自動化系統(tǒng)助力數(shù)控機床生產(chǎn)方式變革

中國正處在工業(yè)轉(zhuǎn)型的歷史關(guān)口，由“制造大國”走向“制造強國”，前方面臨著多重挑戰(zhàn)，機床尤其是高端機床的技術(shù)突破就是一個必須越過的門檻?！霸跀?shù)控機床的未來發(fā)展中，自動化系統(tǒng)有著非常深遠的意義。”金模機床網(wǎng)首席信息官羅百輝認為，自動化系統(tǒng)不僅能夠提升傳統(tǒng)制造水平，而且能夠滿足高技術(shù)發(fā)展要求，為機床制造提供了技術(shù)保障，推動數(shù)控機床生產(chǎn)方式發(fā)生全新的改變，緩解環(huán)境和能源對數(shù)控機床制造業(yè)的制約。

作為裝備制造業(yè)的“裝備”，機床是先進制造技術(shù)的載體和裝備工業(yè)的基本生產(chǎn)手段，是裝備制造業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)備，一直被業(yè)內(nèi)視為制造業(yè)的工作母機，而以高檔數(shù)控機床為代表的先進裝備制造業(yè)更是衡量國家工業(yè)現(xiàn)代化的標志。

今年7月，工業(yè)和信息化部、中國工程院組織制定的《“數(shù)控一代”裝備創(chuàng)新工程行動計劃》提出，經(jīng)過十年時間的努力，數(shù)控技術(shù)和裝置要普遍推廣應(yīng)用并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，裝備技術(shù)水平和附加值顯著提升，生產(chǎn)效率大幅提高，帶動裝備制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

中國電子制造業(yè)突飛猛進的發(fā)展，使得中國成為了全球電子制造中心。然而，在新形勢下，制造業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，整體運營成本的壓力，以及生產(chǎn)廠商對設(shè)備高效性和靈活性的需求，使得電子制造自動化設(shè)備在整個電子制造業(yè)中得到了越來越廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。

機床制造業(yè)是我國高端裝備制造業(yè)的重要體現(xiàn)，隨著機床產(chǎn)業(yè)對產(chǎn)品生產(chǎn)精密度及效率要求的提升，自動化被廣泛運用在機床產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)中，而機床行業(yè)人才的缺乏更是進一步推動了自動化生產(chǎn)的腳步，自動化機床得到了越來越多的關(guān)注。

近年來，“用工荒”頻頻出現(xiàn)，勞工工資不斷上漲，再加上宏觀經(jīng)濟不景氣，機床企業(yè)利潤不斷被壓縮，特別是勞動密集型企業(yè)面臨著前所未有的壓力。加強設(shè)備自動化改造，提高生產(chǎn)自動化程度，減小勞動強度，改善作業(yè)環(huán)境，已經(jīng)成為制造業(yè)的普遍共識。

從國際環(huán)境看，世界范圍內(nèi)經(jīng)濟社會發(fā)展格局正在不斷變革，既孕育著巨大的機遇，也伴隨著嚴峻的挑戰(zhàn)，給我國機床工業(yè)轉(zhuǎn)型升級帶來了深刻影響。從國內(nèi)環(huán)境看，我國機床工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)條件、內(nèi)在動力和長期向好趨勢沒有根本改變，但傳統(tǒng)發(fā)展模式面臨諸多挑戰(zhàn)，機床工業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和轉(zhuǎn)型升級勢在必行。

在“十二五”規(guī)劃中，改變經(jīng)濟發(fā)展模式仍然是重點，提高自動化制造水平則是實現(xiàn)途徑，未來5年，自動化將迎來大發(fā)展。專家指出，隨著機床工業(yè)自動化產(chǎn)業(yè)的繁榮發(fā)展，我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級和技術(shù)進步將擁有更加充足的動力和更加多元的選擇，從而加速實現(xiàn)由主要依靠規(guī)模增長的傳統(tǒng)工業(yè)化道路向主要依靠技術(shù)進步和可持續(xù)發(fā)展的新型工業(yè)化道路轉(zhuǎn)變。

實踐中，國內(nèi)機床產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)沈陽機床集團在高端機床研制中已走出了具有開拓意義的一步，該集團自主研發(fā)的飛陽數(shù)控系統(tǒng)安裝在廣東、遼寧企業(yè)的400多臺高、中檔數(shù)控機床上，自2011年運行以來性能穩(wěn)定可靠，解決了外國“大腦”指揮中國數(shù)控機床的“體、腦”分離的弊端，使核心部件不再依賴國外廠商的控制和壟斷，而且縮小了與世界先進水平的差距。羅百輝認為，從總體上看，目前國產(chǎn)機床技術(shù)瓶頸尚待突破，中高端市場份額占有不足、整體品牌形象還有待提升，國內(nèi)機床企業(yè)應(yīng)繼續(xù)轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式，提高自主創(chuàng)新能力和核心競爭力，實現(xiàn)由大而不強向既大又強的方向轉(zhuǎn)變。

進入21世紀，我國實施振興裝備制造業(yè)戰(zhàn)略，將發(fā)展大型、精密、高速數(shù)控裝備和數(shù)控系統(tǒng)及功能部件列為16項重點振興領(lǐng)域之一。在國家政策的支持和市場的拉動下，特別是汽車工業(yè)快速擴張，機床產(chǎn)品市場興旺。

自2002年開始，中國連續(xù)8年成為世界機床消費第一大國、機床進口第一大國，國產(chǎn)機床所占比重逐年提升。2011年，我國機床工具行業(yè)完成工業(yè)總產(chǎn)值7400多億元，同比增長32.5%。

國內(nèi)機床產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的同時，也存在一些亟待解決的難題?！罢麢C依賴進口、關(guān)鍵功能件和核心零部件依賴進口，尤其是數(shù)控系統(tǒng)和功能部件的產(chǎn)業(yè)化進程緩慢?！绷_百輝指出，由于高端機床研制能力落后，部分重點行業(yè)所需機床仍為西方控制，譬如在航空發(fā)動機、汽車發(fā)動機、船用柴油機和核電機組制造等核心制造領(lǐng)域，依然以進口為主。

機床是裝備制造業(yè)的“工作母機”，而高端機床則可以稱為工作母機中的“戰(zhàn)斗機”，是發(fā)展高端裝備制造業(yè)的“利器”，它擔負著為航空裝備、衛(wèi)星及應(yīng)用、軌道交通裝備、海洋工程裝備、智能制造裝備等其他高端裝備制造業(yè)提供高科技生產(chǎn)設(shè)備的重任。“我國高端機床大規(guī)模依靠進口，高端裝備制造業(yè)也就受制于人，要發(fā)展高精尖的裝備制造業(yè)，必須首先發(fā)展更加高精尖的機床制造業(yè)?！绷_百輝如是說。

高端機床持續(xù)依賴國外的隱患有二：一是，歐美國家推行“再工業(yè)化”戰(zhàn)略，會更嚴格地限制高端精密機床核心技術(shù)向中國輸出，使得我國裝備制造業(yè)由大變強面臨很大瓶頸;二是，歐美國家重視對可能用于軍工生產(chǎn)的高端機床的出口限制，有可能延緩我國軍工產(chǎn)品升級換代步伐，從而可能影響我國國防安全。沈陽機床集團高端機床方面的突破，使我國擁有了有自主知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)控機床“大腦”，對推進產(chǎn)業(yè)化意義重大。不過，總體上而言，高端機床領(lǐng)域，國外企業(yè)仍占據(jù)優(yōu)勢。據(jù)中國機床工具工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2011年，我國進口金屬加工機床金額達132.4億美元，同比增長40.6%。這些進口機床都是高端機床，主要用于高端裝備制造業(yè)。

國產(chǎn)高端機床性能落后，主要是由于核心技術(shù)、先進材料等都需要從國外進口。為縮小中國高端機床核心技術(shù)與國際先進水平的差距，羅百輝認為要在四個方面取得突破。

1、提高產(chǎn)學研用結(jié)合程度。目前大部分高校和科研機構(gòu)受限于項目資金，研究持續(xù)性不好。而國外企業(yè)通常具有明顯的研究方向和持續(xù)的目標，產(chǎn)學研用配合較好，產(chǎn)業(yè)化全方位優(yōu)勢能得到體現(xiàn)。下一步要在提高研究持續(xù)性上有所作為。

2、提高突破關(guān)鍵技術(shù)和核心部件意識與動力。我國大多數(shù)機床企業(yè)對主機生產(chǎn)更加重視，投資者也大多扎堆整機生產(chǎn)，配件產(chǎn)品生產(chǎn)不受重視。將來一定要在關(guān)鍵技術(shù)和核心部件上取得突破。

3、培育關(guān)鍵技術(shù)和高端人才，加大社會資本投入，提高基礎(chǔ)研究水平，擴大產(chǎn)業(yè)化規(guī)模。

4、進一步完善政策，鼓勵自主創(chuàng)新產(chǎn)品應(yīng)用，擺脫對國外產(chǎn)品的依賴。

現(xiàn)代工業(yè)制造對產(chǎn)品的工藝要求越來越高，數(shù)控機床與自動化系統(tǒng)的結(jié)合愈發(fā)密切，對軟件的依賴越來越大。軟件變得越來越復雜，以至于更難控制其可靠性。于是，由于軟件和人為因素造成的失效、事故甚至停機所占的比重越來越大。

更值得關(guān)注的是，自動化系統(tǒng)中軟件開發(fā)成本越來越高。據(jù)可靠數(shù)據(jù)顯示，在機床工業(yè)制造系統(tǒng)中，由1980年至2010年的30年來，軟件成本由10%增至40%，電子電器成本由10%增至25%，機械成本由80%降至35%。此外，軟件的復雜性隨著軟件變大呈指數(shù)增長，所需的開發(fā)時間也越來越長，而且軟件出錯的概率也不斷增加?？梢?，對軟件的復雜性進行科學管理的必要性日益迫切。

顯然，在數(shù)控機床工業(yè)控制領(lǐng)域，軟件設(shè)計的工程化必須在其全生命周期完善實施，即在設(shè)計階段、仿真階段、程序編制階段、調(diào)試階段、現(xiàn)場調(diào)試階段、運行階段以及支持服務(wù)階段對供應(yīng)商、維護階段對用戶全面實施。

其中，編程語言是實現(xiàn)軟件功能的基礎(chǔ)。對一個控制系統(tǒng)來說，軟件的重要性不可置疑。用什么樣的編程語言來編制應(yīng)用軟件，并且為貫穿于整個軟件的全生命周期提供堅實的基礎(chǔ)和足夠的支持，極為關(guān)鍵。這種編程語言必須建立在現(xiàn)代軟件工程的理論基礎(chǔ)之上，用它來實現(xiàn)軟件的全生命周期的各種必要功能，它首先必須具備以下特性：結(jié)構(gòu)化、可分解、可重復使用、在軟件的執(zhí)行過程中必須是可控的，同時必須是可以被認證和被確認的。

來源：百方網(wǎng)

　　版權(quán)及免責聲明：凡本網(wǎng)所屬版權(quán)作品，轉(zhuǎn)載時須獲得授權(quán)并注明來源“中國產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟信息網(wǎng)”，違者本網(wǎng)將保留追究其相關(guān)法律責任的權(quán)力。凡轉(zhuǎn)載文章，不代表本網(wǎng)觀點和立場。版權(quán)事宜請聯(lián)系：010-65363056。

延伸閱讀