从数控机床到智能机床

    在3C领域和汽车制造业谋求转型升级之际，为应对企业对高精密部件的需求，机床行业正在走一条以“智”赋能的全新变革之路。

    走“智能”之路的逻辑

    “智能制造为中国制造业跨越发展提供历史性机遇，新一代人工智能技术与先进制造技术深度融合所形成的新一代智能制造技术，成为了新一轮工业革命的核心驱动力。”中国工程院院士周济在4月16日在北京举行的“智能+数控”——新一代人工智能数控系统和智能机床研讨会上作《走向新一代的智能制造》演讲时表示。这位工程院原院长认为，随着互联网、云计算、大数据等信息技术飞速发展，并极其迅速的普及应用，集中汇聚在新一代人工智能（AI2.0）的战略性突破，使得新一代人工智能已经成为新一轮科技革命的核心技术，而被称为“工业母机”的机床将得益于人工智能技术，让人与信息系统发生根本性的变化，“从‘授人以鱼’到‘授人以渔’”。“新一代智能机床能够实现自主感知、自主学习、自主优化与决策、自主控制与执行， 极大提高机床加工质量、使用效率，降低成本，是第四次工业革命的典型产品。”周济解释道。

    从“数控”到“智能”，机床行业变革之路不仅仅是技术发展大趋势的自然要求，也是行业对当前经济高质量发展的必然响应。根据3月份中国机床工具协会发布的《2018年机床工具行业经济运行情况分析》，2018年我国机床工具行业虽总体发展平稳，但与机床数控系统需求端密切相关的3C消费电子领域和汽车制造领域需求放缓，以新能源汽车为代表的车身结构轻量化，高强度需求成为主流，3C产品加工也从金属加工走向玻璃、陶瓷加工，下游产业对精密化部件的需求，让机床行业走向智能化，高精度化转变。  

    走“智能”之路的难点

    “以‘智’赋能”不是一道坦途。在北京航空航天大学教授刘强看来，智能机床有三个基础共性问题——信息、状态感知与数据处理、“机床-信息系统-人”通讯协议和接口和智能分析和控制算法。“工业4.0时代数控机床面临的挑战是对新型材料的加工，对产品更高的质量和对更高效率的需求。”为此，他认为，未来制造业面临着四大全新的转变：从单一制造场景到多种混合制造场景的转变，从基于经验的决策到基于证据的决策的转变，从解决可见问题到避免不可见问题的转变和从基于控制的机器学习到基于丰富数据的深度学习的转变。“这需要数控机床走向智能化。”刘强认为，数控机床成为智能机床需要解决的就是上述三个基础共性问题。

    “当前的智能机床，只是实现了一些简单的感知、分析、反馈、控制，远没有达到替代人类脑力劳动的水平。关键是在自主学习等方面，没有取得革命性的技术突破。由于过于依赖人类专家，进行理论建模和数据分析，导致知识积累艰难而缓慢，最终导致智能机床的适应性和有效性不足。”华中科技大学国家数控系统工程技术研究中心主任陈吉红表示。

    如何克服难点，让“数控”插上“智能”之翼？除了有国家数控系统工程技术研究中心主任身份还身为华中数控股份有限公司董事长的陈吉红向与会嘉宾介绍了华中数控在新一代人工智能数控系统和智能机床的探索与实践。据介绍，华中数控在2018年发布的新一代智能数控系统概念机的基础上，研发首台搭载AI芯片的华中数控新一代人工智能数控系统——华中9型工业样机。这款样机拥有“感知与互联”“学习与建模”“优化与决策”“控制与执行”四大智能特点，并载有新一代人工智能技术的智能应用APP和智能化功能。华中数控的新一代人工智能控制系统也在本次会议上首次发布。 

         

    走“智能”之路的建议

    “机床行业走智能制造之路，需要因‘厂’制宜”，中国机械工业联合会副秘书长李冬茹表示，由于我国当前机床企业规模大小不一，在转型升级的过程中需要考虑自身实际，同时她认为企业在智能化的过程中要综合考虑产品的性能、质量、价格，要切实符合企业的实际路线。北京机床研究所原所长刘炳业建议，机床企业走向智能化，迈向中高端的过程中，数控系统扮演了很重要的角色，但要注意打好基础，除了做好控制系统还要做机件部分，“从未来对超精密部件的需求看，做机床产品要有工匠精神，要把机件做到极致，不能走捷径。”（来源：中国工业报实习记者 江晖）