 都說發(fā)動機(jī)是汽車的心臟，那么作為數(shù)控機(jī)床的核心部件，數(shù)控系統(tǒng)或許可以稱之為整個(gè)設(shè)備的“魂”。但作為世界最大的消費(fèi)市場，最大的產(chǎn)出場所，中國市場上大部分中高端數(shù)控機(jī)床所搭配的數(shù)控系統(tǒng)都是進(jìn)口的，當(dāng)然在市場全球化的今天，進(jìn)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(jīng)濟(jì)發(fā)展、國防尖端建設(shè)的基礎(chǔ)，而機(jī)床工業(yè)作為母機(jī)則是裝備業(yè)的基礎(chǔ)。一個(gè)國家的機(jī)床工業(yè)所能提供的數(shù)控機(jī)床的水平高低和應(yīng)用領(lǐng)域的大小以及擁有量的多少，是衡量國家綜合實(shí)力的主要標(biāo)志之一，甚至在一定程度上是我國經(jīng)濟(jì)安全和國防安全的重要保障，具有戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)地位。 因此從這個(gè)意義上而言，中高檔數(shù)控系統(tǒng)的進(jìn)口的嚴(yán)重依賴值得警醒。 困獸之斗 如果說機(jī)身是一臺數(shù)控機(jī)床的本體，數(shù)控系統(tǒng)則是所有部件的指揮中心是大腦。特別是在當(dāng)下強(qiáng)調(diào)智能制造的今天，數(shù)控系統(tǒng)的作用更加明顯。 可是當(dāng)前我國國產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用情況如何呢？業(yè)內(nèi)的共識是在中高端領(lǐng)域，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)雖然有了點(diǎn)的突破，也有在航天航空領(lǐng)域零星的應(yīng)用，但遠(yuǎn)沒有被用戶所接受，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用。 早些年，行業(yè)專家曾表示，中國95%的高檔機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)仍依賴進(jìn)口，國內(nèi)高檔系統(tǒng)的自給率不到5%，其中日本成為主要的進(jìn)口國，約占1/3。在國際市場上，中、高檔數(shù)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(shù)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(shù)本身，國內(nèi)有些數(shù)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(shù)較量的能力，但應(yīng)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(shí)候，他表示在2006年公司成功研發(fā)五軸數(shù)控系統(tǒng)，在準(zhǔn)備推向市場時(shí)才發(fā)現(xiàn)這不過才僅僅是一個(gè)開始， 高檔數(shù)控系統(tǒng)需要應(yīng)用到高檔機(jī)床中，而大連光洋本身并不生產(chǎn)機(jī)床。雖然大連光洋在工控領(lǐng)域已經(jīng)頗具影響力，但彼時(shí)其在高端數(shù)控系統(tǒng)領(lǐng)域還只是個(gè)生面孔。 在系統(tǒng)成功研發(fā)當(dāng)年，于德海找到了同在一個(gè)城市的大連機(jī)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(shù)控系統(tǒng)。對方對大連光洋在數(shù)控系統(tǒng)領(lǐng)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(jìn)行合作。 于德海理解機(jī)床企業(yè)的為難之處。機(jī)床企業(yè)要銷售給終端用戶，如果用戶不認(rèn)可，機(jī)床企業(yè)也沒有辦法，而對于高端機(jī)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(fēng)險(xiǎn)嘗試安裝國產(chǎn)新系統(tǒng)。 如何有效推廣系統(tǒng)，不僅僅是新介入數(shù)控領(lǐng)域內(nèi)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(shù)控股份有限責(zé)任公司（下稱華中數(shù)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(yīng)用，則無法進(jìn)一步提高和完善系統(tǒng)產(chǎn)品，因?yàn)檫@有賴于客戶實(shí)際應(yīng)用的驗(yàn)證和數(shù)據(jù)積累。 國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)為何會失去國內(nèi)專業(yè)人群的信任？而造成這后果的背后的原因是哪些？ 強(qiáng)硬對手 翻閱行業(yè)歷史檔案，中國工業(yè)報(bào)記者發(fā)現(xiàn)我國數(shù)控系統(tǒng)在“九五”期間就已取得技術(shù)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(yù)度，而且為了更好地占據(jù)市場，他們曾連續(xù)采取了大幅度降價(jià)措施，使與國產(chǎn)系統(tǒng)的價(jià)格由原來差2~3倍變?yōu)楝F(xiàn)在只差30%左右。 更重要的是我國數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)還有過兩次大范圍內(nèi)性能不可靠的信譽(yù)影響，用戶至今仍心有余悸。 一次是上世紀(jì)80年代中后期，我國自主開發(fā)的普及型數(shù)控系統(tǒng)可靠性在未經(jīng)充分驗(yàn)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(shí)期，由于國際形勢變化，引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的數(shù)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(chǎn)化的措施，由于質(zhì)量不過關(guān)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(yù)。 在這樣情況下，用戶大多數(shù)選擇世界知名品牌而不是國產(chǎn)系統(tǒng)（選配數(shù)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(qiáng)手手中奪回已經(jīng)喪失的市場份額無疑會更加艱難。 不過現(xiàn)在在技術(shù)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(jīng)是世界數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)先導(dǎo)，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(chǎn)數(shù)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(shù)層面看，國產(chǎn)中檔數(shù)控系統(tǒng)已基本滿足國內(nèi)生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床的技術(shù)要求，國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)也實(shí)現(xiàn)了零的突破。然而技術(shù)上的突破并不等于市場上的突破。特別是在數(shù)控系統(tǒng)正朝著智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)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(shù)控系統(tǒng)廠商生產(chǎn)的能夠?qū)崿F(xiàn)多軸、多通道、高速和高精度切削、復(fù)合化加工的數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)在市場上暢銷，而我國數(shù)控系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化卻依然無法消除國內(nèi)用戶對國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)可靠性的疑慮。 應(yīng)對之策 在國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)商數(shù)量有人統(tǒng)計(jì)不會少于30家，這一數(shù)字相比于世界任何國家而言，都是一個(gè)非常龐大的數(shù)字，因?yàn)樗麄兺际莻€(gè)位數(shù)，在日本雖然機(jī)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(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)過多年發(fā)展形成了“南北中西東”的布局?！澳稀庇袕V州數(shù)控設(shè)備有限公司；“北”有北京凱恩帝、大連光洋、北京航天機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)有限公司；“中”有華中數(shù)控；“東”有上海開通數(shù)控有限責(zé)任公司、南京華興數(shù)控設(shè)備有限責(zé)任公司、南京新方達(dá)數(shù)控有限公司；“西”有成都廣泰實(shí)業(yè)有限公司等企業(yè)。 一般來說，整個(gè)數(shù)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)?？刂葡到y(tǒng)按加工工件程序進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算，發(fā)出控制指令到伺服驅(qū)動系統(tǒng)；伺服驅(qū)動系統(tǒng)將控制指令放大，由伺服電機(jī)驅(qū)動機(jī)械按要求運(yùn)動；測量系統(tǒng)檢測機(jī)械的運(yùn)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(jī)結(jié)合，組成完整的閉環(huán)控制的數(shù)控系統(tǒng)。 其中多軸聯(lián)動是定義一款系統(tǒng)是否為高端數(shù)控系統(tǒng)的標(biāo)尺之一，同時(shí)控制的軸數(shù)越多數(shù)控系統(tǒng)的性能越強(qiáng)大，其加工的可以更加復(fù)雜，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)在在經(jīng)濟(jì)普及型領(lǐng)域逐步占據(jù)市場主導(dǎo)，在多軸聯(lián)動方面已經(jīng)取得很多成就。例如華中數(shù)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(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的當(dāng)務(wù)之急是開拓市場，重拾用戶信任。這些年來，國內(nèi)數(shù)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(chǎn)數(shù)控機(jī)床廠結(jié)盟。第一步鼓勵(lì)試用，建立信心；第二步是在生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的主機(jī)廠建立與數(shù)控系統(tǒng)配套的展示點(diǎn)，用實(shí)效說服最終用戶。還有一些企業(yè)進(jìn)一步探索合作股份關(guān)系比如華中數(shù)控與武重、南通機(jī)床、北一，航天數(shù)控與齊一機(jī)床等，這也是對開拓?cái)?shù)控市場的一種嘗試。 在重大專項(xiàng)的支持下，與整機(jī)廠聯(lián)合承擔(dān)課題，進(jìn)入了目標(biāo)群體。比如華中數(shù)控與北一合作承擔(dān)“鈦合金復(fù)雜梁框類構(gòu)件五軸加工機(jī)床與工藝”課題，機(jī)床于2014年4月通過沈飛驗(yàn)收，并加工出合格的“S”試件，實(shí)現(xiàn)三方共贏。 此外，抱著增大國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)市場份額為目的，數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)開發(fā)一些量大面廣小型機(jī)床品種，如華中數(shù)控開發(fā)教學(xué)用數(shù)控機(jī)床，南京四開數(shù)控與中小企業(yè)機(jī)床廠合作開發(fā)專用機(jī)床。 并且數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)積極參與改造舊機(jī)床行業(yè)，提供數(shù)控系統(tǒng)及技術(shù)改造重型超重型機(jī)床和進(jìn)口失修的數(shù)控機(jī)床。 據(jù)了解，沈飛此前為了了解國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的水平，先從數(shù)控車間提供一臺進(jìn)口加工中心用于改造，華中數(shù)控采用04專項(xiàng)支持研發(fā)的華中8型高檔數(shù)控系統(tǒng)。這也是04專項(xiàng)支持研發(fā)的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)首臺應(yīng)用于我國航空制造主機(jī)廠結(jié)構(gòu)件加工。 在對這臺精度完全喪失的老舊機(jī)床進(jìn)行全面升級改造后，機(jī)床的定位精度達(dá)到5μm，完成了NAS試件的試切。又經(jīng)過近一年的生產(chǎn)驗(yàn)證，數(shù)控系統(tǒng)完全滿足使用要求，有些方面甚至超出原有機(jī)床的功能。 由此沈飛打消了對國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的顧慮，又陸續(xù)改造了近10臺產(chǎn)自不同國家和地區(qū)的舊機(jī)床，幾乎涵蓋了沈飛數(shù)控車間結(jié)構(gòu)件加工所用到的所有機(jī)型。沈陽高精數(shù)控公司也是其中的受益者。其自主品牌的藍(lán)天數(shù)控系統(tǒng)完成了對沈飛20臺舊的進(jìn)口機(jī)床的國產(chǎn)數(shù)控改造，并裝備了4臺分別由沈陽機(jī)床和長征機(jī)床提供的新機(jī)床。之后又在2014年的04專項(xiàng)中完成了2臺國產(chǎn)新機(jī)床的配套。 業(yè)內(nèi)人士分析，國產(chǎn)數(shù)控與國外競爭對手在硬件方面基本上已處于同一水平，當(dāng)前競爭的焦點(diǎn)是軟件技術(shù)。而我們在軟件的創(chuàng)新方面具有很大的潛力，應(yīng)用軟件創(chuàng)新，對于發(fā)展我國數(shù)控系統(tǒng)的生產(chǎn)和營銷，更符合國情也更具有實(shí)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(shù)據(jù)輸入和編程簡便度方面。二是在于國內(nèi)工人及技術(shù)人員的操作習(xí)慣和工藝技術(shù)經(jīng)驗(yàn)更好地結(jié)合方面。三是較高的智能化水平方面，如誤差在線采集和實(shí)施補(bǔ)償?shù)葎?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(bǔ)計(jì)算法；北航教授開發(fā)的凸輪磨床數(shù)控系統(tǒng)，采取表格方式的凸輪圖紙數(shù)據(jù)輸入，在線凸輪型線誤差顯示和補(bǔ)償?shù)?。?dāng)然價(jià)格優(yōu)勢和性能優(yōu)勢才是制勝市場的法寶。 任重道遠(yuǎn) 數(shù)控系統(tǒng)由自動化向智能化發(fā)展是必然趨勢，智能化數(shù)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(yīng)外界變化，進(jìn)而適應(yīng)柔性和高效生產(chǎn)的要求。智能化數(shù)控系統(tǒng)主要體現(xiàn)：操作智能化、加工智能化、維護(hù)智能化、管理智能化。 沈陽機(jī)床i5數(shù)控系統(tǒng)在2014年一經(jīng)推出，便引來眾多關(guān)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(shù)據(jù)。 思維創(chuàng)新很重要，但數(shù)控機(jī)床的可靠性核心在于數(shù)控系統(tǒng)的可靠性。數(shù)控機(jī)床的功能逐漸增多，對于數(shù)控系統(tǒng)的可靠性要求也增加。隨著數(shù)控系統(tǒng)硬軟件的技術(shù)提升，如在CPU芯片、檢測軟件等方面性能加強(qiáng)，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的可靠性得到很大的提高，無故障加工時(shí)間更是超過1萬小時(shí)。 此外智能化的另一個(gè)涵義體現(xiàn)在它的適應(yīng)性，智能化的數(shù)控系統(tǒng)使機(jī)床具有一定的思維能力，能夠應(yīng)對環(huán)境的變化做出預(yù)警或調(diào)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(yùn)動，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。當(dāng)然這種適應(yīng)性還表現(xiàn)在數(shù)控系統(tǒng)的開放性方面。 雖然眼下自動化生產(chǎn)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(jī)床串聯(lián)在一起，整個(gè)生產(chǎn)線的故障率就可能會提高十倍。此外是安全問題，一旦出現(xiàn)安全隱患，設(shè)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(yīng)？這將是今后智能化生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的重點(diǎn)等。 數(shù)控系統(tǒng)絕不局限于數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用，其技術(shù)廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天以及軍事工業(yè)等領(lǐng)域，它決定一個(gè)國家制造業(yè)的發(fā)達(dá)程度，是決定一個(gè)國家在精密制造成就的制造的高尖技術(shù)?？梢哉f，從制造大國轉(zhuǎn)變?yōu)橹圃鞆?qiáng)國有很多途徑，而大力發(fā)展數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)則是重要道路之一。 |
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