数控机床:软件门槛高 技术决定
数字化和智能化制造是新一轮工业革命的核心。它包括三个方面:产品创新、制造技术创新和产业模式创新。深刻变革制造业的生产方式和产业形式是新工业革命的核心技术。然而,对于机械产品来说,数控技术是实现机械产品创新的颠覆性的通用使能技术,其核心是数字化。数控技术的应用从根本上改变了机械产品的内涵,极大地丰富了产品的功能,从质的方面改变了产品的性能,从根本上提高了产品水平和市场竞争力,使机械产品朝着智能化方向发展。

数字化和智能化制造是新一轮工业革命的核心。它包括三个方面:产品创新、制造技术创新和产业模式创新。深刻变革制造业的生产方式和产业形式是新工业革命的核心技术。然而,对于机械产品来说,数控技术是实现机械产品创新的颠覆性的通用使能技术,其核心是数字化。数控技术的应用从根本上改变了机械产品的内涵,极大地丰富了产品的功能,从质的方面改变了产品的性能,从根本上提高了产品水平和市场竞争力,使机械产品朝着智能化方向发展。

数控机床行业的基本支柱
中国工程院院长周济曾经强调:“谈到数控,我们必须提到数控机床,但显然不是全部。我们只能说,数控机床是应用数控技术创新机械产品的最具代表性的工具”。他说,数控技术是一种常见的使能技术,可用于创新和升级各种机械产品。例如,注塑机的数控化和智能化,注射成型是最有效的塑料成型方法。

谈到数控机床,很多人可能不太了解,但它们是许多工业生产行业的基本支柱。数控机床作为典型的机电一体化产品,可以解决复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题。它是一种灵活、高效的自动化机床,代表了现代机床控制技术的发展方向。

目前,中国一些行业的劳动力成本不断上升,由此产生的“劳动力短缺”为数控机床提供了另一个潜在的应用领域——智能制造。中国企业越来越多地转向智能制造,以减少人力短缺的影响。企业需要能够连续高质量运行720小时的机床,这就使得机床的可靠性显得尤为重要。特别是最近,数控机床和工业机器人的协同使用使得智能生产或“无人”工厂成为发展趋势。

在周济看来,数控一代和智能一代是信息化和工业化深度融合的产物。可以看出,机械产品的数控化和智能化创新具有鲜明的特点和本质规律,可以广泛应用于各种机械产品创新中,并能引起机械产品的升级和机械行业的深刻变革。这也是提出“数控生成”和“智能生成”概念的原因和依据。

二次开发是瓶颈
西门子(中国)有限公司运动控制部数控驱动业务在工业业务领域的总经理徐正顺认为,所谓智能制造,是指数控机床在完成直接加工任务的同时,还应提高产品的适应性,适应不同行业和产品的加工特点,这对智能制造至关重要。为了满足这些要求,机床必须有一个充分开放的数控系统平台,只有在一个开放的系统。

然而,目前的总体情况是产品同质化的扩散。造成这种情况的原因是很多厂家过于简单易用,采用了一些进入中国市场较早且极其封闭的数控系统,最终导致设备极度标准化,工艺适应性差,产品雷同,最终成为低端产能的驱动力。

然而,数控平台的二次开发并不容易。威海华东数控有限公司从高铁打磨市场中受益匪浅。该公司负责人当时在接受《Be》采访时表示,该公司生产的第一台机车轨道博格板磨床软件是从德国进口的,价格为10万欧元,约占产品价格的十分之一。

据了解,数控系统硬件部分的核心是一个高效的操作平台和一组控制设备的接口,也就是说,数控硬件部分可以看作是一台工业计算机。从这个角度来看,无论是工业控制电源、工业控制计算机主板还是其他嵌入式设备,中国的工业化水平都很高。问题在于数控系统的另一个组成部分——软件。在数控系统的技术方案中,软件承担了数控系统的主要功能,如运动控制、逻辑控制和人机交互。同时,随着数控系统硬件融合的趋势,软件正成为系统的重要价值组成部分。因此,软件产业化问题已经成为数控系统产业化的关键。

然而,中国数控系统供应商的创业之路大多是从某一数控系统的核心技术突破开始,然后将核心技术转化为产品,再将产品逐步滚动开发。因此,中国数控产业规模相对较小,缺乏相关产业链的支撑。再加上数控产品同质化导致的恶性价格竞争,产品利润率处于较低水平,因此能够支持的软件开发团队规模非常有限。此外,我国数控软件的发展模式与其他应用领域存在较大差距。这是因为数控软件对特定制造过程要求实时、嵌入的特性和特殊的分析,这使得数控软件行业的进入门槛更高,一般软件企业很难深入这一领域。

由于中国数控行业的技术发展源于技术关键点的突破,缺乏系统的需求分析,不能很好地进行抽象、概念和逻辑设计,导致很难从以前的产品中提取出一些有用的、通用的技术供以后的产品使用。此外,许多国内公司的产品很少具有连续性,往往是新产品完全重启,这与旧产品无关。在这种开发模式下,软件功能完善的程度、软件产品的可靠性和可持续发展的能力都受到很大的限制。在整个产业发展过程中,低水平重复R&D现象也很普遍,使得技术积累缓慢。

因此,凭借中国目前的控制软件开发模式,很难与国际知名的数控制造商有效竞争。因此,如何借鉴软件行业在其他应用领域的开发经验,成为数控行业改进软件开发模式的重要课题。
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