隨著新技術(shù)在制造業(yè)應(yīng)用的推廣及深入，中國(guó)機(jī)械行業(yè)內(nèi)外對(duì)制造業(yè)如何升級(jí)轉(zhuǎn)型的探索也在日益發(fā)酵。
一個(gè)普遍的觀點(diǎn)是，過去30年中國(guó)制造業(yè)取得成功依賴的是“勤勞的雙手”，而未來的競(jìng)爭(zhēng)是一場(chǎng)不折不扣的“技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)”。若想繼續(xù)成為世界制造業(yè)巨頭，必須依靠“智慧的大腦”。
沒有硝煙的戰(zhàn)場(chǎng)
3D打印、機(jī)器換人、大數(shù)據(jù)制造……這些頻繁出現(xiàn)的數(shù)據(jù)無一不在提醒我們，當(dāng)下科技界三種飛速發(fā)展的技術(shù)——“人工智能、機(jī)器人和數(shù)字制造”，這些將重新構(gòu)筑制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)格局，而如果將人工智能、機(jī)器人和數(shù)字制造技術(shù)綜合集成應(yīng)用于制造業(yè)，那將絕對(duì)是一場(chǎng)真正意義上的“制造業(yè)革命”。
早些年，外媒曾發(fā)表觀點(diǎn)：未來20年里，美國(guó)將利用新技術(shù)挖空中國(guó)的制造業(yè)，并重新在制造業(yè)領(lǐng)域獲取“絕對(duì)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)”。
中國(guó)工程院院長(zhǎng)周濟(jì)也指出，當(dāng)前我國(guó)制造業(yè)也面臨前所未有的挑戰(zhàn)，從外部看，一方面西方發(fā)達(dá)國(guó)家依靠科技創(chuàng)新，搶占國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)制高點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展核心競(jìng)爭(zhēng)力，謀求未來發(fā)展的主動(dòng)權(quán)。例如蘋果公司通過產(chǎn)品模式創(chuàng)新、各種最新技術(shù)的集成創(chuàng)新，成功引領(lǐng)了信息產(chǎn)品的發(fā)展方向。再如美國(guó)頁巖氣開發(fā)技術(shù)的突破，引起了一場(chǎng)頁巖氣革命，對(duì)世界的能源格局乃至政治、經(jīng)濟(jì)發(fā)展都產(chǎn)生了極為深刻的影響。
另一方面，印度、越南、印尼等發(fā)展中國(guó)家則以更低的勞動(dòng)力成本承接勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移，搶占制造業(yè)的中低端。我國(guó)制造業(yè)正面臨來“前后夾擊”雙重挑戰(zhàn)。
與此同時(shí)，從內(nèi)部來看，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展已由較長(zhǎng)時(shí)期的高速增長(zhǎng)進(jìn)入中低增長(zhǎng)階段，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主導(dǎo)力量——制造業(yè)驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新、轉(zhuǎn)型升級(jí)提出了緊迫的要求。
周濟(jì)說，制造業(yè)數(shù)字化、智能化是新的工業(yè)革命的核心。先進(jìn)制造技術(shù)創(chuàng)新的內(nèi)涵包含了產(chǎn)品創(chuàng)新、制造技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)模式創(chuàng)新三個(gè)方面。數(shù)字化、智能化技術(shù)是產(chǎn)品創(chuàng)新和制造技術(shù)創(chuàng)新的共性使能技術(shù)，并深刻改革制造業(yè)的生產(chǎn)模式和產(chǎn)業(yè)形態(tài)，是新的工業(yè)革命的核心技術(shù)。
不過對(duì)機(jī)械產(chǎn)品而言，數(shù)控技術(shù)是實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新的顛覆性共性使能技術(shù)，核心是數(shù)字化。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用使機(jī)械產(chǎn)品的內(nèi)涵發(fā)生了根本性變化，使產(chǎn)品功能極大豐富，性能發(fā)生質(zhì)的變化，從根本上提高產(chǎn)品水平和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，并且使機(jī)械產(chǎn)品向智能化進(jìn)行發(fā)展。
數(shù)控機(jī)床應(yīng)為典范
周濟(jì)強(qiáng)調(diào)：“說起數(shù)控，就要提及數(shù)控機(jī)床，但這顯然不是全部，只能說數(shù)控機(jī)床是應(yīng)用數(shù)控技術(shù)創(chuàng)新機(jī)械產(chǎn)品的典范”。他表示，數(shù)控技術(shù)是一種共性使能技術(shù)，可應(yīng)用于對(duì)各種機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新升級(jí)。比如注塑機(jī)的數(shù)控化和智能化，注塑成形是最有效的塑料成型方法。
提到數(shù)控機(jī)床，可能很多人都不是特別了解，可它卻是眾多工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)的基礎(chǔ)支柱。作為典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，數(shù)控機(jī)床可以解決復(fù)雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動(dòng)化機(jī)床，代表了現(xiàn)代機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展方向。
中國(guó)目前一些行業(yè)的勞動(dòng)力成本的不斷上升，隨之出現(xiàn)的“用工荒”為數(shù)控機(jī)床提供了又一具有潛力的應(yīng)用領(lǐng)域——智能制造。中國(guó)企業(yè)越來越多地向智能制造轉(zhuǎn)型以減輕人力短缺的影響，企業(yè)需要能夠720小時(shí)連續(xù)不斷高質(zhì)量運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)床設(shè)備，這就使得機(jī)床設(shè)備的可靠性變得尤其重要。
特別是近來，數(shù)控機(jī)床與工業(yè)機(jī)器人的配合使用更使得智能生產(chǎn)或者“無人化”工廠成為發(fā)展趨勢(shì)。
在周濟(jì)看來，數(shù)控一代和智能一代是信息化和工業(yè)化深度融合的產(chǎn)物，可以看到機(jī)械產(chǎn)品的數(shù)控化和智能化創(chuàng)新具有鮮明的特征、本質(zhì)的規(guī)律，可以普遍運(yùn)用于各種機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新，可以引起機(jī)械產(chǎn)品的升級(jí)換代，引起機(jī)械工業(yè)的深刻變革。這也是現(xiàn)在提出“數(shù)控一代”和“智能一代”概念的緣由和根據(jù)。
二次開發(fā)是瓶頸
西門子（中國(guó)）有限公司工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)技術(shù)集團(tuán)運(yùn)動(dòng)控制部數(shù)控驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)總經(jīng)理許政順認(rèn)為，所謂智能制造就是數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品除了完成直接加工任務(wù)之外，更應(yīng)提升產(chǎn)品工藝適應(yīng)性，能夠適應(yīng)不同行業(yè)、不同產(chǎn)品的加工特點(diǎn)，這是智能制造必不可少的，而要達(dá)到這些要求就需要機(jī)床設(shè)備擁有一個(gè)足夠開放的數(shù)控系統(tǒng)平臺(tái)，只有在一個(gè)開放性的系統(tǒng)上，用戶才有機(jī)會(huì)把各種最新的創(chuàng)意和想法融到機(jī)床設(shè)計(jì)制造中。
然而目前的普遍情況是產(chǎn)品同質(zhì)化泛濫，出現(xiàn)這一情況的原因在于，很多制造商在使用上過于追求簡(jiǎn)便、省事，采用一些進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)較早的封閉性極強(qiáng)的數(shù)控系統(tǒng)，最終導(dǎo)致裝備極為標(biāo)準(zhǔn)化，工藝適應(yīng)性差，產(chǎn)品雷同，最終成為低端產(chǎn)能的推手。
“這就如同傻瓜相機(jī)和智能相機(jī)�！痹S政順表示，“傻瓜式”的CNC產(chǎn)品，用戶調(diào)整的內(nèi)容很少，使用方便，但系統(tǒng)開放程度不足，許多核心和關(guān)鍵功能的使用受到限制，不利于進(jìn)一步研發(fā)和擴(kuò)大使用范圍，最終也只能導(dǎo)致低產(chǎn)能的市場(chǎng)現(xiàn)象。
然而數(shù)控平臺(tái)二次開發(fā)并非易事。威海華東數(shù)控股份有限公司曾在高鐵軌道磨市場(chǎng)獲益頗多，其公司負(fù)責(zé)人當(dāng)時(shí)在接受采訪時(shí)表示，公司生產(chǎn)的第一臺(tái)用于機(jī)車軌道博格板磨床的軟件是公司花10萬歐元進(jìn)口德國(guó)的軟件，約占一臺(tái)產(chǎn)品售價(jià)的十分之一。
據(jù)了解，數(shù)控系統(tǒng)硬件部分的核心是高效的運(yùn)算平臺(tái)和一組控制設(shè)備的接口，也就是說，數(shù)控硬件部分可以看做是一臺(tái)工業(yè)計(jì)算機(jī)。從這方面來看，無論是工業(yè)控制電源、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板、還是其他嵌入式設(shè)備，我國(guó)的產(chǎn)業(yè)化水平都很高。
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(yùn)動(dòng)控制、邏輯控制和人機(jī)交互等主要功能。同時(shí)，在數(shù)控系統(tǒng)硬件趨同化的趨勢(shì)下，軟件正在成為系統(tǒng)中重要的價(jià)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。
然而我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)供應(yīng)商的創(chuàng)業(yè)之路大多都始于某個(gè)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(dòng)，逐步發(fā)展起來。
因此，我國(guó)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(dǎo)致的價(jià)格惡性競(jìng)爭(zhēng)，產(chǎn)品利潤(rùn)率都處于較低水平，因此能夠支持的軟件開發(fā)團(tuán)隊(duì)規(guī)模更是非常有限。
此外，目前我國(guó)數(shù)控軟件的開發(fā)模式與其他應(yīng)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(shí)時(shí)性、嵌入式特征以及面向特定制造工藝特殊分析的特點(diǎn)，使得數(shù)控軟件行業(yè)準(zhǔn)入門檻較高，一般的軟件企業(yè)較難深入這一領(lǐng)域。
由于我國(guó)數(shù)控產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)源于某個(gè)技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)的突破，缺乏系統(tǒng)的需求分析，沒有很好的進(jìn)行抽象和概念、邏輯設(shè)計(jì)，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(guó)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(gè)產(chǎn)品完全重起爐灶，和老的產(chǎn)品沒有半點(diǎn)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(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，低水平的重復(fù)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(guó)目前控制軟件的開發(fā)模式很難與國(guó)際知名數(shù)控廠商進(jìn)行有效地競(jìng)爭(zhēng)。因此，如何借鑒其他應(yīng)用領(lǐng)域軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)成為數(shù)控產(chǎn)業(yè)改進(jìn)軟件開發(fā)模式的一個(gè)重要問題。
