Research Center
• NACMATT ( National Coalition for
Machine – Tool Technology ) 包括23个工
业界成员、大学、国家实验室等，是以
University of Illinois at Urbana –
Champaign为首，94年建立。
• Machining Research Program at University
of Kentucky, led by Prof. Jawahir
To become a leading research group, provide a
strong scientific foundation for the generation and
application of new knowledge in machining
processes.
技术与研究现状 — 美国研究现状一瞥
技术与研究现状 — 美国研究现状一瞥
• Center for Grinding Research &
Development ( University of Connecticut )
• 加州伯克利大学MOSAIC（Machine –
Tool Open System Advanced Controller）
– sensor feedback
– computer-aided set-up
– touch-trigger probe
– automatic compensation
技术与研究现状 — 美国研究现状一瞥
• MIT
– 实时监控铸造中凝固现象，J. H. Chun
用X射线CT系统产生二维image，其成像乃物
体的密度映射。
（得到NSF资助后，使他们又获得了工业界的
资助）
– 高精度、磁悬浮定位系统（轴承定位）
轴向：15nm, 横向：3nm
– 自补偿线性静压轴承
技术与研究现状 — 技术现状举例
• 工 艺
– 精密成型
– 高速切削
– 硬切削
• 装 备
– 刀具
– 机床
• 控 制
– 过程控制
– 数控系统
工 艺 — 精密成型
• 日本等工业发达国家采用温精锻技术
生产形状极为复杂且精度要求又高的轿车等速
万向节壳体及星形套等关键零件，有的部分直
接达到最终尺寸精度及表面光洁度要求。
工 艺 — 高速切削
• 机床主轴最高转速可达40,000r/min，最
大输出功率为45kW。进给系统采用
滚珠丝杠： 快速进给达 40～60m/min
直线电机： 快速进给达 76m/min
• 美国Cincinnati, 美国Ingersoll，日本的牧
野、意大利Rambaudi等公司之：
– 标 准 主 轴 转 速 配 置 可 以 达 到 8000～
10000r/min
– 可选20,000r/min以下的主轴单元已商品化
工 艺 — 高速切削
• 美国Ingersoll的HVM800高速加工中心
– 采用了液体动、静压轴承，主轴转速达
20,000r/min
– 在X、Y、Z轴上使用永磁式直线电机，
进给最高速度达到
• 瑞士Mikron的HSM700高速铣床
– 主轴转速42,000r/min，快速进给40m/min
工 艺 — 高速切削
• 意大利Vigolzone的高速卧式加工中心
– 三轴采用直线电机，进给速度三轴均达
70m/min，加速度达1g。
• NCMT公 司 的 BIG + PLUS spindle
holdings system, 主 轴 转 速 达 40,000
rev/min。
• IBAG公司高速主轴使粗铣比普通快5倍，
最高速可达200,000 rpm。
工 艺 — 高速切削
• 模具制造领域中，
– 高速切削减少了加工工序，将切削速度提高5-10
倍，并改善铣削复合表面的表面质量。
– 大的轴加速度确保轨迹精度，高速切削必须有相
应的进给量。
– 硬度在46-60HRC之间工件,以铣削代电火花加工。
工 艺 — 高速切削
• 快速移动几年前不足 10m/min,现已达
40m/min。
– 主轴速度10,000~12,000 rpm已成为标准
– 在高速和低速情况下都能传递大的扭矩
• 德国WZL/RWTH的Dyna-M型3轴铣床
– 主轴转速19,000r/min，电机15KW
– 进给速度90m/min，加速度
工 艺 — 硬切削
• 硬车削是把淬硬钢（HRC>55）的车削作
为最终加工或精加工的加工方法。以车
代磨，加工效率比磨削加工高3～4倍。
• 硬车削中产生的大部分热量被切屑带走，
从而使零件获得良好的整体加工精度。
• 硬车削设备投资少，适合柔性生产需求。
车床投资是磨床的1/3～1/2。硬切削不需
特殊设备。
装 备 — 刀具
• SGS公 司 的 高 速 铣 削 刀 （ 镀 层 Ti-
Namite），线速度可达400m/min，加工
硬度达HRC60，甚至可以在干切削条件
下进行切削。
• Horn GmbH 之 Super mini boring tool
insert, 可镗2mm直径孔。
• Stocdon 陶瓷刀片可在100~200 m/min和
~ mm/rev的条件下加工镍基合金，
此种速度比通常硬质合金快5倍，进给量
大2倍。
装 备 — 刀具
• 可转位的涂层刀片（镀层为TiC, TiN,
CrC, CrN, Al2O3）, 提高了刀具的耐磨
性和韧性，可提高刀具寿命6~10倍。
– 美国肯纳公司的KC990刀片
– 日本三菱公司的UC6010刀片
• 德国的HSK和美国的KM工具系统使用短
锥空心刀柄，接触刚性好，夹紧可靠，
传 递 转 矩 大 ， 重 复 定 位 精 度 高 达
~。
装 备 — 刀具
• Sandvik Coromant 的U钻钻削的孔深达
4~5倍孔径，将钻削生产率提高了300%。
– Coromant刀具的寿命大约300~500零件/刃
– 用可转位刀片进行高速镗削，不仅缩短加工
时间，并能获得更好的工件质量。
• 日本九州大学工程部智能机械工程系开
发了激光引导式深孔加工方法
– 用于深径比：1000~2000的深孔高精度加工
装 备 — 刀具
• 德国维克高精度静压膨胀式刀具夹头
– 用于深孔钻
– 减少刀具磨损、换刀次数和废品率
– 刀具寿命延长2倍
• 聚晶立方氮化硼（PCBN）刀具用于先进
切削工艺研究
– PCBN刀具材料具有很高的硬度、耐磨性
（比硬质合金和陶瓷更高）、热稳定性、高
温硬度、低的摩擦系数等。
装 备 — 刀具
– PCBN刀具用于先进切削工艺
• 最适合于铸铁、淬硬钢等材料的高速切削
加工，高速下刀具的寿命反而越高。
• 用于硬态切削
– 以车代磨，对淬硬件（55HRC以上）
精加工,可提高加工柔性无须加切削液。
– 当工件硬度高于40HRC后，刀具寿命
随工件硬度增加而增加。
• 用于干切削
• 用于自动化及难加工材料的加工
装 备 — 机床
• 高速
– 降低非切削时间（快速定位，quick chip-to-
chip tool change，降低托盘交换时间）
– 增加金属除去率（高速主轴，新刀具设计，
coating 材料）。现在，金属除去率已比几年
前提高了2~10倍。
• 柔性
– 法 国 Renault的 超 高 速 切 削 加 工 中 心
（HSC）易集成到自动化加工线中。
装 备 — 机床
• Reliable, unattended machining , 高切削率
（coolant, flow and chop removal ）
– 机床检测系统的精度、可靠性
• 国外系统中多选用双频激光干涉仪作为检
测元件
– 提高机床效率的雷尼绍测头
• 序前、序中、序后
• 自动补偿
• Powerful, and user friendly controls
装 备 — 机床
• 功能部件
– 轴承与主轴单元
• 瑞士Ibag制造的采用磁悬浮轴承的主轴单
元，其主轴转速可到20,000～40,000r/min。
• 德国KAPP公司采用的磁浮轴承砂轮主轴
的转速达到60,000r/min。
• 气浮轴承的主轴单元的主轴转速最高可达
150,000r/min以上，但输出扭矩和输出功
率较小，主要用于零件的光整加工。
装 备 — 机床
• 功能部件
– 直线电机（line motor）在机床上的应用
• 直线电机与滚珠丝杠相比，其加速度约为
滚珠丝杠的10～20倍，速度为滚珠丝杠的
3～4倍。
• 德国西门子（IFNI）的直线电机最大进给
速度可达200m/min，最大推力达6600N，
最大位移为504mm。
• 适用于高速铣床、曲轴车床、超精密车床、
磨床及激光加工机床等。
控 制 — 过程控制
• 美国Setpoint公司之IDCOM-M
• AspenTech公司之DMCplus
• 法国Adersa 公司之PFC控制器
• 德国之SOFT PLC软件
控 制 — 数控系统
• 美国国家与企业共同R&D开放式NC系统
– 国家制造科学中心（NCMS）和美国空军联
合 会 提 出 了 NGC（ Next Generation
Controller）计划，并拨款1亿美元组织进行
开放式数控系统体系研究，提出了“开放式
体系结构标准（SOSAS）”。
– 1995年在NGC的指导下，转入工业开发并由
美国GM、Ford和Chrysler三大公司进一步联
合进行“开放式、模块化体系结构控制器
（OMAC）”计划，以开发具有开放式体系
结构的控制器，以降低控制系统的投资成本
和维护费用。
控 制 — 数控系统
• 在 欧 洲 ， OSACA（ Open System
Architecture for Controls within
Automation System）计划于1992年启动，
其主要目标是制定一个独立于控制开发
商的开放式控制系统的体系结构规范，
以减少新产品的上市时间，提高控制系
统的柔性，从而提高欧洲机床生产商和
控制开发商在世界市场上的竞争能力。
控 制 — 数控系统
• 日本开放式NC系统的发展动向
– 以 国 际 机 器 人 工 厂 自 动 化 技 术 中 心
（IROFA）为首开展研究工作，成立开放式
CNC委员会。
– 1995年 ， 由 三 菱 等 14家 公 司 联 合 进 行
OSEC（ Open System Environment for
Controller）计划，旨在开发基于PC平台，
采用PC+运动控制卡的方案，开发具有高性
能价格比的开放式新一代数控系统。日本将
开放式数控技术称之为机械制造技术的第三
次革命。
控 制 — 数控系统
• Ford公司正在研制Ford 2000系统
– 实现数据一元化、标准化、通用化、高效化
– 使系统成本降低23％，交货期缩短33％
• FANUC公司和富士通公司于合作开发
个人计算机NC系统，其特点是：
• 用户改造自由度扩大
• 个人计算机的硬件、软件可以活用
• 与过去NC系统有连续性、互换性
• 提高可靠性
国内现状 — 工艺与装备现状
• 我国机床工具产品具有世界80年代中期的水
平，少数达到国际90年代初的水平。
• 1996年 进口额：亿美元（最高峰）
金属切削机床：亿美元
1997年 进口额： 亿美元（降低
%）
金属切削机床： 亿美元
数控机床： 亿美元
国内现状 — 工艺与装备现状
• 1997年 出口额： 亿美元（增长
%）
金属切削机床： 亿美元
对比：
• 1996年全球机床的产值： 350亿美元
• 17个主要机床生产国出口总额： 216亿美元
国内现状 — R&D现状
与国外R&D相比，国内在工艺与装备方
面的投入明显不足，很多大学在这方面
的研究基本没落。当然，国内少数高校
院所进行了一些关于工艺与装备的有意
义的研究，取得了一些成绩，如清华大
学的成型加工技术，国防科大、哈工大
的超精密加工技术，华中理工大学的激
光加工技术…...
R&D趋势与特点
在21世纪，工艺与装备技术的发展将体现
在高精度、高效率、低成本、高柔性、智
能化和洁净化等几个方面。
R&D趋势与特点
• 重视先进的基本制造工艺与特种工艺的
研究
– 一些基本的工艺手段，如切削、铸造、锻造、
焊接和热处理等。
– 涉及工艺的材料和工具的特性、环境的影响
及它们之间相互作用机理
R&D趋势与特点
• 用系统的观点进行工艺及装备的研究
– 工艺之间、工艺与装备之间、材料特性与加
工性能之间、工艺装备之间的密切联系。
– 开放式的控制系统结构，能集成到特定的制
造环境。
• 利用信息等新技术开展工艺及装备研究
– 利用信息技术，计算机技术
– 智能系统，新型NC系统
R&D趋势与特点
• 重视使能技术的研究
– 研究材料加工特性的方法
– 建模与仿真技术
– 传感与测量、补偿技术
• 适应相关技术的发展
– 工艺与装备技术应适应某些相关技术的发展，
如一些新的或难加工材料（如陶瓷、钛铝合
金等）的加工。
– 满足CIM、敏捷制造需要的装备（如可重组
制造装备）。
主 题 布 局
• 先进制造工艺和方法
• 先进制造装备
• 工艺与装备控制
先进制造工艺和方法
• 先进基本制造工艺
– 先进基本制造工艺的机理（如加工过程中材料微
结构的变化）
–精密、超精密加工的机理
–高速加工机理（如切削速度与切削温度、切削力、
切屑形成的关系，高速切削对刀具寿命的影响等）
–新型的工艺方法（如新的成形方法、硬切削等）
–绿色工艺（如无污染切削液和磨削液、干切削）
–工艺数据库的建立（数据库的内容主要
包括加工质量与工艺条件的对应关系）
先进制造工艺和方法
• 特种加工工艺
–高能束流加工原理，其中重要的是激光加工
和电加工工艺原理。
–束流与材料的作用机理
–激光加工CAD/CAPP/CAM一体化技术
–束流加工的工艺质量保证体系，包括工艺参
数优化和束流加工（包括切割、焊接、表面
处理）集成化测量控制技术等。
–激光辅助加工工艺的机理
先进制造工艺和方法
• 制造工艺的使能技术
– 材料加工特性的研究方法（包括实验方法的
研究、材料特性数据库的建立）
– 建模与仿真
– 加工过程的力学模型及可视化仿真
先进制造工艺和方法
• 先进工装
– 先进刀具和刀具材料的研究（如硬质合金涂
层刀片、可转位刀片、立方氮化硼（CBN）、
陶瓷刀具等）
– 复杂刀具的刃磨方法及设备
– 适应柔性生产和敏捷制造的夹具系统
– 切削参数与加工性能的关系
– 超硬耐磨长寿命刀具材料和磨料磨具
– 刀具监控（包括加工过程中刀具状
态检测及破损预测）
先进制造装备
• 常用的关键装备
针对通用的关键自动化加工设备，某些支柱产业的
关键零件加工的自动化专用设备，和基于新工艺、
新方法的装备（如快速原型系统、并联机床等）。
– 系统总体设计和模块化设计技术
– 控制系统的标准化、可靠性与质量保证
– 新型专用自动化设备的工艺原理、
控制方法及关键技术
先进制造装备
• 特种加工装备
包括激光加工、电加工（EDM）及其它高能
束流加工装备
– 柔性激光加工单元与系统的设计
– 高能束流加工设备及其功能部件的精度与性
能的研究
– 高能束流加工设备关键零部件的设计
先进制造装备
• 精密、超精密加工系统
– 精密、超精密加工设备及其功能部件的精度
与性能的研究
– 超精密加工设备结构稳定性的研究
– 超精密机床运动精度的检测和分析
– 加工精度在线检测与多因素误差补偿技术
– 高精度长行程微位移装置的研究，
（ 如精密长丝杠）
– 超精密加工中防振技术的研究
先进制造装备
• 高速、超高速加工系统
– 高速、超高速切削机理的研究（如高速切削
过程中切屑成形机理等）
– 高速加工设备及其功能部件的研究（如大功
率高速主轴单元、磁悬浮以及动静压气浮、
液压高速主轴轴承等）
– 高速加工设备的进给驱动系统的研究（如高
加减速直线进给电机的研制与应用）
– 高速加工设备结构优化设计
– 高速加工中心的换刀技术
先进制造装备
• 可重组的生产设备及系统
– 基于网络的远程控制
– 建立敏捷生产单元或系统的动态重构
– 模块化、可重组的自动化设备
– 敏捷生产单元或系统内作业调度
– 敏捷生产单元或系统的物料传输手段
– 模块重组
先进制造装备
• 先进功能部件技术
– 主轴、导轨、位移机构（微位移机构，线性
位移机构）、工作台及定位部件等关键单元
的结构设计及机电控制
– 精密位移单元技术（如利用力、热、磁、机
电耦合等原理的精密微位移机构和线性位移
单元）
– 精密角度传感器技术（如高精度CNC数控分
度头）
– 精密、超精密轴承的设计与应用研究
先进制造装备
• 制造装备使能技术
– 机床动力学（振动、噪声、热变形）建模方
法与仿真
– 关键部件（主轴、床身、工作台）的设计、
分析方法及动态仿真
– 传感技术和在线控制技术
工艺与装备控制
• 新型NC系统
–开放式数控系统的体系结构的研究（如分层的
系统平台，模块化结构功能单元，协调工作控
制器等）
– 开放式CNC系统设计（包括功能强大的操作界
面、标准通讯方法和标准的数字驱动接口等，
实现基于网络和数据库的设计、加工和管理的
信息集成）
– 加工过程数控（ 加工过程信息的收集、处理与
加工过程控制等）
–智能化数控技术
工艺与装备控制
• 加工智能控制
–加工环境的感知与记忆方法和实现技术（如
对刀、位移、速度、温度、振动等动态感知）
–加工行为的决策和控制方法和实现技术（包
括加工行为规范和控制方式的制定）
–加工异态的诊断与修复方法和实现技术（主
要为异态现象和起因的定位和修复方式）
–加工系统的自组织与自学习能力（如对环境
和状态变化的自适应能力）
工艺与装备控制
• 加工过程传感及补偿控制方法与单元
– 加工误差的在线测量
– 预测控制模型
– 运动误差、力变形误差、热变形误差的综合
补偿技术
– 补偿机构的研制
– 补偿控制单元与机床控制单元的接口技术
工艺与装备控制
• 流程工业自动化控制
–基于先进控制技术的自动化控制设备
–基于现场总线的全分布式控制系统
–故障诊断与安全保护技术
–自动化设备控制系统仿真技术
工艺与装备控制
• 自动化设备控制系统设计建模与优化技术
– 开发通用工业过程控制系统大型辅助设计软件
– 大型工业过程标准模块化描述方法
– 计算机辅助模型化工具
– 计算机辅助动态控制算法设计工具
– 计算机辅助静态优化算法设计工具
– 工艺流程动态仿真工具
– 建立专家系统工具、知识库
目 标
• 战略目标
立足高起点，寻找相关新技术的结合点
和突破口，带动我国制造工艺及装备技
术的发展，使我国部分制造工艺和装备
的能力在21世纪头十年末期能达到国际
先进水平。
目 标
• 主要任务
研制开发出国内急需的、代表21世纪初
国际先进水平的先进的基本制造工艺、
特种加工工艺、工艺及装备的使能技术、
高性能自动化制造设备、具有开放结构
的新型智能数控系统、有一定适应范围
的在线测量与控制单元、高精度的先进
功能部件以及能带动制造业跨跃发展的
新一代自动化控制设备。
立题原则
• 本主题的所有项目都必须在设计开发过
程中应用863计划成果及其它已有的成熟
的相关技术，尤其是产品设计开发技术。
• 所有项目必须有明确的企业需求，而且
产品项目必须同时有企业的支持。
• 在产品转入小批量试生产时，以现代管
理技术为指导。
• 所有设备的控制、通讯应充分考虑集成
的需要。
立题原则
• 技术内容布局
–寻找突破口，坚持有所不为才能有所为的原则。
–选择需求量大的产品，对一些国内市场大而进
口多的产品应优先考虑立项。
–优先考虑对国家支柱产业起重大影响的装备。
–优先选择基础相对好一些的项目予以资助。
立题原则
• 技术内容布局
–注意行业的分布，避免项目过分集中在一、两
个行业，但以一、两个行业为主。
–创新为主，跟踪为辅。专题每个项目应力求有
所创新，赶超国际先进水平；对一些尖端前沿
项目，可以跟踪国外先进技术，力求缩短差距。
措 施
• 遵循S-863的总体指导思想
跨跃发展，开拓创新，系统集成，示范带动
本主题重点为产品开发及示范应用
• 本主题的实施途径：
市场牵引，统一布置，在技术研究、应用开
发与产业化三个方面循序推进。
措 施
◆ 技术研究
– 一些通用的、影响面广的高性能工艺与设备
– 影响国防、航空、航天等前沿领域的关键工
艺与设备（如超精密加工设备）
– 关键的共性技术，如NC系统、精密主轴部
件、位移部件等
◆ 应用开发
– 达到目标产品水平，能很快转入小批量生产。
措 施
◆ 产业化
– 明确的市场需求
– 企业为主要投资，S-863辅以资助
– 注意批量生产条件下的质量保证
◆ 重视使能技术研究
–对今后制造工艺及装备的研究将产生深远的
影响。
◆ 建立若干工程中心及产、学、研基地
– 对于某些技术(如RPM、超精密机床设备等)
可考虑建立若干工程中心及产、学、研基地。
经 费
• 经费投入估算前提和设定条件
◆ S—863计划国家投入总量的估算值（低限）
按1995年价格：315亿元
按9%～11%GNP平均指数:
相当于2001年530～590亿元
◆ 每个研究项目的平均支持强度不低于 3000万元
（按现行比价，每个研究项目平均支持强为
360万美元，低于韩国G-7计划的650万美元/项
和欧洲尤里卡计划的2500万美元/项）
经 费
◆ R&D投入经费:成果转化投入经费:产业化投入经费
= 1 : 10 : 100
（如采用敏捷制造原则，充分利用社会存量资金，产
业化投入资金还可大大压缩）
◆ 成果转化启动经费 = 3亿元/项 ×
= 4500万元/项
◆ 每项示范工程国家平均投入5亿元
经 费
◆ 领域项目执行监控指标
–成果获得率： 40%
（相当于中等发达国家水平的下限）
–成果转化率： 50%
（相当于中等发达国家水平的下限）
–产业化成功率： 80%
（相当于中等发达国家水平的下限）
–最终成功概率： ～
(属国际同类计划平均许可值～中值）
• 经费投入估算
◆ 成果预测
本主题在2001-2010年的十年执行期间，计划
达到的指标如下：
–计划进行的研究项目数： 55项(项×10年)
–成果获得数： 55× = 22 项
–可能的成果转化数： 22× = 11 项
–可以产业化的成果数: 11 × = 9 项
–与发达国家水平相当的示范工程数： 3项
经 费
经 费
◆ 经费预算
本主题在2001-2010年的十年执行期间，预计投入
经费约亿元, 具体计算方法如下：
– R&D项目经费： 3000万元/项×55项 = 亿元
– 成果转化启动资金：4500万元/项×22项 = 亿元
– 国家示范工程匹配资金：5亿元/项× 3项 = 15亿元
– 网点与技术中心建设费用： 亿元
预期效果
• 可行性分析
◆ 技术突破的可能性
本主题的绝大多数项目都具有良好的技术基础
– 工业化国家相应的技术可以借鉴，这使得我们有可
能站在人家的肩膀上攀上新的台阶。
– 我们自己也具有坚实的技术基础, 例如，在数控技
术方面。
– 10余年来的863/CIMS也极大地刺激了很多工厂对底
层自动化设备的需求，863/CIMS的一些研究成果为
先进加工系统和自动化设备的开发和产业化提供了
良好的技术手段。
预期效果
◆ 资源集成可能性
– 人才：我们有一支能使本主题项目得以成功的完整
技术队伍。在S-863期间，只要我们把相应的人才积
聚到本主题的研究队伍中来，就一定能取得丰硕的
成果。
– 市场：首先立足于国内市场，争取挤进国际市场。
– 资金：
• 有眼光的投资者
• 公司企业自筹
• S-863资助
预期效果
• 阶段计划
◆ 准备阶段(1998-2000年) — 预备阶段
– 细化主题规划，确定工作重点，确定运行管
理机制，筹划基地和示范工程的建设。
– 有计划地先行启动一些基础较好、需求量大、
覆盖面广、技术含量高的项目（如新型NC
系统），争取尽快取得突破，为在后续阶段
形成规模效应作好准备。
– 安排一些预研项目，以形成本主题的框架与
格局，也为进一步产品化奠定基础。
预期效果
◆ 第一阶段(2001-2005年) — 技术开发阶段
– 组织好几个方面（研究单位、产业单位等）的力
量集中进行关键技术攻关。
– 实现少数项目（如新型NC系统、基础单元技术、
快速成型设备等）产业化，多数项目应能形成
目标产品。
– 建立起若干研究开发基地与示范工程。
预期效果
◆ 第二阶段(2006-2010年) — 应用推广阶段
– 多数项目能产业化，其目标产品能应用于国家的
重点工程（如兵器、钢铁、汽车、航天、航空等
行业中的关键件的生产），并能产生明显的经济
效益。
– 有些更前沿的制造装备技术（如超精密加工、智
能加工系统等）应达到目标产品的水平。
图 1
先进制造与
自动化技术领域
现代集成
制造系统
先进制造
工艺、方法
与装备
微型电子
机械系统
先 进
机器人
谢 谢
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