汽車(chē)制造
數控機床是最典型的工業(yè)母機，它代表著(zhù)國家制造業(yè)的核心競爭力。無(wú)論是汽車(chē)、飛機、高鐵還是高端芯片，都需要工業(yè)母機才能制造出來(lái)。當前，隨著(zhù)智能制造的持續推進(jìn)，對高精尖的機床設備提出了更多的需求，數控機床也正朝著(zhù)智能化方向發(fā)展。然而，作為數控機床“大腦”、決定數控機床功能、性能與可靠性的數控系統，卻面臨著(zhù)核心技術(shù)受制于人，中高端市場(chǎng)絕大部分份額為國外企業(yè)所占據的窘境。
4月12日，華中數控引領(lǐng)數控機床智能化變革，隆重發(fā)布了華中9型新一代智能數控系統，無(wú)疑為中國機床產(chǎn)業(yè)注入了強心劑，并將助力中國機床“開(kāi)道超車(chē)”。
華中數控發(fā)布華中9型新一代智能數控系統
智能機床，數控機床發(fā)展的高級形態(tài)
回顧機床的發(fā)展史，其大致經(jīng)歷了從手動(dòng)機床到數控機床再到智能機床的發(fā)展階段。
手動(dòng)機床是典型的“人-物理系統”（Human Physics Systems，HPS）。在傳統手工操作機床上加工零件時(shí)，需由操作者根據加工要求，通過(guò)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動(dòng)而完成加工任務(wù)。這就意味著(zhù)，機床沒(méi)有完全替代人的體力勞動(dòng)和腦力勞動(dòng)，制造質(zhì)量和效率也不高。為了減少對人的依賴(lài)并提升機床的制造質(zhì)量與效率，數控機床應運而生。
數控機床即數字化與機床的結合，是典型的“人-信息-物理系統”（Human Cyber Physics Systems，HCPS），它在人和機床之間增加了計算機數控系統這個(gè)信息系統，操作者只需根據加工要求，將加工過(guò)程中需要的刀具與工件的相對運動(dòng)軌跡、主軸速度、進(jìn)給速度等按規定的格式編成加工程序，計算機數控系統即可根據該程序控制機床自動(dòng)完成加工任務(wù)。這樣一來(lái)，數控機床就代替人類(lèi)完成更多的體力勞動(dòng)；而且由于人的部分感知、分析、決策功能向信息系統復制遷移，也替代了人的部分腦力勞動(dòng)。
智能機床是數控機床發(fā)展的高級形態(tài)，也是數控機床的發(fā)展方向。由于傳統數控機床只是通過(guò)G代碼、M指令來(lái)控制刀具、工件的運動(dòng)軌跡，而對機床實(shí)際加工狀態(tài)，如切削力、慣性力、摩擦力、振動(dòng)、力/熱變形，以及環(huán)境變化等，少有感知和反饋，導致刀具的實(shí)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，數控機床制造商也正通過(guò)應用傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )化技術(shù)以及增加智能化功能等手段，推動(dòng)數控機床向智能機床邁進(jìn)。
華中數控，引領(lǐng)數控機床智能化變革
實(shí)際上，在國際上智能機床的概念已經(jīng)提出了近二十年，但對智能機床的研究尚處于探索起步階段，并沒(méi)有取得實(shí)質(zhì)性的研究進(jìn)展和顯著(zhù)的應用成效。當前所謂的“智能機床”僅僅只是實(shí)現了一些簡(jiǎn)單的感知、分析、反饋和控制，遠遠還沒(méi)有達到替代人類(lèi)腦力勞動(dòng)的水平，其本質(zhì)上是“機床+互聯(lián)網(wǎng)”或者稱(chēng)之為“Smart MT”，并沒(méi)有在自主學(xué)習等方面取得革命性的技術(shù)突破；而且，由于其過(guò)于依賴(lài)人類(lèi)專(zhuān)家，進(jìn)行理論建模和數據分析，導致知識積累艱難而緩慢，最終導致智能機床的適應性和有效性不足。
那么，如何才能實(shí)現數控機床真正意義的智能化？作為國內數控系統龍頭企業(yè)的華中數控給出了答案，即深度融合新一代人工智能技術(shù)。
進(jìn)入新世紀以來(lái)，大數據、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)的戰略性突破，發(fā)生了革命性的“質(zhì)變”，本質(zhì)上具備了認知和學(xué)習的能力，具備了生成知識和運用知識的能力，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)與機床制造技術(shù)，可有效解決智能機床適應性和有效性不足的問(wèn)題。因此，當前所謂的智能機床（即“機床+互聯(lián)網(wǎng)”或者稱(chēng)之為“Smart MT”）朝著(zhù)數字化網(wǎng)絡(luò )化智能化機床（新一代人工智能+機床）演進(jìn)是必然方向。
與會(huì )嘉賓為華中9型新一代人工智能數控系統揭幕
2021年4月12日，華中數控隆重召開(kāi)“華中9型新一代人工智能數控系統”產(chǎn)品發(fā)布會(huì )，正式將具備自主學(xué)習、自主優(yōu)化補償能力的iNC智能數控系統對外發(fā)布，成為智能機床領(lǐng)域的引領(lǐng)者與變革者。
據華中數控董事長(cháng)陳吉紅介紹，該智能數控系統集成了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-自主決策-自主執行”新模式，實(shí)現了真正的智能化。該系統最本質(zhì)的特征是具備了認知和學(xué)習能力，與以往產(chǎn)品相比，其獨創(chuàng )的指令域大數據分析方法，能形成指令域“心電圖”，實(shí)現大數據與加工工況的關(guān)聯(lián)映射，可精確預測零件輪廓誤差，生成輪廓誤差補償的“i代碼”，有效提升零件的輪廓精度，實(shí)現機床動(dòng)態(tài)精度的“由絲入微”。
此外，該數控系統目前已擁有30余款APP，提供工藝優(yōu)化、質(zhì)量提升、健康保障和生產(chǎn)管理4大典型應用，助力智能機床更精、更快、更智能。
新一代智能數控系統，助力中國機床“開(kāi)道超車(chē)”
中國工程院周濟院士指出，當前，我國和發(fā)達國家掌握新一輪工業(yè)革命的核心技術(shù)的機會(huì )是均等的，這為我國發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，實(shí)現跨越發(fā)展提供了可能?！白儭?，就是機遇，我國可以通過(guò)掌握新工業(yè)革命的核心技術(shù)，成為新的競賽規則的重要制定者、新的競賽場(chǎng)地的重要主導者，可以不再跟在西方發(fā)達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(shí)間內追趕發(fā)達國家的先進(jìn)水平，這將大大加快我國工業(yè)現代化的進(jìn)程。
中國工程院周濟院士
新一代人工智能技術(shù)與數控機床的深度融合，將為機床產(chǎn)業(yè)帶來(lái)新的變革。這也將是中國機床行業(yè)實(shí)現從“跟跑”到“領(lǐng)跑”，實(shí)現“開(kāi)道超車(chē)”的重大機遇。因此，華中數控希望與智能制造“同頻共振”，助中國機床“開(kāi)道超車(chē)”。
在華中9型新一代智能數控系統發(fā)布會(huì )現場(chǎng)，秦川機床工具集團、江西佳時(shí)特、湖大海捷等多位聯(lián)合華中數控研發(fā)智能機床的企業(yè)代表出席，展示了搭載華中9型智能數控系統新款智能機床。以秦川機床工具集團為例，秦川機床及旗下子公司秦川格蘭德、寶雞機床和漢江機床已與華中數控聯(lián)合研制智能滾齒機機床、智能加工中心、智能螺桿磨床等多款智能機床，根據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、工藝參數智能優(yōu)化、智能防碰撞等功能，實(shí)際應用反饋效果良好、產(chǎn)品精度大大提升。
此外，發(fā)布會(huì )上還舉行了華中9型新一代智能數控系統簽約儀式。據介紹，華中9型新一代智能數控系統目前已順利定型轉產(chǎn)，進(jìn)入批量市場(chǎng)推廣階段。相信隨著(zhù)華中數控與合作伙伴一道“同頻共振中國芯”，以及華中9型新一代智能數控系統的推廣應用，中國機床產(chǎn)業(yè)定將“開(kāi)道超車(chē)”，實(shí)現質(zhì)的飛躍。
