文章來源：科技日報

——華中數(shù)控成功打造出最強“中國大腦”

全國智能制造試點示范經(jīng)驗交流會上，工信部部長苗圩、中國工程院院長周濟參觀東莞勁勝智能制造示范車間，聽取華中數(shù)控負責(zé)人的匯報。

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國家“十二五”科技創(chuàng)新成就展上展出的大型五軸聯(lián)動加工中心及配置的“華中8型”高性能數(shù)控系統(tǒng)

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?“華中8型”高檔數(shù)控系統(tǒng)

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?東莞勁勝智能制造示范項目車間現(xiàn)場

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?為沈飛改造的雙龍門五坐標(biāo)銑床

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?大連機床批量配套DMTG

有這樣一個行業(yè)，對國家國防安全和經(jīng)濟安全具有戰(zhàn)略意義，但由于長期受到西方發(fā)達國家的封鎖限制，一直受到國家領(lǐng)導(dǎo)和行業(yè)專家的高度關(guān)注。有這樣一個行業(yè)，“屢敗屢戰(zhàn)”，始終堅持、堅守自主創(chuàng)新之路，不斷突破國外技術(shù)封鎖。這就是國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)行業(yè)。

今天，我們看到國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)行業(yè)正在鳳凰涅槃，邁向未來……

武漢華中數(shù)控股份有限公司以華中科技大學(xué)為技術(shù)依托，產(chǎn)學(xué)研緊密合作，長期致力于自主產(chǎn)權(quán)的數(shù)控系統(tǒng)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，用“中國大腦”裝備“中國制造”，發(fā)展成為一家上市企業(yè)和中國數(shù)控行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者。

最近，華中數(shù)控董事長陳吉紅在接受科技日報記者采訪說，國外壟斷封鎖的狀態(tài)正在發(fā)生改變?！爸袊竽X”不僅要擁有話語權(quán)，而且也會越來越“智慧”，中國由制造大國邁向制造強國的目標(biāo)一定能實現(xiàn)！

“華中8型”橫空出世

基礎(chǔ)薄弱、“缺心少腦”一直是“中國制造”的短板。數(shù)控機床是工業(yè)的“母機”，其技術(shù)水平代表著一個國家的綜合競爭力。數(shù)控系統(tǒng)是機床裝備的“大腦”，決定了數(shù)控機床的功能、性能和技術(shù)水平的高低。自主可控的數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)是保證我國工業(yè)信息安全和實現(xiàn)智能制造的關(guān)鍵。特別是五軸聯(lián)動的高檔數(shù)控系統(tǒng)和機床裝備，一直是重要的國際戰(zhàn)略物資，受到西方國家嚴(yán)格的出口限制。歷史上著名的“東芝事件”“考克斯報告”等，都充分說明高檔數(shù)控機床和高檔數(shù)控系統(tǒng)對于我國國防安全的極端重要戰(zhàn)略意義。

2010年春節(jié)剛過，華中數(shù)控將近百人的開發(fā)隊伍移師揚州，進行一周工作七天，每天工作十二小時的被稱為“712”式的封閉式研發(fā)會戰(zhàn)。

這是一場“爭氣仗”，國家啟動“高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專項（以下簡稱“04專項”）。華中數(shù)控接到國家課題任務(wù)后，瞄準(zhǔn)國際領(lǐng)先的高檔數(shù)控系統(tǒng)，集中優(yōu)勢研發(fā)力量，以產(chǎn)品化為目標(biāo)，科學(xué)組織實施產(chǎn)品攻關(guān)工程。

華中數(shù)控不負眾望，成功研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的“華中8型”高性能數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動和伺服電機成套產(chǎn)品。

圍繞“華中8型”的研制，華中數(shù)控攻克了多軸聯(lián)動、高速高精、現(xiàn)場總線、開放式平臺、基于指令域大數(shù)據(jù)的智能化等關(guān)鍵核心技術(shù)，全面縮小與國外的差距，實現(xiàn)了我國數(shù)控系統(tǒng)從“模擬式、脈沖式”，向“總線式、全數(shù)字”的高檔數(shù)控系統(tǒng)的跨越式發(fā)展。

經(jīng)國家機床質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心檢測，“華中8型”各項功能均達到國際主流高檔數(shù)控系統(tǒng)的指標(biāo)，功能、性能和可靠性達到國外同類系統(tǒng)水平，可替代進口，為我國高檔數(shù)控裝備的自主可控提供了保障。

2016年4月，“華中8型”通過了由中國機械工業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果鑒定。鑒定專家組認為：華中數(shù)控在我國數(shù)控系統(tǒng)后發(fā)追趕，面臨更嚴(yán)苛要求的應(yīng)戰(zhàn)壓力下，奮力拼搏，歷經(jīng)幾代技術(shù)攻關(guān)，開發(fā)出了“華中8型”為代表的自主可控的數(shù)控系統(tǒng)，全面達到國際先進水平，可替代進口。為高檔數(shù)控機床重大專項作出了突出的貢獻，為中國智能制造提供了智能平臺。

2016年，“華中8型”先后獲得了湖北省科技進步一等獎和中國機械工業(yè)聯(lián)合會科技進步一等獎。自主知識產(chǎn)權(quán)的NCUC現(xiàn)場總線技術(shù)，已列入國家標(biāo)準(zhǔn)，并獲得湖北省發(fā)明一等獎。“華中8型”還獲得發(fā)明專利48項，軟件著作權(quán)47項，形成國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)13項。

2016年5月，全國科技創(chuàng)新大會期間，“華中8型”作為“04專項”的標(biāo)志性成果，光榮地入選了“十二五”國家科技創(chuàng)新成就展。

高端應(yīng)用實現(xiàn)重點突破

“華中8型”一問世，便引起國內(nèi)外同行業(yè)的高度關(guān)注，用慣了國外高端數(shù)控系統(tǒng)的國內(nèi)用戶投來了異樣的眼光。

目前，我國軍工企業(yè)的大部分高檔數(shù)控機床仍采用國外進口機床和數(shù)控系統(tǒng)，這些進口設(shè)備的關(guān)鍵功能和核心技術(shù)長期受到國外的雙重封鎖。工業(yè)信息安全存在巨大隱患。國際形勢一旦發(fā)生變化，這將直接影響我國國防安全。

航空企業(yè)是高端數(shù)控裝備的聚集地，在他們的眼中國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)只能“干粗活”，因此不敢輕易采用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)。

2012年4月，沈陽飛機公司領(lǐng)導(dǎo)欣然表示：“沈飛愿意做航空企業(yè)中第一個吃螃蟹的人！我們愿意給國家或行業(yè)搭這個平臺，將公司作為國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)的試驗基地?！?/p>

2013年2月，沈飛數(shù)控加工廠率先采用“華中8型”完成了對第一臺進口辛辛那提LANCE2000加工中心的國產(chǎn)化改造并投入。由于進入最后精加工階段的飛機零件非常昂貴，數(shù)控系統(tǒng)的任何缺陷，均可能導(dǎo)致零件報廢，華中數(shù)控和沈飛都承擔(dān)了巨大壓力。經(jīng)過近一年的生產(chǎn)驗證，數(shù)控系統(tǒng)完全能滿足使用要求。

沈飛由此打消了對國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的疑慮，又拿出30多臺設(shè)備交給華中數(shù)控進行數(shù)控改造，包括國外著名公司Forest-line的五坐標(biāo)大型橋式龍門銑床、雙主軸龍門加工中心等多臺高檔數(shù)控機床。

目前，這批數(shù)控系統(tǒng)已累計運行30多萬小時，其功能、性能、可靠性經(jīng)受了考驗，為沈飛的新型戰(zhàn)機關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件加工發(fā)揮了重要作用。沈飛在后續(xù)的新購機床上，也批量選用“華中8型”。

“華中8型”首次在國內(nèi)航空領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)模化、批量化應(yīng)用。在沈飛的示范效應(yīng)下，“華中8型”在上海航天八院、航天三院、航天四院等重點航空航天企業(yè)，以及東方汽輪機公司等重點發(fā)電裝備行業(yè)獲得批量應(yīng)用。

2016年年底，“04專項”全面啟動了“換腦升級工程”，支持國防軍工企業(yè)用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)批量置換進口數(shù)控系統(tǒng)，以大幅提升國防軍工領(lǐng)域制造裝備自主可控能力和工業(yè)信息安全水平。

據(jù)了解，在已經(jīng)進入第一批換腦升級工程項目中，十大軍工集團企業(yè)計劃完成近千臺數(shù)控機床“換腦升級”。作為“換腦工程”的主力，華中數(shù)控已與十大軍工集團企業(yè)開展全面合作。

華中數(shù)控董事長陳吉紅說，公司將在前期與軍工企業(yè)合作成功的基礎(chǔ)上，抓住本次軍工“換腦工程”的契機，積極推進“華中8型”在國防軍工領(lǐng)域的應(yīng)用。

產(chǎn)業(yè)化步伐不斷加快

高速、高精、高效是數(shù)控加工追求的永恒目標(biāo)。在與國外數(shù)控系統(tǒng)的市場競爭中，在高速、高精等性能方面的差距，一直是國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的軟肋。

由于在柔性加減速控制、納米精度插補、硬件電流環(huán)、高響應(yīng)伺服電機技術(shù)方面的突破，“華中8型”的高速、高精、高效性能指標(biāo)，超過了國外數(shù)控系統(tǒng)。

在深圳某企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場，裝有“華中8型”的高速鉆攻中心與裝有國外著名數(shù)控系統(tǒng)的高速鉆攻中心進行“打擂”。在同樣機床硬件配置和同等加工質(zhì)量的條件下，加工同樣的零件，“華中8型”比國外系統(tǒng)的加工效率高出10％—20％。

“以前，我們給用戶介紹國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，只有價格便宜一個優(yōu)勢?，F(xiàn)在我們可以揚眉吐氣地告訴用戶：‘華中8型’比國外系統(tǒng)加工效率更高。如果不信，可以現(xiàn)場比賽?！比A中數(shù)控副總裁熊清平告訴記者。

技術(shù)的突破和進步，賦予“華中8型”極高的性價比。有了好產(chǎn)品，華中數(shù)控在產(chǎn)業(yè)化之路上大步邁進。

近年來，新型電子信息產(chǎn)品制造領(lǐng)域?qū)Ω咚巽@攻中心需求呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。由于這類數(shù)控機床在高速（主軸轉(zhuǎn)速24000轉(zhuǎn)/分，進給速度60米/分，加速度達1G）和高精（加工表面達到鏡面）方面有極高的技術(shù)要求，所配數(shù)控系統(tǒng)一直被國外壟斷。

2015年開始，華中數(shù)控瞄準(zhǔn)這一細分市場需求，利用“華中8型”的技術(shù)優(yōu)勢，組織精兵強將，聯(lián)合用戶，攻艱克難，全面達到高速鉆攻中心的技術(shù)要求，成為能與國外知名數(shù)控系統(tǒng)在這一市場領(lǐng)域競爭的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)。

截至2016年年底，“華中8型”已用于15000余臺套高速鉆攻中心的配套，市場份額大幅度提升。

吉林通用機械有限公司是為大眾、寶馬等國際著名企業(yè)生產(chǎn)汽車輕量化底盤零件的著名企業(yè)。該企業(yè)擁有大量國外和臺灣數(shù)控機床，曾經(jīng)一次性采購臺灣數(shù)控機床近千臺。2015年，吉林通用公司開始試用“華中8型”。從三軸系統(tǒng)開始起步應(yīng)用，到“華中8型”五軸系統(tǒng)批量應(yīng)用。

吉林通用已應(yīng)用“華中8型”170多套，包括40多套四軸系統(tǒng)和30多套五軸系統(tǒng)。目前，吉林通用與華中數(shù)控正在合作建設(shè)由500臺“華中8型”組成的智能制造車間。

與數(shù)控機床廠緊密合作，建立戰(zhàn)略伙伴關(guān)系，一直是華中數(shù)控的主要目標(biāo)。目前，已有300多家機床廠與華中數(shù)控形成了緊密的合作關(guān)系。

特別是華中數(shù)控向機床企業(yè)開放了“華中8型”軟硬件開發(fā)平臺，支持大連機床、寶雞機床開發(fā)了機床廠自己的數(shù)控系統(tǒng)，集成了機床廠的特殊工藝和控制要求，形成了機床廠數(shù)控系統(tǒng)自己的特色，開創(chuàng)了國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)和國產(chǎn)數(shù)控機床協(xié)同創(chuàng)新的全新發(fā)展模式。目前，大連機床的DMTG數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)累計銷售了近萬臺套。

華中數(shù)控借助“華中8型”的技術(shù)優(yōu)勢，不斷加快產(chǎn)業(yè)化步伐。在深圳、重慶、佛山、泉州、東莞、襄陽、沈陽、寧波、蘇州、常州等地成立了研究院和分公司，與工業(yè)軟件等智能制造企業(yè)建立協(xié)同合作關(guān)系，產(chǎn)業(yè)布局遍及珠三角、長三角等經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)。

目前，“華中8型”高性能數(shù)控系統(tǒng)已累計銷售4萬多套，伺服電機近百萬套，應(yīng)用領(lǐng)域涉及航空航天、能源裝備、汽車制造、船舶制造、3C加工等，取得了顯著的經(jīng)濟社會效益。

“智能制造”強力出擊

2011年開始，華中數(shù)控把云計算、大數(shù)據(jù)、物理信息融合系統(tǒng)等新技術(shù)用于“華中8型”數(shù)控系統(tǒng)，創(chuàng)造性地提出了“指令域示波器”的加工過程大數(shù)據(jù)分析方法，實現(xiàn)從數(shù)控設(shè)備的運行、加工、操作、維護等環(huán)節(jié)的智能化。并在武漢建立了“數(shù)控加工大數(shù)據(jù)中心”，通過無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控用戶企業(yè)車間生產(chǎn)線的相關(guān)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)“華中8型”數(shù)控系統(tǒng)的遠程監(jiān)控、加工優(yōu)化、健康保障等超越國外的原創(chuàng)性的智能化功能模塊。華中數(shù)控由此邁出了向制造型服務(wù)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的步伐。

去年7月23日，全國幾十家媒體的記者擠爆了東莞勁勝精密公司的智能制造車間。勁勝智能制造示范項目成為全國的標(biāo)桿，在全國智能制造試點示范經(jīng)驗交流會上引起轟動。

東莞勁勝的智能制造工廠是華中數(shù)控與勁勝公司合作成果。有180臺配華中數(shù)控系統(tǒng)的高速鉆攻中心、72臺華中數(shù)控機器人，組成10條自動化生產(chǎn)線，還集成了華中數(shù)控大數(shù)據(jù)中心和云服務(wù)平臺。在全國率先實現(xiàn)了國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)、國產(chǎn)工業(yè)機器人、國產(chǎn)機床裝備的“三國”智能技術(shù)集成和規(guī)模應(yīng)用。

勁勝智能制造車間的每一臺數(shù)控設(shè)備和機器人都在大數(shù)據(jù)中心記錄了設(shè)備工作過程中的實時大數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)與加工程序在指令域上實現(xiàn)關(guān)聯(lián)，構(gòu)成每一個零件加工的“心電圖”。這些“心電圖”的集合，組成每一臺機床設(shè)備“數(shù)字雙胞胎”。

利用數(shù)控加工“心電圖”，看到每一條加工程序的主軸功率、電流、振動和誤差大小。華中數(shù)控的智能優(yōu)化模塊可以幫助用戶優(yōu)化加工工藝參數(shù)，提高加工效率5％—30％以上。

在數(shù)控加工過程中，經(jīng)常出現(xiàn)斷刀現(xiàn)象，導(dǎo)致后續(xù)打刀、廢品，甚至損壞設(shè)備，成為智能化、無人車間的長期可靠運行的瓶頸。華中數(shù)控開發(fā)了斷刀智能檢測模塊。以正常加工的“心電圖”作為模板，與后續(xù)加工的“心電圖”進行實時對比，并根據(jù)心電圖特征的異常變化，判斷是否出現(xiàn)斷刀。這一技術(shù)不需要增加任何傳感器，準(zhǔn)確度很高。

華中數(shù)控還為每一臺機床安排了一個“鐵人三項”機床健康狀態(tài)自檢的程序。華中數(shù)控的智能化健康保障模塊，根據(jù)機床執(zhí)行“鐵人三項”自檢程序的“心電圖”數(shù)據(jù)的智能對比，判斷出機床健康狀態(tài)的變化，實現(xiàn)預(yù)測性維修的智能健康保障功能。

勁勝精密執(zhí)行總裁王建在全國智能制造試點示范經(jīng)驗交流會上介紹，該智能制造車間減少80％以上的人力，提高20％的生產(chǎn)效率，有效降低運營成本和不良品率。

2013年，華中數(shù)控從為國內(nèi)著名家用電器制造企業(yè)提供了600多臺桁架式機器人控制器和100多臺洗衣機法蘭自動上下料、鈑金沖壓獨立式機械手等產(chǎn)品起步，開始向工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。

華中數(shù)控以武漢為總部，迅速在鄂州、重慶、泉州、深圳、東莞、佛山等地進行了工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)基地的全國性布局。華中數(shù)控以自主知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)控系統(tǒng)、伺服電機、伺服驅(qū)動等核心技術(shù)，研制了“華數(shù)2型”機器人控制器和桁架式和關(guān)節(jié)式工業(yè)機器人系列產(chǎn)品投入市場。

2016年，華中數(shù)控通過并購重組，收購了在新能源汽車電池、食品生產(chǎn)等智能制造領(lǐng)域，具有優(yōu)勢的江蘇錦明機器人有限公司。華中數(shù)控完成了從工業(yè)機器人的關(guān)鍵部件、機器人本體，到智能產(chǎn)線系統(tǒng)集成的全產(chǎn)業(yè)鏈的布局。

2016年，實現(xiàn)了近千臺工業(yè)機器人的規(guī)模生產(chǎn)銷售?！叭A數(shù)六軸多關(guān)節(jié)機器人是公司生產(chǎn)的較為成熟的工業(yè)機器人，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于焊接、拼裝、噴涂、搬運等領(lǐng)域?！比A中數(shù)控副總裁熊清平介紹。

“十三五”期間，中國政府大力實施“中國制造2025”，全面推進智能制造，實現(xiàn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級，數(shù)控系統(tǒng)作為各種智能裝備的“大腦”，具有廣闊的發(fā)展前景。華中數(shù)控董事長陳吉紅介紹，公司已確立了“一個核心三個主體”的發(fā)展戰(zhàn)略。即：以數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)為核心，以數(shù)控機床、工業(yè)機器人、電動汽車的應(yīng)用配套為三個細分市場主體。華中數(shù)控一定能夠為“用中國大腦，裝備中國制造”作出更大的貢獻。