工業(yè)的根底是裝備制作業(yè),裝備制作業(yè)的“母機(jī)”是數(shù)控加工設(shè)備,數(shù)控加工設(shè)備*為中心的要害部件是聲稱“大腦”的數(shù)控系統(tǒng),而五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床又被稱為數(shù)控機(jī)床范疇“皇冠上的明珠”,是各國中心支柱制作職業(yè)不可或缺的“戰(zhàn)略物資”級(jí)要害裝備。
在國務(wù)院國有資產(chǎn)監(jiān)督管理委員會(huì)指出應(yīng)加強(qiáng)的要害中心技能攻關(guān)范疇中,“工業(yè)母機(jī)”排在**芯片、新能源轎車之前,重要性顯而易見。面臨日趨復(fù)雜的世界環(huán)境,唯有經(jīng)過自主立異完結(jié)突破,真實(shí)完結(jié)**“工業(yè)母機(jī)”的自主可控,才干有用助力我國制作業(yè)的全體提高與展開。
數(shù)控系統(tǒng) 破局之源
如果將替代人工的數(shù)控機(jī)床看作人體,那么傳感器群組相當(dāng)于神經(jīng)系統(tǒng)與感官,床體結(jié)構(gòu)相當(dāng)于骨骼,電機(jī)及驅(qū)動(dòng)相當(dāng)于肌肉,而數(shù)控系統(tǒng),則扮演著大腦的重要角色。數(shù)控系統(tǒng)(Numerical Control System)是依據(jù)核算機(jī)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的控制程序,履行部分或悉數(shù)數(shù)值控制功用,并配有接口電路和伺服驅(qū)動(dòng)裝置的專用核算機(jī)系統(tǒng)。
經(jīng)過運(yùn)用數(shù)字、文字和符號(hào)組成的數(shù)字指令來完結(jié)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制,它所控制的通常是方位、視點(diǎn)、速度等機(jī)械量和開關(guān)量。數(shù)控系統(tǒng)的起源能夠追溯到20世紀(jì)50年代初,迄今已閱歷了半個(gè)多世紀(jì)、六個(gè)階段的展開進(jìn)程,六個(gè)階段分別是**代電子管數(shù)控系統(tǒng)、**代晶體管數(shù)控系統(tǒng)、第三代集成電路數(shù)控系統(tǒng)、第四代小型核算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)、第五代微型核算機(jī)數(shù)控系統(tǒng),現(xiàn)在正在展開第六代PC數(shù)控系統(tǒng)。
不難看出,數(shù)控系統(tǒng)與核算機(jī)及IT的展開進(jìn)程嚴(yán)密相關(guān)?,F(xiàn)在,世界干流**數(shù)控系統(tǒng)根本選用NC(Numeric Control,數(shù)值控制)+PC(Personal Computer,個(gè)人核算機(jī))結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)是第五代數(shù)控系統(tǒng)向第六代數(shù)控系統(tǒng)的過渡型技能之一,其中心仍是第五代數(shù)控系統(tǒng)的嵌入式NC結(jié)構(gòu),80%以上的數(shù)控系統(tǒng)功用經(jīng)過NC完結(jié),其NC單元實(shí)時(shí)性較高,實(shí)時(shí)控制周期能夠到達(dá)0.5ms。
PC只完結(jié)必需的人機(jī)交互、數(shù)據(jù)通信和較少一部分核算功用。選用這一結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)算才干和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)才干偏弱,較難完結(jié)復(fù)雜的智能算法,且開放性、擴(kuò)展性、兼容性均有較大約束。還有部分?jǐn)?shù)控系統(tǒng)選用PC+現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu),經(jīng)過PC完結(jié)主要的數(shù)控核算功用,再將指令經(jīng)過現(xiàn)場總線發(fā)送到電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元,進(jìn)一步完結(jié)運(yùn)動(dòng)控制。
該結(jié)構(gòu)選用現(xiàn)場總線的方法,在分布式控制方面有必定優(yōu)勢,但現(xiàn)場總線軟件守時(shí)的實(shí)時(shí)功用不高,能完結(jié)的實(shí)時(shí)控制周期在1ms以上,對(duì)比干流**數(shù)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制周期到達(dá)的0.5ms,差距很大,這直接影響著數(shù)控系統(tǒng)的高精度和高速功用。與此同時(shí),該結(jié)構(gòu)在智能算法的完結(jié),以及開放性、擴(kuò)展性、兼容性方面同樣存在短板。
由此可見,在依據(jù)高功用PC的第六代PC數(shù)控系統(tǒng)上必定具有五個(gè)重要的根本功用,**是強(qiáng)實(shí)時(shí)性,**是強(qiáng)壯的數(shù)值核算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)才干,第三是強(qiáng)壯的數(shù)據(jù)通信才干,第四是智能性,第五是兼具開放性、擴(kuò)展性、兼容性與集成性。此外,第六代PC數(shù)控系統(tǒng)關(guān)于軟件實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)要求很高,依據(jù)DOS、Linux或Android*多到達(dá)1ms的實(shí)時(shí)控制周期要求,Windows實(shí)時(shí)性只能到55ms以上,因而選擇適宜的實(shí)時(shí)軟件操作系統(tǒng)是自主研制**數(shù)控系統(tǒng)的根本根底。
**數(shù)控系統(tǒng)是**數(shù)控機(jī)床的控制中心,其作為**數(shù)控機(jī)床的大腦,是國外眾多**數(shù)控機(jī)床企業(yè)的重要戰(zhàn)略布局方向。**數(shù)控系統(tǒng)研制難度極高、技能性極強(qiáng),一直被西方國家作為重要的“戰(zhàn)略物資”施行出口約束。
依據(jù)我國機(jī)床東西工業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù),現(xiàn)在我國整機(jī)配套的中**功用部件大量依托進(jìn)口,國內(nèi)**系統(tǒng)自給率不到10%,約90%依托進(jìn)口,其中從日本進(jìn)口*多,約占三分之一,國產(chǎn)中**數(shù)控系統(tǒng)加起來不到30%。
這就為西方國家牽制我國制作業(yè)重要范疇的展開供給了很大的“運(yùn)作空間”。從根源扭轉(zhuǎn)被迫,成為我國數(shù)控機(jī)床工業(yè)展開面臨的當(dāng)務(wù)之急。
消除危險(xiǎn) 時(shí)不我待
在國務(wù)院國有資產(chǎn)監(jiān)督管理委員會(huì)指出應(yīng)加強(qiáng)的要害中心技能攻關(guān)范疇中,“工業(yè)母機(jī)”排在**芯片、新能源轎車之前,其重要性和緊迫性可見一斑。沒有EUV(極紫外線)光刻機(jī),無法出產(chǎn)7nm以下的芯片,但至少能夠選用28nm~90nm的芯片從事出產(chǎn)。
但若沒有“工業(yè)母機(jī)”,**制作業(yè)的升級(jí)就無從談起,航空航天、導(dǎo)彈等一切**裝備都將備受掣肘。在一般的機(jī)器制作中,“工業(yè)母機(jī)”所背負(fù)的加工工作量占機(jī)器總制作工作量的40%~60%。下游客戶包括傳統(tǒng)機(jī)械工業(yè)、模具職業(yè)、轎車工業(yè)、電力設(shè)備、鐵路機(jī)車、船只制作、航空航天工業(yè)、石油化工、工程機(jī)械、電子信息技能工業(yè),以及其他加工工業(yè),觸及加工制作的金屬范疇都需求“工業(yè)母機(jī)”。
數(shù)控機(jī)床的品種、質(zhì)量和加工效率直接影響著其他機(jī)械產(chǎn)品的出產(chǎn)技能水平,因而,機(jī)床工業(yè)的現(xiàn)代化水平和規(guī)劃,是衡量一個(gè)國家中心制作才干的規(guī)范之一。**數(shù)控機(jī)床更被稱為“國之重器”,但現(xiàn)在國內(nèi)**產(chǎn)品自給率缺乏10%。
“工業(yè)母機(jī)”之上,承載的是我國**制作業(yè)的星辰大海?!肮I(yè)母機(jī)”被“卡脖子”,便是我國制作業(yè)被“卡脖子”。當(dāng)時(shí),因?yàn)槊绹鵂款^并聯(lián)合40余個(gè)國家一起制定“瓦森納協(xié)議”的嚴(yán)厲約束,在以五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床為代表的**數(shù)控機(jī)床范疇繼續(xù)對(duì)我國施行技能封鎖和產(chǎn)品禁運(yùn),其他部分**數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品雖可經(jīng)過正常渠道進(jìn)入我國相關(guān)職業(yè),但仍具有很多危險(xiǎn)。
**,進(jìn)口的**設(shè)備中根本都裝備有GPS模塊,嚴(yán)厲約束了設(shè)備的運(yùn)用地址,同時(shí)具有“遠(yuǎn)程控制后門”的危險(xiǎn);
**,進(jìn)口**設(shè)備通常需求供給設(shè)備的國家嚴(yán)厲審查,根本上只能用于民用產(chǎn)品和普通工業(yè)品出產(chǎn),嚴(yán)厲約束使用于**等要點(diǎn)職業(yè);
第三,進(jìn)口的設(shè)備一般都會(huì)在功用和功用上做出約束,無法到達(dá)全功用和**功用的運(yùn)用狀態(tài);
第四,**設(shè)備配套的軟件和東西包同樣受限,嚴(yán)重影響運(yùn)用作用;
第五,設(shè)備的保護(hù)維修很困難,費(fèi)用也極高,構(gòu)成高額運(yùn)用本錢的問題;
第六,購買**數(shù)控機(jī)床設(shè)備的企業(yè),有必要允許機(jī)床企業(yè)的人員隨時(shí)到現(xiàn)場考察。我國**工業(yè)、航空航天、船只重工、發(fā)電能源、交通運(yùn)輸?shù)戎е殬I(yè)長時(shí)刻依托從國外進(jìn)口的**數(shù)控機(jī)床來完結(jié)中心要害部件的加工制作,因?yàn)閲庠诖朔懂犻L時(shí)刻對(duì)我國進(jìn)行技能封鎖和產(chǎn)品禁運(yùn),為獲得相關(guān)設(shè)備,需耗費(fèi)大量資金和各類資源,對(duì)我國**制作業(yè)展開一直具有極大約束,嚴(yán)重制約著我國**制作業(yè)的快速提高和展開。
唯有經(jīng)過自主立異完結(jié)突破,真實(shí)完結(jié)**“工業(yè)母機(jī)”的自主可控,才干有用助力我國制作業(yè)的全體提高與展開。因而,應(yīng)盡快經(jīng)過制定相應(yīng)方針及措施來積極應(yīng)對(duì)。
革故鼎新 對(duì)癥下藥
近十余年,國家在數(shù)控機(jī)床范疇進(jìn)行了長時(shí)刻的科研提高支撐方案,雖然獲得必定前進(jìn),但仍未能完結(jié)**數(shù)控機(jī)床的本地化展開方針。
特別是*近兩年,隨著世界政治局勢的風(fēng)云突變,“工業(yè)母機(jī)”的要害性益發(fā)凸顯。有必要客觀承認(rèn),**數(shù)控機(jī)床技能從細(xì)分技能點(diǎn)到全體技能系統(tǒng)的確非常難突破,但這不應(yīng)成為相關(guān)從業(yè)者的理由和借口,所以深化一線調(diào)研,進(jìn)一步分析深層次原因,是“工業(yè)母機(jī)”技能突破和工業(yè)提高所需的**步要點(diǎn)工作,只要找到“病根”才干對(duì)癥下藥。
展開深度調(diào)研 制定合理規(guī)劃
長時(shí)刻以來,國內(nèi)機(jī)床企業(yè)和相關(guān)科研團(tuán)隊(duì)一直以機(jī)械規(guī)劃、制作和裝配技能(機(jī)械床身結(jié)構(gòu)的完結(jié)技能)為中心,以拷貝國外**技能為方針,忽視了對(duì)數(shù)控機(jī)床的“大腦”——數(shù)控系統(tǒng),以及電機(jī)、傳感器、軟件等要害內(nèi)容的深化研究。
而國外的相關(guān)技能是連續(xù)幾十年積累,從低端起步逐漸上升至現(xiàn)有水平的結(jié)果,無法在短期內(nèi)快速拷貝**。我國政府從國家展開戰(zhàn)略的高度定下了“工業(yè)母機(jī)”悉數(shù)自主可控且完結(jié)本地化展開的方針,但在當(dāng)時(shí)的根底上,想要在短期內(nèi)完結(jié)這一方針,只要在充沛且深化調(diào)研國內(nèi)根本情況的前提下,不以“出身”“頭銜”和“規(guī)劃”為點(diǎn)評(píng)規(guī)范,切實(shí)找到在要害軟硬件范疇現(xiàn)已獲得實(shí)質(zhì)突破的企業(yè)和科研團(tuán)隊(duì),針對(duì)我國制作業(yè)急需的各層級(jí)裝備需求,以國家利益為首,打破阻止和約束,重新樹立分層級(jí)、分方針的攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì),充沛發(fā)揮企業(yè)、科研院所和大專院校的已有優(yōu)勢,明確分工,全力完結(jié)突破。
有用整合現(xiàn)有資源 構(gòu)成合力展開攻堅(jiān)
以近期全新樹立的我國機(jī)床工業(yè)鏈為根底,依托國家相關(guān)部分的深度支撐,在深化調(diào)研和分析的根底上,整合數(shù)控機(jī)床企業(yè)和要害部件企業(yè),會(huì)集優(yōu)勢軍力,在**數(shù)控機(jī)床范疇完結(jié)全新突破。
樹立要害部件攻堅(jiān)小組、床身結(jié)構(gòu)立異組、加工制作工藝優(yōu)化組、新產(chǎn)品規(guī)劃組、質(zhì)量監(jiān)控組等具體攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì),各組內(nèi)合理裝備項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、總體**、研發(fā)工程師、使用工程師、**技工,構(gòu)成完整建制,并樹立長效溝通機(jī)制,針對(duì)我國制作業(yè)急需的要點(diǎn)“卡脖子”裝備,展開**攻堅(jiān)工作。
針對(duì)“工業(yè)母機(jī)”的擴(kuò)展范疇,進(jìn)一步整合國內(nèi)相關(guān)企業(yè)、科研院所和大專院校的優(yōu)勢資源,推進(jìn)特種專用數(shù)控加工設(shè)備、**電子產(chǎn)品制作設(shè)備等方面的高質(zhì)量展開,構(gòu)成廣義的“工業(yè)母機(jī)”技能攻關(guān)展開機(jī)制,逐漸完結(jié)“換道超車”的立異展開系統(tǒng),為在更多范疇完結(jié)對(duì)國外技能的“逾越”打下杰出的科研根底。
充沛運(yùn)用現(xiàn)有用果 完結(jié)快速突破
在充沛調(diào)研的根底上,企業(yè)一線**聯(lián)合科研院所與大專院校**,經(jīng)過**點(diǎn)評(píng),甄別出相關(guān)技能的真實(shí)科研效果,動(dòng)員具有用果的企業(yè)或科研團(tuán)隊(duì),經(jīng)過政府和社會(huì)力量聯(lián)合推進(jìn)體制,選用“混改”或其他方法,并供給合理的回報(bào),構(gòu)成協(xié)同立異機(jī)制,快速集成和組合,在“工業(yè)母機(jī)”的各個(gè)范疇完結(jié)產(chǎn)品化和工業(yè)化。
關(guān)于具有根底科研效果,但沒有直接落地的科研效果,政府和社會(huì)資本能夠進(jìn)行出資和扶持工作,協(xié)助效果持有方進(jìn)一步孵化落地,構(gòu)成具有“碗里的、盤里的、鍋里的、地里的”不同成熟度的科研效果催化機(jī)制,為繼續(xù)提高的“專精特新”階梯型立異系統(tǒng)打下杰出根底。經(jīng)過樹立長效的立異驅(qū)動(dòng)策略,合理推進(jìn)“工業(yè)母機(jī)”范疇的立異展開。
針對(duì)不同需求 細(xì)分商場定位
“工業(yè)母機(jī)”的分類廣泛,拓寬范疇具有廣闊的商場使用前景,但若將目光匯聚在**范疇這一根“獨(dú)木橋”,必定會(huì)呈現(xiàn)嚴(yán)重的資源浪費(fèi)、惡性競爭、排斥異己、拔苗助長等問題,因而引導(dǎo)相關(guān)從業(yè)人員發(fā)揮各自優(yōu)勢,針對(duì)不同層面需求,細(xì)分商場定位,專注發(fā)力于各自擅長范疇,才是*為合理和有用的方法之一。
經(jīng)過嚴(yán)密結(jié)合制作業(yè)展開趨勢、各企業(yè)掌握的商場信息和具體職業(yè)的需求信息,理清“工業(yè)母機(jī)”的各級(jí)商場需求,確定正確的細(xì)分商場,協(xié)助企業(yè)找到適合自己的商場定位和展開方針。
這是一項(xiàng)非常重要但耗時(shí)較多的工作內(nèi)容。做好這項(xiàng)工作,將對(duì)我國“工業(yè)母機(jī)”長時(shí)刻展開戰(zhàn)略的可行性施行產(chǎn)生重要影響。
逐漸樹立人才梯隊(duì) 針對(duì)性繼續(xù)展開
我國現(xiàn)在的教育分類體制,在“數(shù)控技能”方面存在必定的缺乏之處。
“數(shù)控技能”**,一方面呈現(xiàn)在中專技校階段,但是以使用型人才培養(yǎng)為主;另一方面呈現(xiàn)在碩士研究生以上階段,大學(xué)本科階段的**缺失是一個(gè)嚴(yán)重的問題,沒有系統(tǒng)的理論教育,研究生階段也只能靠自學(xué)為主,短短兩三年時(shí)刻的學(xué)習(xí)缺乏以支撐在數(shù)控范疇展開相關(guān)科研工作。
沒有系統(tǒng)的理論學(xué)習(xí)根底,進(jìn)入工作崗位后從事相關(guān)的技能研發(fā),同樣會(huì)呈現(xiàn)“捉襟見肘”的情況。沒有杰出且數(shù)量足夠的根底人才隊(duì)伍,很難篩選出優(yōu)異的“苗子”進(jìn)行繼續(xù)立異科研,這種局勢也是阻止我國“工業(yè)母機(jī)”快速展開的嚴(yán)重制約要素。
依據(jù)商場需求和企業(yè)展開的實(shí)踐需求,企業(yè)內(nèi)部的研發(fā)部分更適合從事長時(shí)刻繼續(xù)的科研工作,因而“工業(yè)母機(jī)”的科研人才梯隊(duì)建造能夠考慮企業(yè)合理聯(lián)合科研院所和大專院校的方法,經(jīng)過深化展開人才梯隊(duì)建造,確保我國“工業(yè)母機(jī)”技能的長效提高。