汽車制造
文章來源:財(cái)經(jīng)國家周刊
引言:數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的“大腦”,是數(shù)控機(jī)床中技術(shù)含量最高的核心部件,是名副其實(shí)的國之重器。?
插排:基礎(chǔ)薄弱、缺“芯”少“腦”一直是中國制造的短板。?
近期,中興被美國制裁,給中國制造業(yè)敲響了警鐘。除了芯片,中國高檔數(shù)控系統(tǒng)同樣長期受制于人。
數(shù)控機(jī)床是裝備制造的“母機(jī)”,其技術(shù)水平代表著一個(gè)國家的綜合競(jìng)爭力。而數(shù)控系統(tǒng)是機(jī)床裝備的“大腦”,是決定數(shù)控機(jī)床功能、性能、可靠性、成本的重要因素,也是制約我國制造業(yè)邁向高端化的主要瓶頸。
武漢華中數(shù)控股份有限公司(下稱“華中數(shù)控”)董事長陳吉紅對(duì)《財(cái)經(jīng)國家周刊》記者表示:長期以來,國防工業(yè)急需的高速、高精、多軸聯(lián)動(dòng)高檔數(shù)控機(jī)床和高檔數(shù)控系統(tǒng)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。自主可控高檔數(shù)控系統(tǒng)對(duì)我國的重要性,可以與芯片、操作系統(tǒng)匹敵。歷史上著名的“東芝事件”、“伊朗離心機(jī)事件”都是深刻教訓(xùn)。
慶幸的是,通過國家近十年前的戰(zhàn)略布局和一大批科研人員的努力,我國高檔數(shù)控系統(tǒng)領(lǐng)域獲得了突破。2018年1月8日,華中數(shù)控“高性能數(shù)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”獲得國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
華中數(shù)控實(shí)現(xiàn)了對(duì)中國高檔數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)的突破,然而如何打破外資企業(yè)長期形成的“市場(chǎng)生態(tài)圈”,讓國產(chǎn)自主可控的高檔數(shù)控系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用,卻依然是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)。
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20多年突圍之路?
基礎(chǔ)薄弱、缺“芯”少“腦”一直是“中國制造”的短板。數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人,乃至電動(dòng)汽車,都離不開數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動(dòng)、伺服電機(jī)等關(guān)鍵核心部件。數(shù)控系統(tǒng)可以說是中國數(shù)控機(jī)床的核心“芯片”。如果不徹底改變中高檔數(shù)控系統(tǒng)主要依賴進(jìn)口的現(xiàn)狀,我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大,也不過是國外產(chǎn)品的加工組裝基地,而不是自主的制造中心。中國數(shù)控系統(tǒng)的唯一出路,就是走自主創(chuàng)新之路。
20年多前,時(shí)任華中理工大學(xué)機(jī)械學(xué)院院長的周濟(jì)教授,意識(shí)到數(shù)控技術(shù)對(duì)中國國防安全和經(jīng)濟(jì)安全的極端重要性,組織學(xué)校機(jī)械、電氣、計(jì)算機(jī)學(xué)科的老師和學(xué)生,開始研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)。為了加快數(shù)控技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,籌建了華中數(shù)控公司。
二十多年來,華中數(shù)控在數(shù)控系統(tǒng)領(lǐng)域的研究不斷取得進(jìn)步并受到了西方國家的警惕。2008年10月23日,美國曾以華中數(shù)控支持伊朗、朝鮮發(fā)展大規(guī)模殺傷性武器為借口,對(duì)華中數(shù)控進(jìn)行制裁。這一事件,更說明了中國發(fā)展數(shù)控技術(shù)的極端重要性。
2009年,國家啟動(dòng)科技重大專項(xiàng)“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”(下稱“04專項(xiàng)”),支持以華中數(shù)控為代表的國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床企業(yè)提升技術(shù)水平,突破高檔數(shù)控技術(shù)瓶頸。
在國家04專項(xiàng)的支持下,華中數(shù)控在前期幾代技術(shù)攻關(guān)的基礎(chǔ)上,開發(fā)出了華中8型為代表的自主可控的高檔數(shù)控系統(tǒng)。陳吉紅介紹,圍繞華中8型數(shù)控系統(tǒng)的研制,研發(fā)團(tuán)隊(duì)攻克了運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)、平臺(tái)化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)和智能化技術(shù)等四方面關(guān)鍵核心技術(shù),全面縮小與國外的差距。
所攻克的多軸聯(lián)動(dòng)、高速、高精等運(yùn)動(dòng)控制核心技術(shù),實(shí)現(xiàn)了對(duì)國外數(shù)控系統(tǒng)高檔控制功能的全面覆蓋。零件加工對(duì)比測(cè)試數(shù)據(jù)顯示,華中8型為14分36秒,而國外同類系統(tǒng)為15分33秒,零件加工質(zhì)量相當(dāng)?shù)那闆r下華中8型系統(tǒng)效率更高。
平臺(tái)化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的突破,大大提高了數(shù)控系統(tǒng)的集成度,提升了數(shù)控系統(tǒng)的可靠性,實(shí)現(xiàn)了數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)外部設(shè)備全數(shù)字化通訊、機(jī)器互聯(lián)和數(shù)據(jù)共享。而獨(dú)創(chuàng)的“指令域大數(shù)據(jù)分析方法”、“雙碼聯(lián)控”等智能化技術(shù)的突破,實(shí)現(xiàn)了數(shù)控加工過程的自主感知、自主學(xué)習(xí)、自主決策和自主執(zhí)行,開發(fā)了質(zhì)量提升、工藝優(yōu)化和健康保障等一批西方主流高端數(shù)控系統(tǒng)尚不具備的智能化功能模塊,率先開發(fā)出新一代智能化數(shù)控系統(tǒng)。
目前,華中8型高檔數(shù)控系統(tǒng)在航空航天、汽車、發(fā)電裝備等制造領(lǐng)域得到批量應(yīng)用,已與10多類、1000多臺(tái)高速、精密、五軸聯(lián)動(dòng)、車銑復(fù)合的高檔數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)了配套。
2012年,華中數(shù)控沈飛集團(tuán)改造了辛辛那提LANCE2000加工中心。經(jīng)過近一年的生產(chǎn)驗(yàn)證,國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)完全滿足了使用要求。這打消了沈飛對(duì)使用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的疑慮。隨后,沈飛又在五軸高速龍門加工中心、AB擺五軸加工中心等50多臺(tái)機(jī)床上選用華中數(shù)控系統(tǒng)。目前,這批數(shù)控系統(tǒng)已累計(jì)運(yùn)行30多萬小時(shí),其功能、性能和可靠性經(jīng)受了考驗(yàn),在沈飛的軍工生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。
沈飛的示范效應(yīng),推動(dòng)了“華中8型”數(shù)控系統(tǒng)在成飛、西飛、西航、航天科技集團(tuán)一院、航天科技集團(tuán)八院、航天科工集團(tuán)三院、航天科工集團(tuán)四院等骨干國防軍工企業(yè)的應(yīng)用。
特別是自2015年以來,基于04專項(xiàng)支持下的技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)積累,華中數(shù)控圍繞3C(計(jì)算機(jī)、通訊和消費(fèi)電子)制造行業(yè)的巨大需求,研制并批量銷售了具有高速、高精等關(guān)鍵技術(shù)的高速鉆攻中心數(shù)控系統(tǒng),其加工效率優(yōu)于國外同類產(chǎn)品,并建立了3C加工智能工廠。目前,“華中8型”高速鉆攻中心數(shù)控系統(tǒng)已銷售兩萬多臺(tái)套。
2016年4月,“華中8型”通過了由中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的科技成果鑒定。鑒定專家組認(rèn)為:“華中8型”為代表的自主可控的數(shù)控系統(tǒng),全面達(dá)到國際先進(jìn)水平,可替代進(jìn)口。
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“稚嫩的肩膀”是否能扛起國家的重任??
國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)步,縮小了與國外的差距。但是,技術(shù)差距的縮小,并不等于市場(chǎng)的突破。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前我國高檔數(shù)控系統(tǒng)的市場(chǎng)占有率已從04專項(xiàng)啟動(dòng)前的2%提升到目前的7%,標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控系統(tǒng)的市場(chǎng)占有率已從04專項(xiàng)啟動(dòng)前的20%提升到目前的約35%。國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)在技術(shù)成熟度方面仍然存在差距。而在市場(chǎng)認(rèn)同度方面,國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)仍然存在巨大的差距。產(chǎn)業(yè)化之路依然任重道遠(yuǎn)。
以日本發(fā)那科、德國西門子等為代表的國外企業(yè),在數(shù)控系統(tǒng)領(lǐng)域均發(fā)展了近60年,積累了大量的先進(jìn)技術(shù),已在全球范圍內(nèi)建立起了技術(shù)壁壘和市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。在中國市場(chǎng),這些國外企業(yè)也已經(jīng)耕耘了40多年。憑借產(chǎn)品在技術(shù)上、性能上的優(yōu)勢(shì),這些國外企業(yè)已擁有了很好的市場(chǎng)品牌與客戶美譽(yù)度,大多數(shù)客戶已經(jīng)習(xí)慣于使用他們的產(chǎn)品,形成了一個(gè)“市場(chǎng)生態(tài)圈”。
與芯片產(chǎn)業(yè)一樣,高檔數(shù)控系統(tǒng)的研發(fā)巨大投入,涉及的關(guān)鍵技術(shù)眾多,對(duì)產(chǎn)品的可靠性要求極高。巨額的研發(fā)費(fèi)用,單個(gè)企業(yè)很難投得起。
近幾年來,為了在技術(shù)上與國外縮小差距,華中數(shù)控利用上市募集的資金和專項(xiàng)課題經(jīng)費(fèi),超常規(guī)投入巨額資金研發(fā)高檔數(shù)控系統(tǒng)。企業(yè)年研發(fā)投入在年?duì)I業(yè)收入的占比分別為2014年26.94%,2015年30.56%,2016年15.23%,遠(yuǎn)超出高科技企業(yè)的平均投入水平。而這些高額的研發(fā)投入,并不能馬上轉(zhuǎn)化為市場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益,導(dǎo)致華中數(shù)控連續(xù)6年出現(xiàn)主營業(yè)務(wù)利潤出現(xiàn)負(fù)數(shù)。
“其實(shí),近2年華中數(shù)控的凈利潤一直都是正數(shù)。去年華中數(shù)控全年主營業(yè)務(wù)收入近10億元,而全年凈利潤只有3286萬。凈利潤不高,且主營業(yè)務(wù)利潤為負(fù)數(shù)的原因,除了與我們?cè)谘邪l(fā)和市場(chǎng)投入巨大有關(guān),還與我國上市公司會(huì)計(jì)制度記賬方法不合理有關(guān)。我們承擔(dān)專項(xiàng)課題的巨大研發(fā)投入成本,全部計(jì)入了當(dāng)期主營業(yè)務(wù)成本,導(dǎo)致主營業(yè)務(wù)利潤為負(fù)。而課題研究經(jīng)費(fèi),則全部變成了不被資本市場(chǎng)看好的補(bǔ)貼性收益(非經(jīng)常性損益)”,陳吉紅解釋說。
而提升國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)成熟度的核心是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。產(chǎn)業(yè)化對(duì)于國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)來說,重要性和難度不亞于技術(shù)本身。好產(chǎn)品是用出來的,只有在市場(chǎng)上大量使用,才能獲得技術(shù)迭代和完善提高的機(jī)會(huì),技術(shù)成熟度才能不斷提升。只有實(shí)現(xiàn)規(guī)?;氖袌?chǎng)應(yīng)用,產(chǎn)品的生產(chǎn)成本才能降低,產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭力才能進(jìn)一步提高,前期的研發(fā)投入才能收回,企業(yè)才能形成具有自我造血能力的良性循環(huán)。
其實(shí),國外數(shù)控系統(tǒng)早期的技術(shù)成熟度也不太高。但由于以我國軍工企業(yè)為代表的大量高端用戶,大規(guī)模地、長期地批量實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用,幫助國外數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行了全面的測(cè)試驗(yàn)證和長期的應(yīng)用考核,為國外數(shù)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)、反饋了大量的問題,才促使國外數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)成熟度不斷提高,并同步提升了市場(chǎng)認(rèn)同度。
如何在技術(shù)成熟度和市場(chǎng)認(rèn)同度都存在差距的現(xiàn)狀下,實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化,一直深深地困擾著華中數(shù)控。為了使華中8型的功能、性能和可靠性的通過用戶考核,華中數(shù)控免費(fèi)向用戶提供了幾百臺(tái)測(cè)試樣機(jī),還采取了降價(jià)、墊資、包銷機(jī)床,免費(fèi)提供調(diào)試、測(cè)試、編程、培訓(xùn)、包修等超常規(guī)的服務(wù)。華中數(shù)控在市場(chǎng)開拓和服務(wù)體系建設(shè)方面不惜代價(jià)的巨大投入,贏得了部分客戶的認(rèn)可,華中8型數(shù)控系統(tǒng)已累計(jì)銷售推廣已近4萬臺(tái)。
特別是,國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)還面臨國外企業(yè)降價(jià)搶占市場(chǎng)的巨大競(jìng)爭壓力。當(dāng)我國數(shù)控企業(yè)研制不出水平相當(dāng)?shù)臄?shù)控產(chǎn)品時(shí),國外的高端產(chǎn)品要么封鎖,要么天價(jià);當(dāng)我們的企業(yè)生產(chǎn)出性能接近的數(shù)控產(chǎn)品時(shí),國外企業(yè)就將其成熟產(chǎn)品適當(dāng)裁剪后,以低價(jià)在國內(nèi)傾銷,從而壓榨了國內(nèi)數(shù)控產(chǎn)品的利潤空間和市場(chǎng)空間。例如,華中8型高速高精數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品進(jìn)入3C制造領(lǐng)域,從國外競(jìng)爭對(duì)手搶到了這一細(xì)分領(lǐng)域10%左右的市場(chǎng)份額后,國外競(jìng)爭對(duì)手馬上把產(chǎn)品價(jià)格從7萬多降到5萬多,降價(jià)幅度達(dá)30%??梢哉f。華中數(shù)控的存在,每年為我國3C制造領(lǐng)域,降低設(shè)備采購成本超過10億元。
此外,國內(nèi)部分企業(yè)和部門的政府采購招標(biāo)中至今依然指定國外數(shù)控系統(tǒng),導(dǎo)致國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品難以獲得同臺(tái)公平競(jìng)爭的機(jī)會(huì)。使用進(jìn)口數(shù)控系統(tǒng),無法實(shí)現(xiàn)自主可控,還給相關(guān)產(chǎn)業(yè)帶來工業(yè)信息安全的風(fēng)險(xiǎn)和隱患。這些現(xiàn)狀,令國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)更加難以打破國外產(chǎn)品的市場(chǎng)生態(tài)圈。
正是由于以華中數(shù)控為代表的國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)取得的進(jìn)步,迫使國外中、高檔數(shù)控系統(tǒng)解除封鎖。廣州敏嘉制造技術(shù)有限公司謝政平副總經(jīng)理告訴記者:“我們申請(qǐng)購買德國某公司的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng),需要漫長、繁瑣的外國政府對(duì)最終用途的審批手續(xù)。后來,我們只好對(duì)德國公司說:華中系統(tǒng)現(xiàn)在也不錯(cuò)了,如果再不通過審批,我們改用國產(chǎn)系統(tǒng)了。果然,審批手續(xù)馬上通過了。”
陳吉紅告訴記者:國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的存在價(jià)值,起到了為國家“堵槍眼”的作用。華中數(shù)控的巨額投入,雖然沒有完成轉(zhuǎn)化為華中數(shù)控自身的經(jīng)濟(jì)效益,但華中數(shù)控對(duì)國家的巨大貢獻(xiàn)不應(yīng)該被忽視。華中數(shù)控“稚嫩的肩膀”扛著中國數(shù)控系統(tǒng)自主可控的重任,這更需要中國廣大用戶的支持,才能扛得??!如果國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)僅僅是中國制造業(yè)的“備胎”和“籌碼”,是永遠(yuǎn)無法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的。
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破解生態(tài)圈軟壁壘
改革開放四十年以來,為了實(shí)現(xiàn)高速發(fā)展,每次產(chǎn)業(yè)升級(jí),我國都找到容易取得成效的產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)制造,實(shí)質(zhì)上是用國外的關(guān)鍵部件“攢”整機(jī),我國的計(jì)算機(jī)、汽車產(chǎn)業(yè)莫不如此。我們?cè)谇斑M(jìn)的道路上繞過了一些比較難攻的“山頭”,包括發(fā)動(dòng)機(jī)、芯片和數(shù)控系統(tǒng)等。而現(xiàn)在這些未攻下的“山頭”在后方作亂,成為巨大隱患。
陳吉紅說:“與芯片、大飛機(jī)產(chǎn)業(yè)一樣,數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)既是戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性的核心技術(shù)產(chǎn)業(yè),又是市場(chǎng)充分競(jìng)爭的產(chǎn)業(yè)。對(duì)于這樣的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè),國家不應(yīng)該按照一般的市場(chǎng)競(jìng)爭性產(chǎn)業(yè)來對(duì)待。國家應(yīng)該像支持國產(chǎn)芯片產(chǎn)業(yè)一樣,支持國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展”。
發(fā)展國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵點(diǎn)是支持國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)盡快提升技術(shù)成熟度。自主研制幾臺(tái)高檔數(shù)控系統(tǒng)完成在實(shí)驗(yàn)室和實(shí)際生產(chǎn)中完成各種測(cè)試驗(yàn)證并不難,難的是實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)大批量、長期的應(yīng)用驗(yàn)證。一臺(tái)數(shù)控系統(tǒng)不出問題,不意味著批量不出問題,一年不出問題不意味著十年不出問題。只有在應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)問題,并根據(jù)發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行持續(xù)改進(jìn),形成技術(shù)迭代和改進(jìn)完善。這需要一步一個(gè)腳印地追趕,不可能一蹴而就,不要幻想“彎道超車”。這就需要有時(shí)間、有耐心長期堅(jiān)守。
數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)研發(fā)難度大,投入大。而打破國外的“市場(chǎng)生態(tài)圈”實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的難度更大。這是需要有雄厚的資源做支撐,需要巨大的投入,這遠(yuǎn)超出了一個(gè)企業(yè)的承受能力。試想,有多少社會(huì)資本愿意為了國家的核心技術(shù),未來十幾年可能不盈利,還能長期堅(jiān)守呢?如果沒有利益驅(qū)動(dòng),有多少用戶仍能甘冒風(fēng)險(xiǎn),主動(dòng)自覺地支持國產(chǎn)產(chǎn)品?因此,充分發(fā)揮我國社會(huì)主義制度的優(yōu)越性,在市場(chǎng)、資金、政策等各方面支持自主核心技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展,至關(guān)重要。
國家應(yīng)理直氣壯地為國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)營造有利的市場(chǎng)環(huán)境,在政府采購招標(biāo)中不得指定國外數(shù)控系統(tǒng),為國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)獲得參與平等競(jìng)爭的機(jī)會(huì),鼓勵(lì)用戶企業(yè)在同等性價(jià)比的情況下,指定選用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)。對(duì)于自主研發(fā)的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng),即使“在相同條件下優(yōu)先使用”,其實(shí)際效果相當(dāng)于永遠(yuǎn)不用。這就會(huì)阻斷國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)在應(yīng)用中試錯(cuò),技術(shù)成熟度在試錯(cuò)中發(fā)展的螺旋上升的過程。
陳吉紅建議,國家應(yīng)繼續(xù)延續(xù)支持“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”國家重大科技專項(xiàng),并在專項(xiàng)中加大力度支持國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)創(chuàng)新、自主化和產(chǎn)業(yè)化;從自主可控和工業(yè)信息安全的高度,繼續(xù)推動(dòng)“換腦工程”,積極支持國防軍工等重要制造領(lǐng)域應(yīng)用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng);在國家智能制造等其他科技項(xiàng)目中,與04專項(xiàng)對(duì)接,優(yōu)先使用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床;重新梳理和啟動(dòng)數(shù)控機(jī)床行業(yè)的增值稅返還政策,支持我國數(shù)控機(jī)床行業(yè)加大技術(shù)研發(fā)投入;參照國家首臺(tái)(套)重大技術(shù)裝備保險(xiǎn)政策,將國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)列入實(shí)施目錄;加大力度宣傳應(yīng)用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的成功應(yīng)用案例;在教育部、人社部等部委組織的各類數(shù)控加工、智能制造大賽和實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)項(xiàng)目中,優(yōu)先使用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)。