汽車制造
數(shù)控機(jī)床是最典型的工業(yè)母機(jī)，它代表著國家制造業(yè)的核心競爭力。無論是汽車、飛機(jī)、高鐵還是高端芯片，都需要工業(yè)母機(jī)才能制造出來。當(dāng)前，隨著智能制造的持續(xù)推進(jìn)，對高精尖的機(jī)床設(shè)備提出了更多的需求，數(shù)控機(jī)床也正朝著智能化方向發(fā)展。然而，作為數(shù)控機(jī)床“大腦”、決定數(shù)控機(jī)床功能、性能與可靠性的數(shù)控系統(tǒng)，卻面臨著核心技術(shù)受制于人，中高端市場絕大部分份額為國外企業(yè)所占據(jù)的窘境。
4月12日，華中數(shù)控引領(lǐng)數(shù)控機(jī)床智能化變革，隆重發(fā)布了華中9型新一代智能數(shù)控系統(tǒng)，無疑為中國機(jī)床產(chǎn)業(yè)注入了強(qiáng)心劑，并將助力中國機(jī)床“開道超車”。
華中數(shù)控發(fā)布華中9型新一代智能數(shù)控系統(tǒng)
智能機(jī)床，數(shù)控機(jī)床發(fā)展的高級形態(tài)
回顧機(jī)床的發(fā)展史，其大致經(jīng)歷了從手動機(jī)床到數(shù)控機(jī)床再到智能機(jī)床的發(fā)展階段。
手動機(jī)床是典型的“人-物理系統(tǒng)”（Human Physics Systems，HPS）。在傳統(tǒng)手工操作機(jī)床上加工零件時，需由操作者根據(jù)加工要求，通過手眼感知、分析決策并操作手柄控制刀具相對工件按希望的軌跡運(yùn)動而完成加工任務(wù)。這就意味著，機(jī)床沒有完全替代人的體力勞動和腦力勞動，制造質(zhì)量和效率也不高。為了減少對人的依賴并提升機(jī)床的制造質(zhì)量與效率，數(shù)控機(jī)床應(yīng)運(yùn)而生。
數(shù)控機(jī)床即數(shù)字化與機(jī)床的結(jié)合，是典型的“人-信息-物理系統(tǒng)”（Human Cyber Physics Systems，HCPS），它在人和機(jī)床之間增加了計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)這個信息系統(tǒng)，操作者只需根據(jù)加工要求，將加工過程中需要的刀具與工件的相對運(yùn)動軌跡、主軸速度、進(jìn)給速度等按規(guī)定的格式編成加工程序，計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)即可根據(jù)該程序控制機(jī)床自動完成加工任務(wù)。這樣一來，數(shù)控機(jī)床就代替人類完成更多的體力勞動；而且由于人的部分感知、分析、決策功能向信息系統(tǒng)復(fù)制遷移，也替代了人的部分腦力勞動。
智能機(jī)床是數(shù)控機(jī)床發(fā)展的高級形態(tài)，也是數(shù)控機(jī)床的發(fā)展方向。由于傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床只是通過G代碼、M指令來控制刀具、工件的運(yùn)動軌跡，而對機(jī)床實際加工狀態(tài)，如切削力、慣性力、摩擦力、振動、力/熱變形，以及環(huán)境變化等，少有感知和反饋，導(dǎo)致刀具的實際路徑偏離理論路徑，降低加工精度、表面質(zhì)量和生產(chǎn)效率。因此，數(shù)控機(jī)床制造商也正通過應(yīng)用傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)以及增加智能化功能等手段，推動數(shù)控機(jī)床向智能機(jī)床邁進(jìn)。
華中數(shù)控，引領(lǐng)數(shù)控機(jī)床智能化變革
實際上，在國際上智能機(jī)床的概念已經(jīng)提出了近二十年，但對智能機(jī)床的研究尚處于探索起步階段，并沒有取得實質(zhì)性的研究進(jìn)展和顯著的應(yīng)用成效。當(dāng)前所謂的“智能機(jī)床”僅僅只是實現(xiàn)了一些簡單的感知、分析、反饋和控制，遠(yuǎn)遠(yuǎn)還沒有達(dá)到替代人類腦力勞動的水平，其本質(zhì)上是“機(jī)床+互聯(lián)網(wǎng)”或者稱之為“Smart MT”，并沒有在自主學(xué)習(xí)等方面取得革命性的技術(shù)突破；而且，由于其過于依賴人類專家，進(jìn)行理論建模和數(shù)據(jù)分析，導(dǎo)致知識積累艱難而緩慢，最終導(dǎo)致智能機(jī)床的適應(yīng)性和有效性不足。
那么，如何才能實現(xiàn)數(shù)控機(jī)床真正意義的智能化？作為國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)龍頭企業(yè)的華中數(shù)控給出了答案，即深度融合新一代人工智能技術(shù)。
進(jìn)入新世紀(jì)以來，大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)飛速發(fā)展， 特別是新一代人工智能技術(shù)的戰(zhàn)略性突破，發(fā)生了革命性的“質(zhì)變”，本質(zhì)上具備了認(rèn)知和學(xué)習(xí)的能力，具備了生成知識和運(yùn)用知識的能力，從根本上提高工業(yè)知識產(chǎn)生和利用的效率，極大地解放人的體力和腦力，創(chuàng)新的速度大大加快，應(yīng)用的范圍更加泛在。因此，深度融合新一代人工智能技術(shù)與機(jī)床制造技術(shù)，可有效解決智能機(jī)床適應(yīng)性和有效性不足的問題。因此，當(dāng)前所謂的智能機(jī)床（即“機(jī)床+互聯(lián)網(wǎng)”或者稱之為“Smart MT”）朝著數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化機(jī)床（新一代人工智能+機(jī)床）演進(jìn)是必然方向。
與會嘉賓為華中9型新一代人工智能數(shù)控系統(tǒng)揭幕
2021年4月12日，華中數(shù)控隆重召開“華中9型新一代人工智能數(shù)控系統(tǒng)”產(chǎn)品發(fā)布會，正式將具備自主學(xué)習(xí)、自主優(yōu)化補(bǔ)償能力的iNC智能數(shù)控系統(tǒng)對外發(fā)布，成為智能機(jī)床領(lǐng)域的引領(lǐng)者與變革者。
據(jù)華中數(shù)控董事長陳吉紅介紹，該智能數(shù)控系統(tǒng)集成了AI芯片，融合了AI算法，將人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新一代智能技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合，遵循“自主感知-自主學(xué)習(xí)-自主決策-自主執(zhí)行”新模式，實現(xiàn)了真正的智能化。該系統(tǒng)最本質(zhì)的特征是具備了認(rèn)知和學(xué)習(xí)能力，與以往產(chǎn)品相比，其獨(dú)創(chuàng)的指令域大數(shù)據(jù)分析方法，能形成指令域“心電圖”，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)與加工工況的關(guān)聯(lián)映射，可精確預(yù)測零件輪廓誤差，生成輪廓誤差補(bǔ)償?shù)摹癷代碼”，有效提升零件的輪廓精度，實現(xiàn)機(jī)床動態(tài)精度的“由絲入微”。
此外，該數(shù)控系統(tǒng)目前已擁有30余款A(yù)PP，提供工藝優(yōu)化、質(zhì)量提升、健康保障和生產(chǎn)管理4大典型應(yīng)用，助力智能機(jī)床更精、更快、更智能。
新一代智能數(shù)控系統(tǒng)，助力中國機(jī)床“開道超車”
中國工程院周濟(jì)院士指出，當(dāng)前，我國和發(fā)達(dá)國家掌握新一輪工業(yè)革命的核心技術(shù)的機(jī)會是均等的，這為我國發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，實現(xiàn)跨越發(fā)展提供了可能?！白儭?，就是機(jī)遇，我國可以通過掌握新工業(yè)革命的核心技術(shù)，成為新的競賽規(guī)則的重要制定者、新的競賽場地的重要主導(dǎo)者，可以不再跟在西方發(fā)達(dá)國家后面一步一步的順序發(fā)展，而是依靠工程科技創(chuàng)新和“并聯(lián)式”發(fā)展，在比較短的時間內(nèi)追趕發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)水平，這將大大加快我國工業(yè)現(xiàn)代化的進(jìn)程。
中國工程院周濟(jì)院士
新一代人工智能技術(shù)與數(shù)控機(jī)床的深度融合，將為機(jī)床產(chǎn)業(yè)帶來新的變革。這也將是中國機(jī)床行業(yè)實現(xiàn)從“跟跑”到“領(lǐng)跑”，實現(xiàn)“開道超車”的重大機(jī)遇。因此，華中數(shù)控希望與智能制造“同頻共振”，助中國機(jī)床“開道超車”。
在華中9型新一代智能數(shù)控系統(tǒng)發(fā)布會現(xiàn)場，秦川機(jī)床工具集團(tuán)、江西佳時特、湖大海捷等多位聯(lián)合華中數(shù)控研發(fā)智能機(jī)床的企業(yè)代表出席，展示了搭載華中9型智能數(shù)控系統(tǒng)新款智能機(jī)床。以秦川機(jī)床工具集團(tuán)為例，秦川機(jī)床及旗下子公司秦川格蘭德、寶雞機(jī)床和漢江機(jī)床已與華中數(shù)控聯(lián)合研制智能滾齒機(jī)機(jī)床、智能加工中心、智能螺桿磨床等多款智能機(jī)床，根據(jù)不同需求提升交互式工藝卡HMI界面、智能健康保障、智能絲杠系統(tǒng)、工藝參數(shù)智能優(yōu)化、智能防碰撞等功能，實際應(yīng)用反饋效果良好、產(chǎn)品精度大大提升。
此外，發(fā)布會上還舉行了華中9型新一代智能數(shù)控系統(tǒng)簽約儀式。據(jù)介紹，華中9型新一代智能數(shù)控系統(tǒng)目前已順利定型轉(zhuǎn)產(chǎn)，進(jìn)入批量市場推廣階段。相信隨著華中數(shù)控與合作伙伴一道“同頻共振中國芯”，以及華中9型新一代智能數(shù)控系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，中國機(jī)床產(chǎn)業(yè)定將“開道超車”，實現(xiàn)質(zhì)的飛躍。
