数控一代机械产品创新应用
示范工程十二五规划
二〇一二年三月
前言
          数控技术是将机械设备运动和工作过程自动控制结合的技术，
它集成计算机、微电子、自动控制等高新技术于一体。随着控制技术、
计算机技术、功率器件技术、电机技术的突破，数控技术已达到技术
成熟、性价比能被市场所接受的程度，它的应用将使制造设备及产品
本身内涵发生根本性变化，使传统制造装备及产品的功能极大丰富、
性能发生质的飞跃，是一个国家制造业核心竞争力的重要标志。数控
技术的应用与推广，将促使我国机械装备产业向结构优化、技术先进、
附加值高的现代产业体系快速发展，对加快我国机械装备产业的转型
升级，促进经济发展方式转变具有重要意义。
          从“ 六五”计划开始，在国家持续六个五年计划支持下，我国数
控装备制造和数控系统已形成较完备的产业体系和研发体系，中高档
以下的数控装备及产品在国内市场比重不断提高，并具有一定规模出
口，为推广普及数控技术、提高机械产品创新能力奠定了较为坚实的
基础。
“十二五”期间，科技部牵头将组织开展“数控一代机械产品创新
应用示范工程”（以下简称“示范工程”），全面推广应用数控技术，实
现我国机械产品的转型升级，提高机械产品的自主创新能力和产品附
加值，大力促进机械工程领域的科技进步。
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目录
一、形势与需求................................................................................ 4
（一）发展现状与趋势............................................................. 4
（二）存在的问题与不足......................................................... 8
二、发展思路和原则....................................................................... 10
三、发展目标.................................................................................. 11
四、重点任务.................................................................................. 12
（一）开展数控机械设备关键技术研究................................ 12
（二）开展数控技术在重点行业的应用示范........................ 14
（三）开展数控技术在重点区域的应用示范........................ 15
（四）完善应用服务体系和人才培训体系............................ 16
（五）加强标准体系研究和关键技术标准研制.....................16
五、组织管理.................................................................................. 16
（一）组织层次....................................................................... 16
（二）组织形式....................................................................... 17
（三）管理机制....................................................................... 18
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一、形势与需求
           我国国民经济和社会发展“ 十二五” 规划纲要指出,“‘十二五’
时期是全面建设小康社会的关键时期，是深化改革开放、加快转
变经济发展方式的攻坚时期，必须深刻认识并准确把握国内外形
势新变化新特点，继续抓住和用好重要战略机遇期，努力开创科
学发展新局面。” 加快转变经济发展方式，最根本的是依靠科技力
量，最关键的是提高自主创新能力。
《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020 年）》要
求：坚持走中国特色新型工业化道路，必须适应市场需求变化，
根据科技进步新趋势，发展结构优化、技术先进、附加值高的现
代产业体系；改造提升制造业重点就是优化结构，改善品种质量，
增强产业配套能力，淘汰落后产能，运用数控技术实现机械装备
的更新换代。
（一）发展现状与趋势
           数控技术是将机械设备运动和工作过程自动控制结合的技
术，它的应用将使制造设备及产品本身内涵发生根本性变化，使
传统制造装备及产品的功能极大丰富、性能发生质的飞跃，是一
个国家制造业核心竞争力和整体制造技术水平的重要标志。
我国机械装备发展已取得巨大成就，但机械产品仍存在着附
加值不高、竞争力不强等较严重的问题，高端机械产品仍大量依
赖进口。产品创新不足和质量问题是造成这种局面的主要原因。
从纺织机械、印刷和包装机械、轻工机械、建材机械、塑料及其
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它行业机械等的情况来看：
1 ．纺织机械
         进入WTO以来，中国已成为全球最大的纺织品生产国和出
口国，2010年纺织行业总产值47650 亿人民币，较 2005年增长了
1.31 倍。我国纺织工业在高速发展的同时，运行质量也有了较大
的提升。以行业的生产效率为例，按工业总产值计算，2010年纺
织产业生产效率为41.08 万元/ 人，较2005年增长98.05%。我国
纺织工业发展得益于行业整体技术、装备水平的显著提高。行业
中1/3 左右重点企业的技术装备总体上达到了国际先进水平。“ 十
一五” 期间，国产纺织机械产品技术进步显著，市场份额由 61.72%
增长到78.07%。以可使生产效率提高数倍的电脑针织横机为例，
国内“ 十五” 末期开始研制，到2010年已达到年销售10万多台。
国产纺织机械虽然有了较大进步，但在“ 十一五” 期间，每年
进口的纺织机械仍在40亿美元左右。国产纺织机械仍有较大的发
展空间，尤其在数字化、自动化方面，与国际先进装备仍有较大
差距，尚不能完全适应纺织工业的发展新趋势。大量的纺织机械
工作时存在着运动控制、轨迹控制的需要。充分利用数控技术提
升纺织机械行业发展水平，是进一步提高纺织机械生产效率和生
产质量的有效途径。
2 ．印刷和包装机械
          印刷产业与国民经济、社会文化和人民生活都息息相关，已
形成以书刊、报纸、包装印刷、商业印刷、广告印刷和印刷材料
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等为主要产品的工业体系。2009年我国印刷产业总产值5746亿
元。印刷和包装机械产业为印刷和包装产业提供技术和装备，是
产业发展的基础和支撑。2010年，印刷和包装行业总产值突破
12000 亿元，成为世界第三印刷和包装大国。
          目前，我国低档印刷和包装设备已经能够自给自足，中档设
备基本满足需求并有部分出口，而高档设备主要依赖进口。其主
要表现在：速度、性能、稳定性、可靠性、自动化和信息化等方
面与国外先进水平差距较大。印刷包装设备广泛存在高速点位控
制、同步控制、数字伺服驱动、电子凸轮以及张力控制等数控技
术需求。我国企业自主研发印刷包装机械数控系统的核心技术和#p#分页标题#e#
部件，降低设备成本，提高印刷包装控制装置的可靠性，已经成
为提高企业市场竞争力的当务之急。
3 ．轻工机械
轻工行业一直是我国国民经济重要的支柱性产业之一。2010
年，轻工行业规模以上企业工业总产值达到13.8 万亿元。轻工机
械产业是为我国轻工业发展提供技术装备的基础产业，所涉及的
行业多、门类广、品种繁杂、专业性强。“ 十一五” 以来，轻工装
备制造业整体制造技术和产品技术水平与国际先进水平的差距逐
渐缩小，国产装备基本上能满足国内生产的一般需求。
作为轻工机械的生产大国，由于缺乏专用的数控系统的开发
和推广应用，国产轻工机械装备至今不能适应大型、专用、高速、
高性能、多功能的发展趋势，满足不了高端产品的国内外市场需
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要。为保障我国轻工业全面、协调和可持续发展，提高企业国际
竞争力，必须大力发展我国轻工机械装备制造业。轻工机械行业
应大力开发、应用数控技术，提高产品质量、保证产品安全、提
高生产效率、实现节能减排，为我国轻工业生产提供支撑力量。
4 ．建材机械
近年来，我国建材行业得到巨大发展。2010年，建材行业工
业总产值超过1 万亿元。建材机械为建材行业的整体发展提供了
巨大支撑，特别是电子、计算机及数控技术的发展及其在墙材加
工、玻璃加工、石材加工、钢筋加工等装备中的应用，给建材机
械工业的发展带来了新的增长点。
但是，目前我国建材机械设备普遍存在自动化程度不高，生
产效率低，高端装备主要依赖进口。对于建材机械生产企业来说，
产品附加值低，产业集中度低，影响企业经济效益；对于建材机
械使用企业来说，一方面进口装备价格昂贵导致生产成本高，另
一方面国产设备难以满足需求，导致资源、能源消耗高，难以占
领高端市场。同时，随着建材产品需求的个性化发展趋势明显，
也使得多功能、高精度的柔性化加工设备成为必需。依靠数控技
术，尽快提高国产建材装备的水平，有利于建材装备生产企业和
使用企业的健康快速发展。
5 ．塑料及其他行业机械
塑料机械是国际贸易的重要产品，年贸易值在200-300 亿美
元之间。据海关统计，我国每年进口高端塑料机械20亿美元左右，
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占国内塑料机械产值的50% ，国内消费额的30% 以上。锻压设备
也是装备制造业的重要组成部分之一，在航空航天、汽车制造、
交通运输、冶金化工等重要工业领域得到广泛应用。2010年我国
锻压设备产值达403 亿元，共生产各类锻压设备26万台，年增长
速度保持在30% 以上。
从整体上看，目前我国生产的注塑机、锻压机、挤出机等机
械装备主要还是中低端产品。随着技术的发展，这些机械装备已
经从普通机型向大型、节能环保、全电式（伺服）、高速精密和专
用方向发展。依托专门化的数控技术，重点发展大型、精密、复
杂、具有高科技含量的专用化、系列化、复合化、智能化的中高
档产品，是塑料及其他行业机械装备发展的必然趋势，具有巨大
的市场需求和发展空间。
（二）存在的问题与不足
从“ 六五” 计划开始，在国家持续六个五年计划支持下，我国
数控装备制造和数控系统已形成较完备的产业体系和研发体系，
中高档以下的数控装备及产品在国内市场比重不断提高，并具有
一定规模出口，我国机械设备已取得巨大成就。但机械产品仍存
在着附加值不高、竞争力不强等较严重的问题，高端机械产品仍
大量依赖进口。总体而言，我国数控化机械设备的技术水平和应
用能力还存在很大差距，一些亟待解决的主要问题依然突出，主
要体现在：
1 ．高档机械设备国产化率低，自主创新设计能力较差。
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虽然目前低档机械设备大部分可以满足国内市场，中档装备
也能满足50% 左右，但各行业高档、关键装备仍然以进口为主，
国内机械设备行业处于“ 低端混战，高端失守” 的状态。主要原因
是机械设备的自主创新设计开发能力不足，尤其缺乏针对数控化
机械系统的产品结构设计、性能优化等创新设计方法、技术与支
撑工具，数字化技术在装备中的应用与融合不够，不能提供满足
国内制造业亟需的高档装备。
2 ．量大面广的专用机械设备数控化率低。
一方面，国内相关行业制造企业重视自身产品的研发与销售，
缺乏对装备中数控技术的系统认识，无法为各类机械设备的数控
技术应用推广提供技术支撑；另一方面，我国数控技术研究机构
和国产数控系统企业长期没有介入这些机械设备领域，也缺乏对
这些机械设备工艺知识的了解和认识。因此导致我国相关行业的
主流机械产品结构单一、功能简单、性能不高。
3 ．国产数控系统的应用推广不够，市场占有率较低。
目前，数控技术的研发和应用推广主要集中在数控机床行业，
大大推动了我国数控机床行业的发展，国产数控系统在中低档数
控机床的市场占有率达到70% 以上。但是，除数控机床外，其他
行业的机械产品缺乏数控化的高端技术和装备，缺乏针对特定工
艺的高效率数控化产品，机械设备的数控化率不到20% ，而且大
多数依赖国外数控系统。因此，迫切需要从国家层面组织国产数
控系统企业和数控技术推广服务机构及时介入，提升我国机械设
—10 —
备的数控化水平，提高国产数控系统在机械设备的市场占有率，
进一步促进我国机械设备的产业升级和数控系统产业的发展。
4 ．数控技术标准体系及服务培训体系不够健全。
目前，我国数控技术的研发机构、数控产品的生产企业与用
户企业之间有待进一步加强技术合作与产业链整合。具有带动性
和示范性的典型产品和行业缺乏基础工艺数据、技术标准以及信
息交换平台；同时，针对不同行业机械设备所使用的数控系统和
伺服驱动装置，缺乏相应的技术标准。此外，我国尚未形成较为
完善的数控技术应用推广的技术服务与培训体系。
二、发展思路和原则
根据我国国民经济和社会发展“ 十二五” 规划纲要中关于改造
提升制造业、培育发展战略性新兴产业、加快发展服务业的战略
部署，围绕国家“ 十二五” 科学和技术发展规划重点任务，针对数
控技术推广应用的自身特点，充分发挥各部门、各地方和主要行
业协会的主动性、积极性，形成政、产、学、研、用各方协同推
进的局面，以数控技术和产品的推广应用为牵引，提高机械设备
行业企业的自主创新能力，增加机械设备产品附加值，实现产品
转型升级，大力促进我国机械工程领域的科技进步，提高市场竞
争力。
“ 示范工程” 实施的基本原则是：#p#分页标题#e#
需求牵引：始终以机械产品制造企业发展、机械产品制造业
转型升级和地方支柱产业发展的需求作为出发点和落脚点；围绕
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企业业务过程，实现企业核心业务与数控技术的深度融合。
技术引领：充分利用数字控制技术、计算机技术、功率器件
技术、电机技术、数字化设计技术等高新技术成果，发挥科技引
领和支撑作用，提高机械设备企业自主创新能力和综合竞争力。
能力提升：把“ 提高企业效益、效率” 作为数控机械产品创新
的根本目标；结合重点行业和地方支柱产业的发展，做“ 深” 、做
“ 透” 、做“ 精” 。
全面带动：选择纺织机械、印刷和包装机械、轻工机械、建
材机械、塑料及其它相关行业机械，在长江三角洲、珠江三角洲
等制造业发达地区以及中西部工业重点地区、东北老工业基地等
区域开展应用示范，研发一批重点数控产品、培育一批重点企业
和形成一批重点产业集群，在产业升级影响大、关联度高、带动
性强的一些行业关键数控装备上取得突破，推动数控技术在装备
和产品创新中的应用，实现全面升级换代。
三、发展目标
总体目标：以数控技术和产品的应用推广为牵引，提高机械
设备行业企业的自主创新能力，增加机械设备产品附加值，实现
产品转型升级，大力促进我国机械工程领域的科技进步，提高市
场竞争力。
具体目标：
1 ．研究开发一批具有自主知识产权的数控化机械设备的设
计、工艺、控制技术和工具，研制一批行业关键数控装备和主导
—12 —
产品，显著增强数控技术对提升企业核心竞争力，加速制造业转
型升级，促进高端制造业发展，提高对地方支柱与特色产业的支
撑作用与服务能力。
2 ．在各相关行业的装备和产品创新中推广数控技术与产品的
应用，实现产品升级换代；结合区域发展战略，在长江三角洲、
珠江三角洲等制造业发达地区以及中西部工业重点地区、东北老
工业基地各有侧重地开展“ 示范工程” ，提高区域的机械产品自主
创新能力和产品附加值。
3 ．完善数控技术和数控产品应用服务和培训体系，培育一批
数字化机械设备及产品的设计应用人才，提升我国机械设备制造
企业的创新能力和售后服务能力，实现数控技术和数控产品应用
的规范化、标准化，提高机械设备行业的整体竞争力。
四、重点任务
“ 十二五” 期间，“ 示范工程” 实施的主要任务：一是突破机械
设备数控化关键技术；二是选择重点行业全面推进应用示范；三
是开展重点区域支柱性产业的应用示范；四是加强标准体系研究
和关键技术标准研制；五是加强数控技术应用服务和培训体系建
立。
（一）开展数控机械设备关键技术研究
针对不同行业、不同区域数控机械设备在创新设计、数字控
制、个性化工艺等方面的需求，以突破技术瓶颈、掌握关键技术、
建设共性技术平台为目标，提高我国机械设备自主创新能力和数
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控化技术水平。
1 ．典型数控机械设备的创新设计技术及工具
以主机、数控装置、驱动装置、伺服电机等在内的数控化机
械装备为对象，研究多学科统一建模及功能样机技术，加强机械
设备实验数据的获取，开发符合真实情况的数控机械建模仿真与
功能样机平台；开展数控机械设备的创新设计、可靠性设计和制
造技术研究，建立新产品开发公共平台，实现数控机械产品结构
与性能优化。
2 ．数控机械设备工艺技术与软件的研发及其应用
针对典型机械设备，研究典型工艺的数控化实现技术，研究
开发典型工艺过程中的产品（工件）数据预处理、轨迹规划、运
动控制、参数优化、逻辑控制、过程监测等技术与软件工具。针
对特殊机械设备，开发产品（工件）数据预处理、轨迹规划、运
动控制、参数优化、逻辑控制、过程监测等技术与数控系统的集
成技术与软件功能模块，为数控技术在各种个性化机械设备中的
创新应用与推广提供基础。
3 ．机械设备专用数控系统与伺服驱动装置的研发及其应用示
范
研究典型数控机械设备控制系统的关键技术，开发数控机械
设备的专用数控系统与伺服驱动装置及其接口技术，形成适应不
同机械设备行业需求的高、中、低档数控系统和伺服驱动装置体
系结构和产品，为国产数控系统针对行业的推广普及提供工具和
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手段。
（二）开展数控技术在重点行业的应用示范
1 ．数控纺织机械设备研究开发及应用示范
针对几类典型纺织机械，应用数控技术创新设计出新型的数
控纺织机械，提升设备技术水平、生产效率和生产质量；研发具
有自主知识产权的纺织机械系列数控系统、伺服驱动装置和设计
软件；建立几种典型数控纺织机械设备的技术标准；建立数控纺
织机械应用示范区，培养国内数控纺织机械研发和应用推广人才。
2 ．数控印刷和包装机械设备研究开发及应用示范
研究印刷和包装机械设备中的同步控制、点位控制、轨迹控
制等关键技术；研究开发几类典型数控印刷和包装机械，提升设
备技术水平、生产效率和生产质量；研发具有自主知识产权的印
刷和包装机械数控系统和伺服驱动装置；建立几种典型数控印刷
和包装机械的技术标准；建立数控印刷和包装机械应用示范区，
培养国内数控印刷和包装机械研发和应用推广人才。
3 ．数控轻工机械设备研究开发及应用示范
针对轻工机械所涉及的行业多、门类广、品种繁杂的行业特
点，首先在木工、造纸、食品包装、缝制机械、砂光抛光设备，
应用数控技术创新设计数控轻工机械，提升设备技术水平、生产
效率和生产质量；研发具有自主知识产权的轻工机械数控系统、
伺服驱动装置和加工编程软件；建立几种典型数控轻工机械设备
的技术标准；建立数控轻工机械应用示范区，培养国内数控轻工
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机械研发和推广人才。
4 ．数控建材机械设备研究开发及应用示范
研究开发几类针对墙材、玻璃、石材、钢筋等典型建材的数
控建材机械，提升设备技术水平、生产效率和生产质量；研发具
有自主知识产权的建材机械数控系统、伺服驱动装置和加工编程
软件；建立建材机械数控技术应用示范区，培养国内数控建材机
械设备研发和应用推广人才。
5 ．塑料及其它行业数控机械设备研究开发及应用示范
研究开发节能型注塑机、全电动注塑机、微注塑成型设备、
微挤出成型设备、塑料加工生产线辅助设备、锻压设备、齿轮加
工设备、轴承产业配套零部件专用加工设备、液压产业配套零部
件专用加工设备、汽车配套零部件专用数控加工机床等；研发具#p#分页标题#e#
有自主知识产权的专用数控系统、伺服驱动装置和加工编程软件；
建立塑料及其它行业机械数控技术应用示范区，培养国内相关数
控机械设备研发和应用推广人才。
（三）开展数控技术在重点区域的应用示范
结合区域发展战略，选择在长江三角洲、珠江三角洲等制造
业发达地区以及中西部工业重点地区、东北老工业基地等，以专
业镇、示范省市等不同组合方式，适应区域“ 转方式、调结构” 的
战略需求，充分依靠地方政府和科技主管部门组织实施，加速培
育和完善区域内相关数控产品产业链，以数控技术在整个支柱产
业链中的推广应用为目标，进行数控机械设备在重点区域的应用
—16 —
示范，促进传统机械产品产业链向高端延伸，提高区域的机械产
品自主创新能力和产品附加值。
（四）完善应用服务体系和人才培训体系
将产品服务技术融入到重点行业、重点区域的数控机械设备
生命周期中，建立数控机械设备应用服务平台，建立数控技术和
数控产品技术研发、技术咨询、技术服务和人才培训机构，全面
提升我国数控企业、数控机械设备企业的应用服务和人才培训能
力。
（五）加强标准体系研究和关键技术标准研制
为实现数控技术与机械设备的完美结合，提高数控机械设备
的产品质量和生产效率，大力支持数控机械设备生产企业、数控
技术研发机构与用户企业加强合作，围绕具有带动性和示范性的
典型产品和行业，开展标准体系研究和关键技术标准研制。
五、组织管理
（一）组织层次
1 ．与国务院有关部门的工作相协调，建立科技政策与经济、
产业、人才、标准等政策的部际协调机制，强化科技进步与经济
发展的相互促进，充分实现创新资源的优化配置与创新应用示范
的相互促进。
2 ．加强顶层设计和宏观管理。科技部作为组长单位，工业和
信息化部、中国工程院作为副组长单位，联合国务院相关部门、
部分地方科技厅和相关行业协会组成“ 示范工程” 领导小组，负责
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审批总体规划及协调指导工作；领导小组下设办公室，负责组织
实施等具体管理工作；成立专家组，负责发展战略研究并提供技
术指导等工作；成立专家咨询组，负责对“ 示范工程” 总体方向提
供咨询。
3 ．在本规划的指导下，各地方和相关行业协会将加强组织实
施管理，做好本地区、本行业相关规划和实施方案的编制工作，
成立相应的领导小组与专家组，落实体制、机制、人才、资金、
组织、管理等方面的保障措施。
4 ．参与 “ 示范工程” 的各个单位（包括企业、高校、科研院所、
行业协会等）具体落实执行工作，鼓励政产学研用相结合。
（二）组织形式
对试点省份、试点区域、示范市、试点产业链、专业示范镇、
各类平台给予资金资助并择优授牌，对属地内的单位或者承担单
位在项目申报上予以优先支持。
1 ．试点省份与区域：产业特征明显并具有相关优势的省份和
区域；
2 ．示范市：产业需求迫切、相关优势明显、配套资金落实、
政策导向作用显著的市、区；
3 ．试点产业链：对数控机械需求迫切、产业带动性大及上下
游关系密切的产业链；
4 ．专业示范镇：产业集群度高、数控机械需求量大的专业镇；
5 ．各类平台：包括数控机械创新设计平台、数控装备应用推
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广中心、数控人才培训中心等。
6 ．产学研用联盟：将全国具有数控技术优势的研究机构、高
校、生产企业、用户企业形成机械产品数控化技术应用产业技术
创新联盟。
应重视相关行业典型高端数控机械产品的开发以及量大面广
技术与产品的推广应用，形成高端产品突破和应用示范的显著成
效。
（三）管理机制
1 ．充分发挥行业协会、联盟、平台等机构在指南建议、组织
申报、项目实施管理等方面的作用；部分关联关系密切、需要整
体考核的项目可以委托行业协会、联盟、平台进行项目设置和组
织管理。
2 ．按照“ 下游考核上游、整机考核部件、应用考核技术、市
场考核产品” 的模式，推行项目成果用户考核机制。