滚动轴承产业技术创新战略联盟2012年工作总结

   滚动轴承产业技术创新战略联盟自2010年7月签约成立以来,在国家科技部、中国轴承工业协会等领导的支持关怀下,在第一届理事会的领导和推动下,在联盟成员单位的相互支持和共同努力下,2012年坚持“促进产业发展、推动技术创新”战略方针,在完善联盟运行机制、组织策划和承担实施国家重大科技计划项目实施和成果转化、开展行业共性关键技术研究和研制开发重大典型新产品方面,以及在探索建立以企业为主体、市场为导向、“产学研用”相结合的产业技术创新机制,搭建科技创新平台方面开展了系列具有创造性的工作,取得了显着成效。

  一、科学规划,完善运行机制,引领轴承行业发展方向

  为了充分发挥科技支撑作用,促进联盟自身良性发展,制定了联盟“十二五”科技发展规划,更加明确了联盟科技发展的指导思想、目标、原则、思路和主要任务。优化了联盟运行机制,推进联盟有效、健康运行,落实资金和人力等各项条件,依托成员单位国家、省部级研发机构资源,建立了以企业为主体、市场为导向、“产学研用”相结合的产业技术创新机制。

  联盟成员单位重点着力加强自主创新和结构调整,着力加强科技成果转化,着力加强企业品牌建设,着力加强信息化和工业化的融合,大幅度提高我国战略性新兴产业和关键领域重大装备配套轴承的自主化率,为的是显着提高轴承产品的可靠性和一致性,加快建设轴承强国的步伐。

  2012年联盟单位结合国家战略性新兴产业重大技术需求,整体与分步推进相结合,围绕重点主机的配套轴承,包括中高档轿车用新一代轮毂轴承、重载汽车轴承、涡轮增压器轴承;高速铁路客车及城市轨道交通车辆轴承;高速高精度冶金轴承;深井和海洋钻机轴承;中、大型电机低噪音轴承;中高档数控机床精密轴承;风力发电机组关键轴承、工程机械用长寿命、高可靠性轴承等。实现以滚动轴承技术理论研究及数字化设计、可靠性、标准试验共性技术平台建设为基础,以重点装备关键部件技术研究为核心,全面推进产业重大关键技术装置研究与开发,促进产业技术标准战略实施,突破高性能滚动轴承产业共性和关键技术瓶颈,培育高性能滚动轴承产业集群主体,全面推进我国战略性新兴产业重点主机装备国产化进程,支撑我国装备制造业现代化发展。

  二、善于运用科研管理机制,提升轴承产业技术水平

  联盟围绕应对国际企业在国内的竞争,重点提升轴承行业整体技术水平,加快推进了以企业为主体,产、学、研、用联合的项目攻关机制,并积极组织实施国家各类科技计划项目,推动了轴承行业资金、设备、人才、基地以及市场等资源的有效利用和协同发展,对国家创新体系建设起到了有益探索。

  联盟先后组织实施了“十一五”国家科技支撑计划重大项目“高速、精密、重载轴承关键技术研究”和先进制造技术领域863重点项目“大型风力发电机专用轴承试验台、大型高速铁路轴承试验台、风电机组轴承设计与制造技术”等国家科技计划项目。参与联盟成员有轴研科技、哈轴、洛轴、瓦轴、浙江天马、人本集团、襄轴、万向集团、河南科技大学等国内轴承行业骨干和院校,项目经费支持在第三代汽车轮毂轴承、精密机床轴承、高速铁路客车轴承以及矿山机械轴承、风力发电机组关键轴承等相关技术与装备方面开展产、学、研联合研究开发及产业化,其中“十一五”国家科技支撑计划重大项目“高速、精密、重载轴承关键技术研究”课题是迄今为止轴承行业参加单位和参与人数最多,覆盖面最广、产品成果最多的项目,所开发产品为国家重点工程或重大装备中关键配套轴承,包括高速铁路配套用客车轴承、第三代轿车轮毂轴承单元、矿机振动筛轴承、高档数控机床用精密轴承等,课题制订国家技术标准4项、行业标准1项,申请国家专利54项,申请国际专利(PCT)1项,其中申请发明专利30项,授权发明专利17项,实用新型21项,获准软件着作权登记2项。发表/录用论文14篇,出版专着3部,培养博士生2名,研究生9名。

  课题累计新增产值22000万元,经济效益显着,课题的实施为我国高速铁路客车的发展提供了新的机遇,对促进我国高速铁路客车科研成果的转化、提高科技创新能力产生了积极的促进作用。同时实现了第三代轿车轮毂轴承单元的国产化生产,使轮毂轴承单元的寿命和可靠性达到国际先进水平;实现了我国矿山机械重载轴承和数控机床高速精密主轴轴承的全面升级换代。形成了我国第一流的高速精密重载轴承研发基地和生产基地,典型产品质量达到了国际同类产品实物水平,一方面替代了进口,满足了国产化配套需要,另一方面扩大了出口,参与国际市场竞争得到提升,有力提升了轴承行业创新能力和产业技术水平,显着提高了轴承行业整体的技术水平。

  2012年由联盟理事长单位洛阳轴研科技股份有限公司组织实施的国家“十二五”科技支撑计划“高速铁路和城市轨道交通车辆轴承关键技术研究与应用”重大项目,由4家轴承骨干企业、6所大学、3家用户单位,牵头组成了技术特色资源相对集中,生产制造能力充分发挥,创新要素向企业聚集的,以企业为主体、“产、学、研、用”结合的创新团队,包括了联盟成员单位9家,近200名科技人员协同攻关。同时洛轴牵头实施的国家“十二五”科技支撑计划“2兆瓦以上风电装备系列轴承关键技术研究与应用”课题联盟成员参与3家。

  2012年7月,以上2个支撑计划课题分别通过了国家科技部组织的中期检查。作为轴承行业重要的应用技术研究课题,通过对高速铁路和城市轨道交通车辆、风力发电机组关键专用轴承的开发研制,掌握该类轴承的设计分析、加工制造、检测和试验中的关键技术,形成批量生产能力,逐步替代进口,实现高速铁路、城市轨道交通车辆、风力发电机组装备轴承的国产化和产业化。

  “高性能滚动轴承基础研究”重点项目是“十二五”国家重点基础研究发展计划(973计划)先进制造技术领域首次设立的轴承行业项目。项目由联盟成员西安交通大学牵头,轴研科技、瓦轴等单位参加,项目瞄准高速铁路、精密机床、风力发电机等重大装备关键零部件——轴承的设计、制造及服役所面临的共性关键技术与瓶颈问题,如界面系统的动态接触与润滑等摩擦学行为、轴承材料组织结构与组件表面状态的控制、轴承服役性能调控等为出发点,围绕:高速重载精密轴承多界面系统动态润滑接触理论,高速重载精密轴承组件的控形控性制造,复杂工况下轴承服役性能创成机理三个关键科学问题,开展轴承复杂界面系统相互作用的动态接触机理及轴承失效;高速重载精密轴承润滑机理及热失稳机制;轴承多重润滑膜生成机理及新型轴承润滑材料设计;高速重载精密轴承材料热处理工艺与组织性能调控;轴承滚道基体组织与表面状态可控性制造;高速重载精密轴承服役性能控制研究等6个方面的基础研究,通过该项目的实施,最终提供自主创新的轴承界面系统微接触、系统动力学及相应的复杂性摩擦学行为演化过程的大规模数值模拟方法、轴承组件的控形控性制造技术、轴承摩擦界面多重润滑膜构建和服役状态的在线监测与服役性能的在线调控技术等关键原型,培养一批创新能力强的学术带头人和研究骨干,提升我国轴承设计制造的技术水平,解决我国重大装备发展对高性能滚动轴承的需求瓶颈。

  “高速精密数控机床轴承系列产品升级及产业化关键技术研发”是联盟组织实施的轴承行业最大的一个国家重大科技专项。项目总经费预算10707万元,其中国拨经费3109万元,该课题由联盟理事长单位洛阳轴研科技股份有限公司牵头,哈轴、洛轴、浙江天马等国内数控机床精密轴承联盟成员生产企业以及联盟成员清华大学、河南科技大学等高等院校等参加,以“产、学、研、用”研究合作模式实施。课题的主要目标覆盖典型数控车床主轴轴承、高速铣床主轴轴承、高速精密磨床主轴轴承、精密铣镗加工中心主轴轴承、高速车铣加工中心主轴轴承、重型数控立车或卧车工作转台及主轴轴承、数控机床精密分度园工作台轴承、数控机床滚珠丝杠支撑轴承、数控磨齿机转台轴承及高速精密数控机床电主轴轴承等轴承系列产品,其立项目标瞄准国际先进,解决“高档数控机床与基础制造装备”专项中研制的高档数控机床行业主机配套所急需。

  课题通过对上述产品的设计、制造、装配及服役全过程研究,建立支持各系列轴承产品系统研发的专业化实验室及检测系统,完成关键技术机理性实验、基本技术特征实验、关键技术识别专项实验、以及技术集成综合实验,形成相应的轴承系列产品精度可靠性评价方法和设计原则,提出基于状态和精度寿命为基础的可靠性保持方法和维护技术,建立可靠性应用验证平台,并进行精密轴承的可靠性试验验证,保证轴承在精密机床行业的产业化应用。同时建设完成各系列轴承研发、产业化制造、主机应用及服务全过程技术发展与运行管理系统,为中国整个轴承行业奠定中高端机床轴承产品技术升级与发展基础。

  同时通过对各系列产品的产业化技术研究,制定各系列产品设计与制造技术规范及工艺标准、检测规范、质量控制方法等,建立完善的产品制造及质量检测控制方法和检测装置,建设完成中高档数控机床配套所需各系列轴承产品产业化示范生产基地。

  本课题任务的完成,不仅可以为国产高档机床提供具有自主知识产权的高精度机床系列配套轴承,同时通过建设机床轴承技术集成综合实验室,可以大大提高国产精密机床轴承的可靠性,为提高国产数控机床的设计、制造和运行水平提供直接支持,显着提高国产数控机床的技术水平。

  课题实施的过程,将凝聚国内优势单位,形成产、学、研、用密切结合的开发、研究和制造队伍,为精密机床轴承研究和应用开发培养与造就一支高水平研发优势团队,提高我国轴承行业自主创新开发的实力。

  本课题在国家“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项的所有研究任务中,处于十分重要的关键地位,具有非常重要的基础支撑作用。

  2012年度,联盟还在轴承相关技术装备及数控机床功能部件领域开展了项目合作,包括联盟理事长单位牵头组织实施的国家重大科技专项“新型高效、高速、高刚度、大功率电主轴及驱动装置、高效、高速、高刚度、大功率电主轴的可靠性设计与性能试验技术”2项,联盟成员西安交通大学组织实施的国家重大科技专项“高速精密数控机床动态综合补偿技术、数控机床故障预警诊断技术及基于功能部件的可重构监测诊断系统、高速高效加工工艺及装备技术创新平台”3项,联盟成员新乡日升数控轴承装备股份有限公司组织的实施的国家重大科技专项“数控立式车磨加工中心”1项。

  以上系列重大项目的策划实施,牵头完成重大科技成果63项,制修订国家、行业标准85项,合作项目获得国家专利63项,其中发明专利24项,有利地推动了轴承及相关产业的技术创新,促进了轴承领域先进技术的研究开发与应用,有力地推动我国装备制造业的发展和进步,也为联盟继续承担国家科技计划任务奠定了基础、积累了经验,也使得联盟真正成为了国家创新体系的重要组成部分。

  三、强化联盟技术创新平台建设,优化联盟资源组合

  充分发掘和优化组合联盟资源,联盟成员共建共享,依托联盟理事长单位以及国家轴承质量监督检验中心,完成了以行业共性技术研究为核心的高性能滚动轴承共性技术研究院士工作站的建设,组建了以服务轴承行业中小企业为主的精密轴承研发技术创新服务平台。

  1、高性能滚动轴承共性技术研究院士工作站利用卢秉恒院士及其团队(主要为联盟西安交通大学人才)在超高速加工及其装备领域的研究优势,联合研究解决“各种工况下,精度可控”这一轴承行业的共性问题,围绕研究重点及需技术研究方向为:轴承的摩擦学设计理论、表面改性及试验技术;轴承的精度设计理论、检测及试验技术;高速轴系转子动力学分析及其结构优化设计;基于概率模型的可靠性增长技术等前沿技术方向,并将研究的结果针对航空、铁路领域和电主轴产品开发相应系列的轴承产品,并在轴承行业中推广应用(首先在联盟内应用)。

  2、精密轴承研发技术创新服务平台项目由联盟理事长单位洛阳轴研科技股份有限公司投资1629.50万元建设完成,现经过2~3年的开放运行,为轴承行业技术创新和科技进步作出了重要贡献。

  该平台分为技术研发服务平台、检测服务平台、信息分析服务平台、技术培训平台。在技术研发服务、为联盟成员以及轴承行业相关企业和机构提供各类咨询检测等服务,内容以特种精密轴承(航空航天)、精密机床轴承及数控机床用电主轴等研究开发以及以轴承专用工装及检测仪器、试验机等为主,从基础技术工艺到产品及装备研究,开展面向行业共性关键技术实验研究和联合开发,向中小企业进行成果转化和技术辐射、行业标准制订与试验检测、人才联合培养以及国际交流。截止到2012年底累计完成服务企业超过200家,其中现有18家联盟企业全部服务到位。

  该创新平台借助联盟理事长单位行业领头地位优势,通过该平台,提高了联盟的行业服务能力,通过平台的信息资源模块,及时有效的掌握国外着名轴承公司重要的技术研发领域和技术前沿发展趋势,有利于轴承企业的技术创新能力和市场竞争力的提升,对促进国家轴承基础件行业的进步有着重要的意义。

  3、深化联盟内部合作,建立产、学、研联合研究开发中心,加速产业技术创新专业化与创新价值链对接。

  在联盟的框架下,依照专业化分工协作原则,集中各方优势重点突破当前热点问题,建立以市场为导向、企业为主体、产学研联合研究开发中心,推进联盟内成员单位的多元化的合作交流,加速推进了轴承行业技术创新专业化与技术创新价值链的对接,提高了轴承行业科技资源的利用率和技术创新的速度,有效缩短了技术开发周期和成果转化周期。

  ——轴研科技、合肥工业大学联合建立了“轴研科技•合肥工大复杂装备关键部件工程技术研究中心”,加强产研合作,合作开发汽车、高速铁路客车等关键轴承技术。

  ——清华大学、轴研科技依托“国家摩擦学重点实验室”构建了高性能轴承摩擦机理研究技术研发团队,共同研究开研究轴承表面改性技术、摩擦和润滑技术。

  ——轴研科技、广州大学等构建了轴承抗疲劳设计及加工的研发团队,致力于研究轴承加工表面应力分布与寿命的关系,优化预应力硬态切削和轴承强化研磨加工工艺参数,分析强化研磨加工对轴承表面的强度、精度、耐磨性及耐蚀性等机械性能的影响,为高性能轴承的设计与试验及产业化提供科学的依据。

  ——轴研科技、洛轴、哈轴、浙江天马、瓦轴以及重庆大学等组成智能轴承开发联合团队,利用智能传感器技术解决因汽车、风电、高速铁路客车轴承等突然失效造成主机停机事故,确保主机装备运行安全。

  四、完善组织运行机制,促进联盟持续健康发展

  联盟成立之初,联盟成员单位按照共同开发、共担风险、协力竞争、共同受益的自愿原则,签订《滚动轴承产业技术创新战略联盟协议书》,健全完善联盟管理和运行机制,形成联盟理事会、专家技术委员会、秘书处议事的工作机制。联盟秘书处为常设管理机构,设立办公室、项目执行管理、产业技术战略研究、科技计划管理等专职为主、兼职为辅的秘书处组织机构,协调推进联盟各项工作。

  联盟自筹建以来,分别就联盟秘书处专职化建设,推进联盟组织化、规范化运行,组织开展产业重大关键共性技术研究、开展联合项目申报工作,组织开展行业科技发展调研和规划,推进多元化的合作交流等多项工作进行深入探讨,明确了联盟的工作重点和发展方向,促进了联盟良性运行和发展。

  推进联盟秘书处的专职化建设。根据国家科技部的部署以及联盟发展需要,联盟秘书处的专职化建设是重点工作之一。秘书处为联盟理事会常设的执行机构,通过联盟秘书处专职化建设,形成健全完善的联盟秘书处工作机制和联盟项目等各项管理制度和专职为主兼职为辅的秘书处组织机构,推进联盟目标实现。

  通过专职化建设,联盟秘书处形成专职4人,兼职6人的工作队伍。为保障联盟秘书处的日常工作运行,在理事长单位洛阳轴研科技股份有限公司技术中心办公楼专门安排了办公室作为联盟秘书处办公室和联盟联合研发办公室,并依托理事长单位精密轴承技术创新服务平台建立联合研发平台,保障了联盟日常综合事务运作与联盟集中联合研发。

  秘书处公用办公经费由理事长所在单位洛阳轴研科技股份有限公司承担。

  五、下一步工作计划

  1、积极推进联盟组织化、制度化和规范化建设

  进一步完善联盟的组织架构,确保联盟理事会、专家技术委员会和秘书处的有效运行;根据联盟运行和形式发展,完善联盟理事会、专家技术委员会和秘书处等的运行和工作制度,优化联盟理事会、专家技术委员会和秘书处的人员结构。

  进一步推进联盟秘书处的专职化,强化联盟秘书处的日常运行。不断优化联盟运行与管理机制,建立联盟承担国家各类科技计划项目的机制和管理办法,研究修订联盟自立研发项目管理办法,研究联盟运行经费筹集与管理办法。

  积极开展联盟内院所及高校科技与人才为企业服务工作,推进企业技术研发,加快成果转化,培养技术和管理人才,改善企业技术创新管理水平。

  进一步探讨联盟未来发展问题,推进联盟的组织化、制度化、规范化以及独立运作等问题。

  2、广泛择优吸纳行业优势单位,扩展联盟成员,提升服务水平

  为了更好地发挥滚动轴承产业技术创新战略联盟在行业中的引领作用,实现强强联合、优势互补,优化创新资源要素,突破行业共性技术,按照“面向市场、优势突出、地域特色、平等自愿”原则,从轴承行业发展急需的基础理论设计技术、热处理材料技术等方面,吸纳具有创新能力的知名企业,具有基础研究与共性技术研发优势的大学和科研院所,形成全产业链技术创新支持平台。

  3、继续组织实施国家重大科技计划任务,提升产业创新能力

  组织实施好国家“十二五”科技支撑技术重点课题“高速铁路和城市轨道交通车辆轴承关键技术研究与应用(2011BAF09B01)、2兆瓦以上风电装备系列轴承关键技术研究与应用(2011BAF09B02)”、863计划重点项目“大型风力发电机专用轴承试验台、大型高速铁路轴承试验台、风电机组轴承设计与制造技术”、973项目“高性能滚动轴承基础研究”以及国家重大科技专项“高速精密数控机床轴承系列产品升级及产业化关键技术研发”;做好“十二五”国家国际合作专项“高性能滚动轴承数字化设计分析系统合作研究”的启动及实施工作;推进落实《联盟科技发展规划(2012~2015年)》,组织联盟内新项目的立项工作;继续推进包括中高档轿车用新一代轮毂轴承、重载汽车轴承、涡轮增压器轴承;高速铁路客车及城市轨道交通车辆轴承;高速高精度冶金轴承;深井和海洋钻机轴承;中、大型电机低噪音轴承;中高档数控机床精密轴承;风力发电机组关键轴承、工程机械用长寿命、高可靠性轴承等一批重大产品技术攻关和产业化转化工作,为我国重点主机装备提供技术支撑。

  4、积极配合中国轴承工业协会推荐轴承行业“十二五”发展规划任务

  中国轴承行业 “十二五”发展略及指导思想中提出要“大幅度提高战略性新兴产业和关键领域重大装备配套轴承的自主化率,显着提高轴承产品的可靠性和一致性,加快建设轴承强国步伐,为2020年建成世界轴承强国打下决定性的坚实基础,为做强做大我国装备制造业作出重大贡献。”,滚动轴承产业技术创新战略联盟作为国家层次的技术创新体系,在战略思想方面与中国轴承行业 “十二五”发展规划一致,下一步联盟将针对行业重点技术装备开展技术创新工作,实现重大技术装备综合自主化率达80%以上。