數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)鍵在控制軟件產(chǎn)業(yè)化

　　據(jù)了解，無論是工業(yè)控制電源、工業(yè)控制計算機主板、還是其他嵌入式設備，我國的產(chǎn)業(yè)化水平都很高。問題在于數(shù)控系統(tǒng)的另一組成部分——軟件。數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)方案中軟件承載著數(shù)控系統(tǒng)的運動控制、邏輯控制和人機交互等主要功能。同時，在數(shù)控系統(tǒng)硬件趨同化的趨勢下，軟件正在成為系統(tǒng)中重要的價值構(gòu)成部分。因此，軟件產(chǎn)業(yè)化的問題已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。

      一套高檔機床的軟件價格究竟有多貴？

　　威海華東數(shù)控股份有限公司董事長湯世賢曾經(jīng)接受記者采訪時談道：“我們生產(chǎn)的第一臺用于機車軌道博格板磨床的軟件是公司花10萬歐元進口德國的軟件，約占我們一臺博格板磨床售價的十分之一。”

　　正是因為其價格昂貴，華東數(shù)控決定在西門子的系統(tǒng)上自行承擔軟件的開發(fā)任務。經(jīng)過半年的努力，公司開發(fā)的軟件成功運用在后來承接的26臺博格板磨床上。而這一舉措，也給華東數(shù)控2009年的業(yè)績添色不少。

　　然而，這也反映出我國數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的軟肋———控制軟件的開發(fā)能力不強。

      開發(fā)模式落后

　　據(jù)了解，數(shù)控系統(tǒng)硬件部分的核心是高效的運算平臺和一組控制設備的接口，也就是說，數(shù)控硬件部分可以看做是一臺工業(yè)計算機。從這方面來看，無論是工業(yè)控制電源、工業(yè)控制計算機主板、還是其他嵌入式設備，我國的產(chǎn)業(yè)化水平都很高。業(yè)內(nèi)人士表示，我國是世界上最大的PC制造國，我們有能力自主開發(fā)、制造高性能、高可靠性的通信設備，因此，只要將對PC、通信設備等產(chǎn)業(yè)的支持條件轉(zhuǎn)接在數(shù)控產(chǎn)業(yè)上，那么實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)硬件的產(chǎn)業(yè)化是完全沒有問題的。

　　而問題在于數(shù)控系統(tǒng)的另一組成部分———軟件。數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)方案中軟件承載著數(shù)控系統(tǒng)的運動控制、邏輯控制和人機交互等主要功能。同時，在數(shù)控系統(tǒng)硬件趨同化的趨勢下，軟件正在成為系統(tǒng)中重要的價值構(gòu)成部分。因此，軟件產(chǎn)業(yè)化的問題已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。

　　大連光洋科技工程有限公司總工程師陳虎認為，目前我國數(shù)控系統(tǒng)供應商的創(chuàng)業(yè)之路大多都始于某個數(shù)控系統(tǒng)核心技術(shù)的突破，然后由核心技術(shù)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，再通過產(chǎn)品逐步滾動，逐步發(fā)展起來。因此，我國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)規(guī)模都比較小，缺乏相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的支撐。加上數(shù)控產(chǎn)品同質(zhì)化導致的價格惡性競爭，產(chǎn)品利潤率都處于較低水平，因此能夠支持的軟件開發(fā)團隊規(guī)模更是非常有限。

　　陳虎覺得，對于目前我國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)而言，數(shù)控系統(tǒng)軟件的產(chǎn)業(yè)化問題不是一兩個高性能插補算法或某些高性能控制指標能否實現(xiàn)的技術(shù)問題，而是數(shù)控軟件整體開發(fā)模式的問題。

　　由于我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)源于某個技術(shù)關(guān)鍵點的突破，缺乏系統(tǒng)的需求分析，沒有很好的進行抽象和概念、邏輯設計，造成的結(jié)果是很難從以往的產(chǎn)品中提取出一些有用的、共性的技術(shù)為后來的產(chǎn)品所使用。加之，國內(nèi)很多公司的產(chǎn)品很少具有連續(xù)性，往往是新的一個產(chǎn)品完全重起爐灶，和老的產(chǎn)品沒有半點關(guān)系，在這種開發(fā)模式下，軟件功能完善程度，軟件產(chǎn)品的可靠性，可持續(xù)發(fā)展能力都受到很大的局限。在整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，低水平的重復研發(fā)的現(xiàn)象也較為普遍，使得技術(shù)積累緩慢。如此一來，憑借我國目前控制軟件的開發(fā)模式很難與國際知名數(shù)控廠商進行有效地競爭。

　　此外，目前我國數(shù)控軟件的開發(fā)模式與其他應用領(lǐng)域的軟件開發(fā)模式也存在較大差距。這是由于數(shù)控軟件要求具有實時性、嵌入式特征以及面向特定制造工藝特殊分析的特點，使得數(shù)控軟件行業(yè)準入門檻較高，一般的軟件企業(yè)較難深入這一領(lǐng)域。

　　因此，如何借鑒其它應用領(lǐng)域軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗已經(jīng)成為數(shù)控產(chǎn)業(yè)改進軟件開發(fā)模式的一個重要問題。

      軟件開發(fā)與應用脫節(jié)

　　業(yè)內(nèi)專家認為，低水平的重復研發(fā)不僅僅體現(xiàn)在開發(fā)模式上，還體現(xiàn)在數(shù)控軟件的應用技術(shù)手段上。由于數(shù)控軟件需求的特殊性，致使其它計算機應用領(lǐng)域的軟件技術(shù)向數(shù)控軟件開發(fā)領(lǐng)域滲透較慢。

　　近十年來，在設計模式上其他應用領(lǐng)域的軟件技術(shù)上都有許多重要的發(fā)展，例如從面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析設計方法正在向面向服務的系統(tǒng)分析設計方法衍變。而數(shù)控軟件領(lǐng)域基本還停留在結(jié)構(gòu)化程序設計階段，這些技術(shù)手段對于支撐更完善功能的控制器及更有效地利用計算機硬件資源是不利的。

　　“數(shù)控產(chǎn)業(yè)軟件開發(fā)的另一個重要的問題就是數(shù)控軟件開發(fā)與應用脫節(jié)?！标惢⒄f，首先從國產(chǎn)控制系統(tǒng)的功能層面上就可以看出，國產(chǎn)控制系統(tǒng)的基本功能僅包含最通用的G代碼功能，除了典型數(shù)控車床和數(shù)控銑床外，很少包含其他設備如加工中心的功能。磨削機床數(shù)控系統(tǒng)的軟件產(chǎn)品更是基本空白，面向機床調(diào)試的PLC調(diào)試功能、伺服調(diào)試和參數(shù)整定功能基本也是空白。而能夠?qū)崿F(xiàn)上述功能的數(shù)控軟件已經(jīng)廣泛出現(xiàn)在國外廠商的普及型數(shù)控系統(tǒng)中。

　　“作為數(shù)控軟件，未能預見到可能的工藝需求，以及未能在體系結(jié)構(gòu)中具備融合應用技術(shù)的接口，這將是先天缺陷。”陳虎說。

      三方面入手推進軟件產(chǎn)業(yè)化

　　中國機床工具協(xié)會數(shù)控系統(tǒng)分會人士認為，消除數(shù)控系統(tǒng)軟件開發(fā)短板，推進數(shù)控產(chǎn)業(yè)化，從而提升我國裝備制造業(yè)的核心競爭力已是當務之急。而要實現(xiàn)數(shù)控軟件的產(chǎn)業(yè)化可以從管理模式開放化、技術(shù)方法工程化、領(lǐng)域架構(gòu)標準化三個方面突破。

　　由于數(shù)控軟件產(chǎn)業(yè)的相關(guān)技術(shù)鏈比較長，涉及機械、電子、自動控制等諸多技術(shù)領(lǐng)域；而我國的數(shù)控制造商都屬于中小型企業(yè)，大多不具備完整而強大的技術(shù)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈的支持，因此，要將現(xiàn)有的管理模式開放化，集中相關(guān)產(chǎn)業(yè)的合力，突破數(shù)控產(chǎn)業(yè)的共性問題，這才是實現(xiàn)國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)立足于國內(nèi)市場，與國際壟斷數(shù)控系統(tǒng)制造商競爭的必由之路。

　　而所謂技術(shù)方法工程化則是指在提升軟件開發(fā)能力的基礎上，強化工程化的技術(shù)開發(fā)水平，而不是尋求某一項或某幾項關(guān)鍵技術(shù)的突破。從產(chǎn)業(yè)的角度來看，工程化技術(shù)能力的培育，遠比關(guān)鍵技術(shù)的突破更重要，它是未來關(guān)鍵技術(shù)突破與應用的重要支持。另一方面，數(shù)控產(chǎn)業(yè)軟件開發(fā)模式與其他應用領(lǐng)域的軟件開發(fā)是基本相同的，其核心目的就是要用工程化方法構(gòu)建和維護有效的、高質(zhì)量的控制軟件。這也就是說，當技術(shù)方法工程化了以后，就可有效的借鑒其他領(lǐng)域軟件的開發(fā)模式。

　　此外，由于數(shù)控機床裝備的多樣性，新型的制造裝備隨著制造工藝的革新不斷涌現(xiàn)，為保證數(shù)控軟件產(chǎn)品在較長的生命周期中的適用性，并最大限度地避免低水平的重復開發(fā)則需要一個領(lǐng)域內(nèi)的標準。提供一個被全行業(yè)廣泛認同的、面向領(lǐng)域解決法案的軟件架構(gòu)，就可使得企業(yè)按照這個標準去開發(fā)，有效避免低水平研發(fā)重復外還可實現(xiàn)行業(yè)整體的技術(shù)積累，其有效性已在發(fā)達國家的數(shù)控軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程中表現(xiàn)出來。