都說發(fā)動機是汽車的心臟，那么作為數控機床的核心部件，數控系統(tǒng)或許可以稱之為整個設備的“魂”。

 

　　但作為世界最大的消費市場，最大的產出場所，中國市場上大部分中高端數控機床所搭配的數控系統(tǒng)都是進口的，當然在市場全球化的今天，進口是很司空見慣的行為。

 

 

　　我們知道，裝備制造業(yè)是保證國民經濟發(fā)展、國防尖端建設的基礎，而機床工業(yè)作為母機則是裝備業(yè)的基礎。一個國家的機床工業(yè)所能提供的數控機床的水平高低和應用領域的大小以及擁有量的多少，是衡量國家綜合實力的主要標志之一，甚至在一定程度上是我國經濟安全和國防安全的重要保障，具有戰(zhàn)略產業(yè)地位。

 

　　因此從這個意義上而言，中高檔數控系統(tǒng)的進口的嚴重依賴值得警醒。

 

　　困獸之斗

 

　　如果說機身是一臺數控機床的本體，數控系統(tǒng)則是所有部件的指揮中心是大腦。特別是在當下強調智能制造的今天，數控系統(tǒng)的作用更加明顯。

 

　　可是當前我國國產的數控系統(tǒng)應用情況如何呢？業(yè)內的共識是在中高端領域，國產數控系統(tǒng)雖然有了點的突破，也有在航天航空領域零星的應用，但遠沒有被用戶所接受，實現規(guī)?；瘧?。

 

　　早些年，行業(yè)專家曾表示，中國95%的高檔機床數控系統(tǒng)仍依賴進口，國內高檔系統(tǒng)的自給率不到5%，其中日本成為主要的進口國，約占1/3。在國際市場上，中、高檔數控系統(tǒng)主要由以日本發(fā)那科公司、德國西門子公司為代表的少數企業(yè)所壟斷，其中發(fā)那科占一半左右。

 

　　造成這一局面的原因不僅僅是技術本身，國內有些數控系統(tǒng)集成商也不斷有高科技的新品問世，并具備與國外對手技術較量的能力，但應用情況卻一直得不到改善。

 

　　中國記者在采訪大連光洋科技有限公司（下稱大連光洋）董事長于德海的時候，他表示在2006年公司成功研發(fā)五軸數控系統(tǒng)，在準備推向市場時才發(fā)現這不過才僅僅是一個開始，

 

　　高檔數控系統(tǒng)需要應用到高檔機床中，而大連光洋本身并不生產機床。雖然大連光洋在工控領域已經頗具影響力，但彼時其在高端數控系統(tǒng)領域還只是個生面孔。

 

　　在系統(tǒng)成功研發(fā)當年，于德海找到了同在一個城市的大連機床廠。他滿懷信心地希望這位行業(yè)的“老大哥”能夠使用其數控系統(tǒng)。對方對大連光洋在數控系統(tǒng)領域取得的成績頗為肯定和贊賞，但是拒絕了立即配套的可能，只是表示，如果有客戶需要的話會進行合作。

 

　　于德海理解機床企業(yè)的為難之處。機床企業(yè)要銷售給終端用戶，如果用戶不認可，機床企業(yè)也沒有辦法，而對于高端機床動輒幾百萬元上千萬元的投資，很少會有終端用戶敢于冒風險嘗試安裝國產新系統(tǒng)。

 

　　如何有效推廣系統(tǒng)，不僅僅是新介入數控領域內諸如大連光洋發(fā)愁的事情，即便在行業(yè)浸淫多年的華中數控股份有限責任公司（下稱華中數控）董事長陳吉紅對于如何有效推廣系統(tǒng)，都沒有行之有效的好招。

 

　　沒有應用，則無法進一步提高和完善系統(tǒng)產品，因為這有賴于客戶實際應用的驗證和數據積累。

 

　　國產數控系統(tǒng)為何會失去國內專業(yè)人群的信任？而造成這后果的背后的原因是哪些？

 

　　強硬對手

 

　　翻閱行業(yè)歷史檔案，中國工業(yè)報記者發(fā)現我國數控系統(tǒng)在“九五”期間就已取得技術全面突破，但市場卻仍然被發(fā)那科和西門子兩大國際品牌所壟斷，且他們壟斷世界市場已有30余年，在我國也有20多年。

 

　　由于他們享有很高的知名度和信譽度，而且為了更好地占據市場，他們曾連續(xù)采取了大幅度降價措施，使與國產系統(tǒng)的價格由原來差2~3倍變?yōu)楝F在只差30%左右。

 

　　更重要的是我國數控系統(tǒng)產業(yè)還有過兩次大范圍內性能不可靠的信譽影響，用戶至今仍心有余悸。

 

　　一次是上世紀80年代中后期，我國自主開發(fā)的普及型數控系統(tǒng)可靠性在未經充分驗證的條件下，大面積推廣使用，造成在市場上“倒牌子”的惡劣影響。還有一次是在后來一段時期，由于國際形勢變化，引進技術生產的數控系統(tǒng)所需要的電子元器件來源受阻，被迫采取電子元器件國產化的措施，由于質量不過關而影響系統(tǒng)的可靠性，再次在市場上影響了全行業(yè)的信譽。

 

　　在這樣情況下，用戶大多數選擇世界知名品牌而不是國產系統(tǒng)（選配數控系統(tǒng)一般以最終用戶意愿為主）是可以理解的，但要從強手手中奪回已經喪失的市場份額無疑會更加艱難。

 

　　不過現在在技術上能與發(fā)那科和西門子抗衡的還有很多企業(yè)，比如德國的海德漢、法國NUM、日本三菱、西班牙FAGOR等，特別是美國GE曾經是世界數控系統(tǒng)的技術先導，但盡管這些公司多年來積極開拓市場，但市場份額仍未能顯著改變發(fā)那科和西門子所占的比重。

 

　　坦誠地說，近年來國產數控系統(tǒng)的性能、功能和可靠性已大幅提高，與國外的差距也不斷縮小。從技術層面看，國產中檔數控系統(tǒng)已基本滿足國內生產的數控機床的技術要求，國產高檔數控系統(tǒng)也實現了零的突破。然而技術上的突破并不等于市場上的突破。特別是在數控系統(tǒng)正朝著智能化、開放式、網絡化方向發(fā)展的今天，日本發(fā)那科和德國西門子等國際數控系統(tǒng)廠商生產的能夠實現多軸、多通道、高速和高精度切削、復合化加工的數控系統(tǒng)已經在市場上暢銷，而我國數控系統(tǒng)的產業(yè)化卻依然無法消除國內用戶對國產數控系統(tǒng)可靠性的疑慮。

 

 

　　在國內數控系統(tǒng)生產商數量有人統(tǒng)計不會少于30家，這一數字相比于世界任何國家而言，都是一個非常龐大的數字，因為他們往往都是個位數，在日本雖然機床工具行業(yè)非常具有競爭力，但規(guī)模系統(tǒng)企業(yè)也就3、4家。

 

　　而在我國，國產數控系統(tǒng)技術經過多年發(fā)展形成了“南北中西東”的布局。“南”有廣州數控設備有限公司；“北”有北京凱恩帝、大連光洋、北京航天機床數控系統(tǒng)有限公司；“中”有華中數控；“東”有上海開通數控有限責任公司、南京華興數控設備有限責任公司、南京新方達數控有限公司；“西”有成都廣泰實業(yè)有限公司等企業(yè)。

 

　　一般來說，整個數控系統(tǒng)由三大部分組成，即控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)和位置測量系統(tǒng)。控制系統(tǒng)按加工工件程序進行插補運算，發(fā)出控制指令到伺服驅動系統(tǒng)；伺服驅動系統(tǒng)將控制指令放大，由伺服電機驅動機械按要求運動；測量系統(tǒng)檢測機械的運動位置或速度，并反饋到控制系統(tǒng)，來修正控制指令。這三部分有機結合，組成完整的閉環(huán)控制的數控系統(tǒng)。

 

　　其中多軸聯動是定義一款系統(tǒng)是否為高端數控系統(tǒng)的標尺之一，同時控制的軸數越多數控系統(tǒng)的性能越強大，其加工的可以更加復雜，國產數控系統(tǒng)在在經濟普及型領域逐步占據市場主導，在多軸聯動方面已經取得很多成就。例如華中數控8型系列，大連光洋GNC60/61/62系列等都支持多軸多通道。

 

　　正如前文所述，國產數控系統(tǒng)的當務之急是開拓市場，重拾用戶信任。這些年來，國內數控系統(tǒng)制造商在國家政策的支持下，他們除了傳統(tǒng)的營銷方式外，還做了一些積極的探索，比如：

 

　　主動與國產數控機床廠結盟。第一步鼓勵試用，建立信心；第二步是在生產數控機床的主機廠建立與數控系統(tǒng)配套的展示點，用實效說服最終用戶。還有一些企業(yè)進一步探索合作股份關系比如華中數控與武重、南通機床、北一，航天數控與齊一機床等，這也是對開拓數控市場的一種嘗試。

 

　　在重大專項的支持下，與整機廠聯合承擔課題，進入了目標群體。比如華中數控與北一合作承擔“鈦合金復雜梁框類構件五軸加工機床與工藝”課題，機床于2014年4月通過沈飛驗收，并加工出合格的“S”試件，實現三方共贏。

 

　　此外，抱著增大國產數控系統(tǒng)市場份額為目的，數控系統(tǒng)企業(yè)開發(fā)一些量大面廣小型機床品種，如華中數控開發(fā)教學用數控機床，南京四開數控與中小企業(yè)機床廠合作開發(fā)專用機床。

 

　　并且數控系統(tǒng)企業(yè)積極參與改造舊機床行業(yè)，提供數控系統(tǒng)及技術改造重型超重型機床和進口失修的數控機床。

 

　　據了解，沈飛此前為了了解國產數控系統(tǒng)的水平，先從數控車間提供一臺進口加工中心用于改造，華中數控采用04專項支持研發(fā)的華中8型高檔數控系統(tǒng)。這也是04專項支持研發(fā)的國產數控系統(tǒng)首臺應用于我國航空制造主機廠結構件加工。

 

　　在對這臺精度完全喪失的老舊機床進行全面升級改造后，機床的定位精度達到5μm，完成了NAS試件的試切。又經過近一年的生產驗證，數控系統(tǒng)完全滿足使用要求，有些方面甚至超出原有機床的功能。

 

　　由此沈飛打消了對國產數控系統(tǒng)的顧慮，又陸續(xù)改造了近10臺產自不同國家和地區(qū)的舊機床，幾乎涵蓋了沈飛數控車間結構件加工所用到的所有機型。沈陽高精數控公司也是其中的受益者。其自主品牌的藍天數控系統(tǒng)完成了對沈飛20臺舊的進口機床的國產數控改造，并裝備了4臺分別由沈陽機床和長征機床提供的新機床。之后又在2014年的04專項中完成了2臺國產新機床的配套。

 

　　業(yè)內人士分析，國產數控與國外競爭對手在硬件方面基本上已處于同一水平，當前競爭的焦點是軟件技術。而我們在軟件的創(chuàng)新方面具有很大的潛力，應用軟件創(chuàng)新，對于發(fā)展我國數控系統(tǒng)的生產和營銷，更符合國情也更具有實際意義。

 

　　相比之下，我國在以下三方面具備優(yōu)勢：一是在人際界面友好方面，也即在操作、數據輸入和編程簡便度方面。二是在于國內工人及技術人員的操作習慣和工藝技術經驗更好地結合方面。三是較高的智能化水平方面，如誤差在線采集和實施補償等創(chuàng)造自己的特色方面。

 

　　比如華中公司開發(fā)的曲面直接插補計算法；北航教授開發(fā)的凸輪磨床數控系統(tǒng)，采取表格方式的凸輪圖紙數據輸入，在線凸輪型線誤差顯示和補償等。當然價格優(yōu)勢和性能優(yōu)勢才是制勝市場的法寶。

 

　　任重道遠

 

　　數控系統(tǒng)由自動化向智能化發(fā)展是必然趨勢，智能化數控系統(tǒng)能智能感知加工條件和環(huán)境，并自行判斷和決策以適應外界變化，進而適應柔性和高效生產的要求。智能化數控系統(tǒng)主要體現：操作智能化、加工智能化、維護智能化、管理智能化。

 

　　沈陽機床i5數控系統(tǒng)在2014年一經推出，便引來眾多關注，有人稱之為工業(yè)4.0的范例，更難能可貴的是，初步市場銷售創(chuàng)造興奮的數據。

 

　　思維創(chuàng)新很重要，但數控機床的可靠性核心在于數控系統(tǒng)的可靠性。數控機床的功能逐漸增多，對于數控系統(tǒng)的可靠性要求也增加。隨著數控系統(tǒng)硬軟件的技術提升，如在CPU芯片、檢測軟件等方面性能加強，國產數控系統(tǒng)的可靠性得到很大的提高，無故障加工時間更是超過1萬小時。

 

　　此外智能化的另一個涵義體現在它的適應性，智能化的數控系統(tǒng)使機床具有一定的思維能力，能夠應對環(huán)境的變化做出預警或調整。比如西門子828D采用了加加速度控制功能，平滑的加速和減速運動，提高產品質量和生產效率。當然這種適應性還表現在數控系統(tǒng)的開放性方面。

 

　　雖然眼下自動化生產線市場很是火爆，但其背后的挑戰(zhàn)更大。比如可靠性，十臺機床串聯在一起，整個生產線的故障率就可能會提高十倍。此外是安全問題，一旦出現安全隱患，設備是否具備自動識別功能？并能否針對各種故障做出各種積極響應？這將是今后智能化生產線設計的重點等。