汽車制造
數(shù)控機床是最典型的工業(yè)母機，它代表著國家制造業(yè)的核心競爭力。無論是汽車、飛機、高鐵還是高端芯片，都需要工業(yè)母機才能制造出來。當前，隨著智能制造的持續(xù)推進，對高精尖的機床設備提出了更多的需求，數(shù)控機床也正朝著智能化方向發(fā)展。然而，作為數(shù)控機床“大腦”、決定數(shù)控機床功能、性能與可靠性的數(shù)控系統(tǒng)，卻面臨著核心技術受制于人，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)控引領數(shù)控機床智能化變革，隆重發(fā)布了華中9型新一代智能數(shù)控系統(tǒng)，無疑為中國機床產(chǎn)業(yè)注入了強心劑，并將助力中國機床“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)
智能機床，數(shù)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)歷了從手動機床到數(shù)控機床再到智能機床的發(fā)展階段。
手動機床是典型的“人-物理系統(tǒng)”（Human Physics Systems，HPS）。在傳統(tǒng)手工操作機床上加工零件時，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動而完成加工任務。這就意味著，機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床的制造質(zhì)量與效率，數(shù)控機床應運而生。
數(shù)控機床即數(shù)字化與機床的結合，是典型的“人-信息-物理系統(tǒng)”（Human Cyber Physics Systems，HCPS），它在人和機床之間增加了計算機數(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動軌跡、主軸速度、進給速度等按規(guī)定的格式編成加工程序，計算機數(shù)控系統(tǒng)即可根據(jù)該程序控制機床自動完成加工任務。這樣一來，數(shù)控機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)復制遷移，也替代了人的部分腦力勞動。
智能機床是數(shù)控機床發(fā)展的高級形態(tài)，也是數(shù)控機床的發(fā)展方向。由于傳統(tǒng)數(shù)控機床只是通過G代碼、M指令來控制刀具、工件的運動軌跡，而對機床實際加工狀態(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)控機床制造商也正通過應用傳感器技術、網(wǎng)絡化技術以及增加智能化功能等手段，推動數(shù)控機床向智能機床邁進。
華中數(shù)控，引領數(shù)控機床智能化變革
實際上，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，并沒有取得實質(zhì)性的研究進展和顯著的應用成效。當前所謂的“智能機床”僅僅只是實現(xiàn)了一些簡單的感知、分析、反饋和控制，遠遠還沒有達到替代人類腦力勞動的水平，其本質(zhì)上是“機床+互聯(lián)網(wǎng)”或者稱之為“Smart MT”，并沒有在自主學習等方面取得革命性的技術突破；而且，由于其過于依賴人類專家，進行理論建模和數(shù)據(jù)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，如何才能實現(xiàn)數(shù)控機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。
進入新世紀以來，大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術飛速發(fā)展， 特別是新一代人工智能技術的戰(zhàn)略性突破，發(fā)生了革命性的“質(zhì)變”，本質(zhì)上具備了認知和學習的能力，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與機床制造技術，可有效解決智能機床適應性和有效性不足的問題。因此，當前所謂的智能機床（即“機床+互聯(lián)網(wǎng)”或者稱之為“Smart MT”）朝著數(shù)字化網(wǎng)絡化智能化機床（新一代人工智能+機床）演進是必然方向。
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，正式將具備自主學習、自主優(yōu)化補償能力的iNC智能數(shù)控系統(tǒng)對外發(fā)布，成為智能機床領域的引領者與變革者。
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)等新一代智能技術與先進制造技術深度融合，遵循“自主感知-自主學習-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)的特征是具備了認知和學習能力，與以往產(chǎn)品相比，其獨創(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)與加工工況的關聯(lián)映射，可精確預測零件輪廓誤差，生成輪廓誤差補償?shù)摹癷代碼”，有效提升零件的輪廓精度，實現(xiàn)機床動態(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(shù)控系統(tǒng)，助力中國機床“開道超車”
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)革命的核心技術的機會是均等的，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?，就是機遇，我國可以通過掌握新工業(yè)革命的核心技術，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，在比較短的時間內(nèi)追趕發(fā)達國家的先進水平，這將大大加快我國工業(yè)現(xiàn)代化的進程。
中國工程院周濟院士
新一代人工智能技術與數(shù)控機床的深度融合，將為機床產(chǎn)業(yè)帶來新的變革。這也將是中國機床行業(yè)實現(xiàn)從“跟跑”到“領跑”，實現(xiàn)“開道超車”的重大機遇。因此，華中數(shù)控希望與智能制造“同頻共振”，助中國機床“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，秦川機床工具集團、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(shù)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(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)的推廣應用，中國機床產(chǎn)業(yè)定將“開道超車”，實現(xiàn)質(zhì)的飛躍。
