數(shù)控系統(tǒng)，與其配套的龐大設(shè)備相比，猶如螞蟻和大象，但卻是先進(jìn)設(shè)備的“大腦”，控制著機(jī)床的一舉一動。這是典型的“要不來、買不來、討不來”的關(guān)鍵核心技術(shù)，也是制約我國制造業(yè)邁向高端化的主要瓶頸。目前，這一瓶頸正在被打破。日前，武漢華中數(shù)控股份有限公司自主研發(fā)的新一代智能數(shù)控系統(tǒng)華中9型在武漢量產(chǎn)，即將推向市場，中國機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)將進(jìn)入智能化時代。
時間回到12年前。彼時，美國政府一紙通告，將華中數(shù)控列入制裁“黑名單”。當(dāng)時的華中數(shù)控在自主高性能數(shù)控領(lǐng)域剛剛嶄露頭角。面對國外技術(shù)封鎖，以華中數(shù)控為代表的中國民族數(shù)控產(chǎn)業(yè)走自主創(chuàng)新之路，“用中國大腦，裝備中國智能制造”，堅(jiān)韌而巧妙地開辟了破冰之路。今年上半年，華中數(shù)控實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入近5.91億元，較2019年同期增長57.17%。
變道求突破
數(shù)控系統(tǒng)集機(jī)、電、液、光、計(jì)算機(jī)、自動化控制等技術(shù)為一體，所涉知識密集、學(xué)科眾多，硬件、軟件要求高。自主研發(fā)高性能數(shù)控系統(tǒng)，談何容易？！
武漢華中數(shù)控股份有限公司董事長、華中科技大學(xué)教授陳吉紅自博士畢業(yè)后就投身其中，自此結(jié)緣數(shù)控。“國家要有自己的數(shù)控大腦，這是我們的使命。”陳吉紅對記者說，中國數(shù)控產(chǎn)業(yè)“就像是紅軍過草地，前有堵截，后有追兵。往回走，回頭不是岸；不走，腳下的草地根本承受不住。只有拼命往前走，才能殺開一條生路”。
“變道”，是華中大研發(fā)高性能數(shù)控系統(tǒng)的突破點(diǎn)。陳吉紅介紹說，當(dāng)時西方國家走的是“專用計(jì)算機(jī)+軟件”路子。彼時，國內(nèi)高性能專用計(jì)算機(jī)等硬件瓶頸一時難以突破。
1992年，時任華中大機(jī)械學(xué)院院長的周濟(jì)教授接手?jǐn)?shù)控研究所。反復(fù)推演后，他獨(dú)辟蹊徑：通用工業(yè)微機(jī)+軟件。團(tuán)隊(duì)的想法很務(wù)實(shí)：選用常規(guī)工業(yè)計(jì)算機(jī)和電子器件，通過更高水平的算法、更高性能的軟件，彌補(bǔ)硬件方面的不足。
數(shù)控系統(tǒng)，軟件是靈魂，難度很大。讓人沒想到的是，團(tuán)隊(duì)設(shè)定的第一個目標(biāo)竟是當(dāng)時最先進(jìn)的、支持五軸以上聯(lián)動的數(shù)控系統(tǒng)。對此，有不屑的嘲諷：沒學(xué)會走，就想跑？
歷史，證明了這一選擇的超前眼光：以獨(dú)特的技術(shù)路線，快速縮短與國外的差距。1993年，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的華中Ⅰ型數(shù)控系統(tǒng)在武漢問世，實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)高性能數(shù)控技術(shù)突破，還獲得了國家科技進(jìn)步二等獎和兩項(xiàng)國家教委科技進(jìn)步一等獎。其獨(dú)創(chuàng)的曲面直接插補(bǔ)技術(shù)，達(dá)到了國際先進(jìn)水平。
憑著這個獎項(xiàng)，研究人員撰寫幾篇論文、每年做幾臺數(shù)控機(jī)床，“小日子可以過得很舒服”。但1994年，他們就被周濟(jì)“逼”下了海，開始走上國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化之路。不久，華中數(shù)控公司誕生了。
第一步往哪里走？華中數(shù)控選擇“游擊戰(zhàn)”——讓開大道，占領(lǐng)兩廂：以數(shù)控技術(shù) 改造舊機(jī)床和開拓?cái)?shù)控裝備教育市場為突破口，逐漸在業(yè)內(nèi)站穩(wěn)腳跟。
啃下硬骨頭
十年磨一劍，華中數(shù)控終于迎來了甘霖。
2009年，我國啟動“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”國家科技重大專項(xiàng)，在重點(diǎn)企業(yè)應(yīng)用、驗(yàn)證國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)。
華中數(shù)控膽子大，一有機(jī)會就頂上去。一家大型飛機(jī)制造廠找來了——一臺用了十幾年的進(jìn)口機(jī)床趴窩了，你們改造試試？華中數(shù)控一番改造，換上“中國腦”，對方開機(jī)試車，評價(jià)很高。
當(dāng)年春節(jié)前，信心滿滿的陳吉紅趁勢前去拓展業(yè)務(wù)，沒想到對方兜頭就是一盆“涼水”——你們的系統(tǒng)怎么回事啊，干廢了一個鈦合金零件，損失幾十萬元！趕到車間，通宵排查。最后確認(rèn)，是老機(jī)床上原有的一根電纜老化，導(dǎo)致信號有誤。
對方心有不甘：信號有誤，系統(tǒng)是否可以報(bào)警呢？“像這樣的反饋，十分寶貴！”陳吉紅說，華中數(shù)控很快優(yōu)化了系統(tǒng)。
這家飛機(jī)制造廠由此打消了疑慮，拿出60多臺關(guān)鍵設(shè)備，裝備國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，制造出一架架守護(hù)祖國藍(lán)天的先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)。
數(shù)控機(jī)床發(fā)展有自身的規(guī)律：通過大量應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)問題，持續(xù)修正，迭代升級，才能走向成熟、可靠。一顆“中國腦”就這樣在不斷解決問題中向世界一流水平看齊。
2016年，華中8型數(shù)控系統(tǒng)研發(fā)成功。中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會組織的鑒定會認(rèn)為，該系統(tǒng)達(dá)到了國際先進(jìn)水平。陳吉紅告訴記者，圍繞華中8型數(shù)控系統(tǒng)的研制，研發(fā)團(tuán)隊(duì)攻克了運(yùn)動控制技術(shù)、平臺化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)和智能化技術(shù)等四方面關(guān)鍵核心技術(shù)，全面縮小了與國外的差距。
華中數(shù)控所攻克的多軸聯(lián)動、高速、高精度等運(yùn)動控制核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對國外數(shù)控系統(tǒng)高檔控制功能的全面覆蓋。零件加工對比測試數(shù)據(jù)顯示，華中8型為14分36秒，國外同類系統(tǒng)為15分33秒，在零件加工質(zhì)量相當(dāng)?shù)那闆r下,華中8型系統(tǒng)效率更高。
平臺化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的突破，大大提高了數(shù)控系統(tǒng)的集成度，提升了數(shù)控系統(tǒng)的可靠性，實(shí)現(xiàn)了數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)外部設(shè)備全數(shù)字化通信、機(jī)器互聯(lián)和數(shù)據(jù)共享。獨(dú)創(chuàng)的“指令域大數(shù)據(jù)分析方法”“雙碼聯(lián)控”等智能化技術(shù)的突破，實(shí)現(xiàn)了數(shù)控加工過程的自主感知、自主學(xué)習(xí)、自主決策和自主執(zhí)行，開發(fā)了質(zhì)量提升、工藝優(yōu)化和健康保障等一批西方主流高端數(shù)控系統(tǒng)尚不具備的智能化功能模塊。
目前，華中8型高檔數(shù)控系統(tǒng)在航空航天、汽車、發(fā)電裝備等制造領(lǐng)域得到了批量應(yīng)用，已與10多類、1000多臺高速、精密、五軸聯(lián)動、車銑復(fù)合高檔數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)了配套。
技術(shù)更自信
航空發(fā)動機(jī)葉片、潛艇螺旋槳、大型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、大型柴油機(jī)曲軸……高端復(fù)雜曲面零件的高精度制造，一度成為打造“國之重器”的“攔路虎”。
驅(qū)趕“攔路虎”，高性能數(shù)控機(jī)床必不可少。它們像長了幾只手的能工巧匠，可以一次將金屬加工成形狀“怪異”、精度極高的零件，讓“國之重器”本領(lǐng)大增。
深海潛艇，國之利器。多年來，潛艇螺旋槳高精度加工一直是我國的技術(shù)短板。武漢重型機(jī)床廠與華中數(shù)控合作，“重型七軸五聯(lián)動車銑復(fù)合加工中心”突破了國外封鎖。
在巨大的機(jī)床工作臺上，機(jī)床刀具左右開弓，巨型螺旋槳一次性高精度加工獲得成功。這讓中國造船界激動不已：幾代中國艦船人“讓螺旋槳安靜工作”的夢想成了現(xiàn)實(shí)。
在東方電機(jī)股份有限公司，工人們操縱華中數(shù)控系統(tǒng)制造出的巨型發(fā)電機(jī)組，已在三峽電站發(fā)出強(qiáng)大電能。
在某航天企業(yè)，15臺普通機(jī)床裝上來自武漢的“中國腦”后，導(dǎo)彈零部件加工精度穩(wěn)定，效率驟升5倍。
“中國大腦”賦能中國“智造”。眼下，從武漢走出的高性能數(shù)控系統(tǒng)，已在航空、航天、通信、汽車、造船等高端制造領(lǐng)域批量裝備，中國企業(yè)對國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的信心空前高漲。
前行的腳步不能減緩，更不能停歇。歷經(jīng)20多年磨礪，華中數(shù)控研發(fā)團(tuán)隊(duì)敏銳地把握新一代信息技術(shù)發(fā)展趨勢，首創(chuàng)了機(jī)床“心電圖”，掌握智能機(jī)床核心技術(shù)，終于從數(shù)字化時代的跟跑，到智能化時代開始并跑，局部實(shí)現(xiàn)領(lǐng)跑。
2019年，華中數(shù)控在全球率先將人工智能芯片植入數(shù)控系統(tǒng)，中國新一代智能數(shù)控系統(tǒng)華中9型在武漢造出樣機(jī)，開啟中國數(shù)控系統(tǒng)“換道超車”的新征程。
不僅打造“中國大腦”，還要打造“中國標(biāo)準(zhǔn)”。聽聞華中數(shù)控牽頭制定中國數(shù)控機(jī)床互聯(lián)通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，10年前已制定出標(biāo)準(zhǔn)的美國相關(guān)組織說：你們不用做，用我們的就行了。2019年，中國數(shù)控企業(yè)在德國漢諾威工業(yè)博覽會展示了中國標(biāo)準(zhǔn)。美國相關(guān)組織一看不吭聲了，主動提出聯(lián)合制定國際標(biāo)準(zhǔn)。從會場走出來的陳吉紅給武漢的同事打電話：我們要有技術(shù)自信！
據(jù)了解，國家制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級基金已與華中數(shù)控簽訂戰(zhàn)略投資協(xié)議，擬向華中數(shù)控投資近4億元，這是該基金首個投資項(xiàng)目。武漢華中數(shù)控股份有限公司總裁兼董事會秘書田茂勝告訴記者，上半年華中數(shù)控機(jī)器人與智能產(chǎn)線領(lǐng)域收入達(dá)2.14億元，較去年同期增長23.93%；特種裝備領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)收入1.63億元，較去年同期增長973.7%。
來源：《經(jīng)濟(jì)日報(bào)》
