機(jī)床是工業(yè)的“工作母機(jī)”，其技術(shù)水平代表這一個(gè)國家工業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的“大腦”，是決定數(shù)控機(jī)床技術(shù)、質(zhì)量水平和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵因素。在中國，中、高端機(jī)床使用的數(shù)控系統(tǒng)幾乎全部被國外壟斷，嚴(yán)重制約了我國數(shù)控機(jī)床行業(yè)的自主發(fā)展。因此發(fā)展數(shù)控系統(tǒng)迫在眉睫。

在04專項(xiàng)的推動(dòng)下，國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)在關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和示范應(yīng)用等方面取得了顯著成績，行業(yè)應(yīng)用水平逐步提高。

工業(yè)和信息化部部長苗圩在參加高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備科技重大專項(xiàng)成果應(yīng)用推廣現(xiàn)場(chǎng)會(huì)時(shí)指出，04專項(xiàng)實(shí)施8年多來，廣大機(jī)床企業(yè)、用戶企業(yè)和專家們齊心協(xié)力、攻堅(jiān)克難，取得了一批可喜成果。數(shù)控系統(tǒng)等核心零部件取得明顯突破。國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)在功能、性能方面的差距已大幅縮小，滾珠絲杠、導(dǎo)軌、動(dòng)力刀架等關(guān)鍵功能部件在精度、可靠性等關(guān)鍵指標(biāo)上已接近國際先進(jìn)水平。

據(jù)記者了解，隨著華中8型數(shù)控系統(tǒng)的推出，使得日本發(fā)那科五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)已由48萬元降為22萬元，同時(shí)發(fā)那科最高端的31i系統(tǒng)也在裁剪個(gè)別功能后大幅降價(jià)。

國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)之痛

數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的“大腦”，是數(shù)控機(jī)床功能部件中技術(shù)含量最高的核心部件，長久以來，國產(chǎn)中、高檔數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展舉步維艱，使得直到目前為止，80%以上的國產(chǎn)中、高檔數(shù)控機(jī)床仍配套國外數(shù)控系統(tǒng)。

更為嚴(yán)峻的是，國外先進(jìn)的高檔數(shù)控系統(tǒng)至今仍對(duì)中國封鎖，導(dǎo)致機(jī)床企業(yè)在新產(chǎn)品開發(fā)上受制于人。

這些年來，國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)也并不是沒有新品問世，而是數(shù)控機(jī)床廠不愿配套使用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)。原因在于，對(duì)于高端機(jī)床動(dòng)輒幾百萬元上千萬元的投資，很少會(huì)有終端用戶敢于冒風(fēng)險(xiǎn)嘗試安裝國產(chǎn)新系統(tǒng)。

與此同時(shí)，國內(nèi)企業(yè)不愿意使用國產(chǎn)系統(tǒng)還與信譽(yù)有關(guān)。歷史上，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(chǎng)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(shì)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(chǎng)上影響了全行業(yè)的信譽(yù)。

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(chǎng)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(chǎng)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(duì)國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)可靠性的疑慮。

“用戶認(rèn)可度低，一直是制約國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要瓶頸?！比A中科技大學(xué)國家數(shù)控系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心研究員宋寶說：數(shù)控系統(tǒng)靠花錢引進(jìn)根本辦不到；盲目效仿國外，也只會(huì)落后挨打，受制于人。

出路在于自主創(chuàng)新

宋寶說，中國數(shù)控產(chǎn)業(yè)的惟一出路，就是走自主創(chuàng)新之路，用中國人自己的核心技術(shù)振興中國數(shù)控產(chǎn)業(yè)。

可以說，04專項(xiàng)為國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)開創(chuàng)了新的發(fā)展局面。

2009年，04專項(xiàng)的實(shí)施為國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展帶來了契機(jī)。通過采用政、產(chǎn)、學(xué)、研、用的創(chuàng)新發(fā)展模式，下達(dá)一系列研究課題，04專項(xiàng)支持了武漢華中數(shù)控股份有限公司、廣州數(shù)控設(shè)備有限公司和大連光洋科技集團(tuán)有限公司等一些重點(diǎn)數(shù)控系統(tǒng)研制企業(yè)與主機(jī)企業(yè)一起，開展聯(lián)合攻關(guān)，攻克了數(shù)控系統(tǒng)軟硬件平臺(tái)、高速高精、多軸聯(lián)動(dòng)、總線技術(shù)等一批高檔數(shù)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，研制出了全數(shù)字總線式高檔數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品樣機(jī)，實(shí)現(xiàn)了從模擬接口、脈沖接口到全數(shù)字總線控制和高速高精度的技術(shù)跨越。目前，聯(lián)合研制的、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CNUC-Bus銑床總線技術(shù)，已獲批5項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)。

在04專項(xiàng)的支持和推進(jìn)下，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的成套性和適應(yīng)能力快速提升，已能夠滿足大多數(shù)普通機(jī)床和部分特殊機(jī)床的應(yīng)用需要，數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)性能和國際先進(jìn)水平及國際標(biāo)準(zhǔn)相比，差距不斷縮小。如，數(shù)控控制器、驅(qū)動(dòng)裝置和伺服電機(jī)等核心部件的硬件先進(jìn)性、控制性能和可靠性明顯提高；控制軟件的工作穩(wěn)定性、適應(yīng)性、宜人性以及二次開發(fā)平臺(tái)的易用性不斷完善；數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)的技術(shù)服務(wù)能力日益增強(qiáng)。

不可否認(rèn)，正是在04專項(xiàng)的推動(dòng)下，在國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)研發(fā)企業(yè)的共同努力下，國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)在關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和示范應(yīng)用等方面取得了顯著成績，行業(yè)應(yīng)用水平逐步提高。

以華中數(shù)控為例，該公司在面臨更嚴(yán)苛要求的應(yīng)戰(zhàn)壓力下，歷經(jīng)幾代技術(shù)攻關(guān)，開發(fā)出了以華中8型為代表的自主可控的數(shù)控系統(tǒng)，為高檔數(shù)控機(jī)床重大專項(xiàng)做出了突出貢獻(xiàn)。同時(shí)，圍繞華中8型高性能數(shù)控系統(tǒng)的研制，華中數(shù)控攻克了運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)、平臺(tái)化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)等關(guān)鍵核心技術(shù)，全面縮小了與國外的差距。

沈陽機(jī)床集團(tuán)組建自己的研究院，從底層技術(shù)源代碼算法做起，歷時(shí)5年，投入巨資，研制成功i5數(shù)控系統(tǒng)。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，前期市場(chǎng)取得了良好的成績。

大連光洋自主研發(fā)了數(shù)控系統(tǒng)、伺服電機(jī)、主軸、傳感器，于2013年5月與航天科工集團(tuán)3院31所合作，交付了2臺(tái)高速、高精度五軸立式加工中心，已經(jīng)完成了多個(gè)批次，多個(gè)品種的航發(fā)關(guān)鍵零部件的加工。

此外，通過在航空航天、能源等領(lǐng)域的批量應(yīng)用，華中8型數(shù)控系統(tǒng)開始全面進(jìn)入高檔數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用的主戰(zhàn)場(chǎng)；在國家“十二五”科技創(chuàng)新成就展中，沈陽機(jī)床集團(tuán)配置華中8型高性能數(shù)控系統(tǒng)，全部采用國產(chǎn)功能部件的大型五軸聯(lián)動(dòng)加工中心，達(dá)到了S試件多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床國際標(biāo)準(zhǔn)。

總之，在04專項(xiàng)的支持下，國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)取得了巨大成就。

配套應(yīng)用是關(guān)鍵

在取得成就的同時(shí)，與國外最先進(jìn)的高性能數(shù)控系統(tǒng)相比，國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)在功能、性能、可靠性、成套性和市場(chǎng)認(rèn)同度方面仍存在一定的差距。

例如，在一些用戶的典型零件加工中，不遜色于國外系統(tǒng)，但對(duì)于一些性能指標(biāo)要求更高的零件國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)還存在差距，特別是伺服驅(qū)動(dòng)和電機(jī)的性能差距較明顯，表現(xiàn)在諸如伺服的參數(shù)自適應(yīng)控制，以及電機(jī)的高速、高剛度、高精度、高加速度和功能密度等方面。

業(yè)內(nèi)人士分析，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)與國外競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手在硬件方面基本上已處于同一水平，當(dāng)前競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)是軟件技術(shù)。而我們?cè)谲浖膭?chuàng)新方面具有很大的潛力，應(yīng)用軟件創(chuàng)新，對(duì)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。

“強(qiáng)化配套應(yīng)用，才是國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵。”一位不愿具名的沈飛工作人員告訴記者，目前，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用示范正在沈飛穩(wěn)步推進(jìn)，但仍存在一些不足。一方面，針對(duì)航空零件加工的個(gè)別關(guān)鍵工序提供了解決方案，已正式投入生產(chǎn)使用，后續(xù)仍需加強(qiáng)對(duì)零件全工序的應(yīng)用驗(yàn)證；另一方面，雖然利用專項(xiàng)成果組成了生產(chǎn)線，但生產(chǎn)線上采用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床數(shù)量不多，尚未完全覆蓋整個(gè)生產(chǎn)車間的產(chǎn)品生產(chǎn)，有待進(jìn)一步擴(kuò)大國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的配套應(yīng)用，提升集群優(yōu)勢(shì)和規(guī)模效應(yīng)。

業(yè)內(nèi)專家表示，國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)在關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和示范應(yīng)用等方面取得了顯著成績的同時(shí)，還有以下問題亟須解決。

一是，人才滿足度不夠。從航空航天到汽車、3C等應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)高性能數(shù)控系統(tǒng)的需求巨大。但面對(duì)廣闊的市場(chǎng)需求，項(xiàng)目開發(fā)人員明顯不足，目前，行業(yè)內(nèi)的技術(shù)開發(fā)人員無論是數(shù)量還是專業(yè)技術(shù)水平，都難以更好的滿足市場(chǎng)的需求。

二是，產(chǎn)業(yè)化推廣阻力較大。在實(shí)施04專項(xiàng)課題的過程中，國產(chǎn)高性能數(shù)控系統(tǒng)已日益得到市場(chǎng)的認(rèn)可：一方面，中、低端用戶普遍接受甚至優(yōu)選國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)；另一方面，中、高端用戶從“不了解、不考慮”，到“有興趣，可以嘗試”，再到“配套后有驚喜”。但是，用戶長期以來形成的慣性認(rèn)識(shí)，導(dǎo)致國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)在市場(chǎng)推廣中相比進(jìn)口數(shù)控系統(tǒng)總處于劣勢(shì)地位，銷售阻力較大，尤其是在中、高端市場(chǎng)。因此，市場(chǎng)推廣還需要長期不懈努力。

從某種意義上而言，作為機(jī)床主機(jī)企業(yè)還應(yīng)多支持應(yīng)用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)。一方面，采用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，有利于機(jī)床主機(jī)企業(yè)降低機(jī)床產(chǎn)品的配套成本，提高對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用水平，通過增加國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的配套方案，滿足用戶的多樣化需求；另一方面，機(jī)床主機(jī)企業(yè)在應(yīng)用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的過程中，通過與進(jìn)口數(shù)控系統(tǒng)對(duì)比，不斷反饋國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)存在的問題，促進(jìn)國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)快速改進(jìn)和提高。

事實(shí)上，通過國內(nèi)的機(jī)床企業(yè)與數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)之間的協(xié)同創(chuàng)新，有助于打造快速發(fā)展的產(chǎn)業(yè)配套鏈，推動(dòng)國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代，使得服務(wù)維修快捷可控，這對(duì)于打破國外壟斷，確保國防安全和經(jīng)濟(jì)安全都意義重大。