基于工業(yè)裝備數(shù)字化、自動化、智能化的趨勢，國際生產(chǎn)工程科學院(cirp)將數(shù)控技術確定為21世紀的中心研究方向之一。數(shù)控技術是集機械制造技術、計算機技術、現(xiàn)代控制技術、傳感檢測技術、網(wǎng)絡通信技術和光機電技術等于一體的現(xiàn)代制造業(yè)基礎技術，對我國制造業(yè)實現(xiàn)柔性自動化、集成化和智能化發(fā)揮著舉足輕重的作用。
數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控技術的關鍵組成部分之一，它由機械運動控制、軌跡伺服和位置測量等部分組成，針對不同的制造工藝，還要包括相應的工藝過程控制部分，是數(shù)控電加工機床的核心，也是整個機床的大腦，其良好的靈活性、通用性、便利性、可靠性及聯(lián)網(wǎng)功能決定了數(shù)控電加工機床的水平和檔次。對于電加工機床行業(yè)來說，明顯提升數(shù)控系統(tǒng)的技術水平是實現(xiàn)機床產(chǎn)品提檔升級、行業(yè)由大變強的關鍵因素之一，也是行業(yè)企業(yè)經(jīng)營者和科研人員需要擔當?shù)呢熑巍?br>從高校研究到企業(yè)研制，趙萬生教授帶領蘇州邁科全機電有限公司在電加工機床數(shù)控系統(tǒng)研發(fā)方面開展了積極探索。日前，中國機床工具工業(yè)協(xié)會特種加工機床分會、中國機械工程學會特種加工分會和《電加工與模具》編輯部在走訪中與公司董事長趙萬生就特種加工數(shù)控系統(tǒng)技術攻關、科技成果產(chǎn)業(yè)化實踐等內容進行了交流。
特種加工機床數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化關鍵：自主創(chuàng)新+需求導向
——趙萬生談蘇州邁科全的特種加工機床數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化實踐
成立于2011年的蘇州邁科全機電有限公司(以下簡稱邁科全)是一家專注于機電和自動化系統(tǒng)研發(fā)、集成及咨詢服務的研發(fā)型企業(yè)，在電加工機床數(shù)控系統(tǒng)的自主研發(fā)方面已經(jīng)走過了十個年頭的探索之路。
每隔一段時間，作為邁科全公司創(chuàng)始人的趙萬生都會深入客戶就特種加工機床數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)或應用的情況進行調研、交流。而作為上海交通大學的教授，他的一個重要的研究方向就是面向智能制造的特種加工數(shù)控系統(tǒng)。在近20多年時間里他帶領團隊前后承擔了多項與電加工機床數(shù)控系統(tǒng)相關的863重點項目和04專項課題，持續(xù)開展了電加工機床數(shù)控系統(tǒng)相關的自主研發(fā)活動。“新架構特種加工智能數(shù)控系統(tǒng)”“人工智能與智能控制在特種加工中的應用”“機器與設備智能控制器”“智能傳感與狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)”“基于網(wǎng)絡分布的生產(chǎn)線及車間自動化系統(tǒng)研發(fā)與應用”等，都是他們團隊的重要研究成果。其中一些科研成果已逐步通過邁科全實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應用。
由于投身電加工技術科研領域，趙萬生帶領邁科全自創(chuàng)業(yè)起就聚焦于電加工機床數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)。在科研成果轉化為生產(chǎn)力的過程中，研發(fā)團隊必須闖過人們常說的科技成果轉化過程中的“死亡之谷”，比如橫亙在創(chuàng)業(yè)路上的資金問題、開發(fā)成果的實際應用問題。與今天的得心應手不同，邁科全在多年的探索中也經(jīng)歷了曲折艱辛的過程，尤其是創(chuàng)業(yè)沒兩年就曾陷入研發(fā)尚未出結果而投資的錢“基本燒光”的窘境，最終團隊想方設法堅持，在合作伙伴的支持下咬牙挺了過來，其中的艱難不言而喻，并由此總結出實現(xiàn)特種加工數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化的關鍵要素。
構建技術體系，打通發(fā)展路徑
在高校開展科研時，趙萬生和上海交通大學的研發(fā)團隊基于產(chǎn)學研用合作走進特種加工機床企業(yè)，參與國家科技重大專項(04專項)“固定工作臺式精密數(shù)控電火花成形加工機床”、“高檔數(shù)控機床數(shù)字化設計關鍵技術與工具集研發(fā)及典型產(chǎn)品應用”等課題攻關，承擔了電加工機床數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)任務。2011年，正被如何產(chǎn)業(yè)化問題困擾的趙萬生在距離上海百公里的蘇州接到了“人才計劃”的橄欖枝，他帶著團隊在當?shù)卣恼叻龀窒鲁闪⑦~科全，進一步往產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。
在與企業(yè)合作攻關的過程中，研發(fā)團隊早期基于國外的硬件系統(tǒng)架構開發(fā)多軸應用層面功能，雖然研發(fā)速度快了，但也由此帶來了系統(tǒng)成本高、無法深入系統(tǒng)底層進行更多自主開發(fā)的大問題。趙萬生及其團隊意識到：如果要實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的國產(chǎn)化，就必須實現(xiàn)核心關鍵技術的自主可控，特別是戰(zhàn)略產(chǎn)品的核心關鍵技術。
耗時十年，邁科全通過多方面的努力，終于打通了技術研發(fā)及公司發(fā)展的路徑。一方面，為了不受制于國外技術，邁科全從硬件、軟件的底層研發(fā)到系統(tǒng)應用來全面構建數(shù)控系統(tǒng)，盡量采用技術和標準進行開發(fā)，比如采用arm系列芯片和開源linux操作系統(tǒng)，在總線技術、底層硬件技術、軟件代碼等全部自己開發(fā)，構建了更完整、自主可控技術體系，尤其是掌握了自主開發(fā)的相關底層技術，為應對需求打下堅實基礎；另一方面，公司從單機開發(fā)發(fā)展到智能制造單元整體解決方案開發(fā)，將產(chǎn)品線豐富為包括應用于往復走絲電火花線切割機床、單向走絲電火花線切割機床、電火花成形機床、電火花小孔加工機床以及智能產(chǎn)線在內的多類數(shù)控系統(tǒng)及智能制造單元，使自身在與下游客戶的不斷合作中增強研發(fā)能力和技術實力，向系統(tǒng)集成解決方案提供商方向發(fā)展；再一方面，從實踐來看，充分依靠政府、合作企業(yè)的支持以及在高校的原創(chuàng)技術積累，將“官產(chǎn)學研用”的積極性調動起來，從而才形成了通暢的技術及企業(yè)發(fā)展路徑。
順應數(shù)字化、自動化、智能化發(fā)展方向，形成基于完全自主的技術體系，掌握從底層到應用的關鍵自主技術，也使邁科全更有底氣。正如趙萬生所言：“產(chǎn)業(yè)界進入新的發(fā)展階段，正面臨深層次轉型，很多企業(yè)在自動化、智能化方面給我們提了更具體的要求，現(xiàn)在我們自己的技術路徑打通之后，一切就順理成章了。”
把握市場導向，響應客戶所需
產(chǎn)業(yè)化過程中另一個大問題是企業(yè)開發(fā)成果如何被市場所接受。“很多成果在高校開展的研究中行得通，但應用到實際中有很多細節(jié)問題要去解決，從產(chǎn)品設計到實際應用，這中間有相當大的距離需要跨越。”趙萬生說，不同于高校的科研，企業(yè)研發(fā)必須深入市場，直接為用戶實際需求服務，解決其痛點和難點問題。
近些年，國產(chǎn)電加工機床自動化、智能化轉型需求明顯增加，企業(yè)對國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的要求也不斷提高。在以前校企合作經(jīng)驗的基礎上，邁科全確立了“apps”的產(chǎn)品開發(fā)方針，即：敏捷響應(agile)、性能出眾(performance)、平臺支撐(platform)、標準(standard)，以此為客戶企業(yè)提供技術產(chǎn)品和周到的技術服務，將科技研究成果跟市場需求緊密對接。“要知道，你規(guī)劃的未必就是市場需求，我們很多產(chǎn)品是在市場牽引下做起來的。比如，公司的電火花成形機、電火花小孔加工機數(shù)控系統(tǒng)均是響應市場需求而開發(fā)出來的。鎖定了市場提出的研發(fā)目標，這樣的研發(fā)也就更具有針對性。”
在合作過程中，邁科全尊重合作企業(yè)和用戶的實際需求和使用習慣，充分考慮到機床企業(yè)的專有技術保護，比如簽訂保密協(xié)議，明確劃定知識產(chǎn)權邊界和保護范圍；通過可獨立的技術方案，開發(fā)一些接口，供用戶企業(yè)二次開發(fā)，等等。這些合作企業(yè)往往也都具備一定的技術研發(fā)實力。技術條件好的企業(yè)，邁科全只需通過底層技術直接對接用戶的工藝數(shù)據(jù)庫進行開發(fā)，相應的合作也很順手。而更多的時候，邁科全是幫助客戶實現(xiàn)功能想法，從需求出發(fā)，通過量身定制為客戶創(chuàng)造價值。
在科研成果產(chǎn)業(yè)化實踐中，一方面既要側重對需求的滿足，另一方面也要側重對技術發(fā)展趨勢的研判，跟隨國家需求、產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向開展具有前瞻性的研究。只要技術基礎牢固，與客戶形成穩(wěn)定的合作關系，在需求釋放時就能收獲回報。比如隨著云技術的加速普及，過去作為趨勢性的遠程監(jiān)控服務就變成了企業(yè)的實際需求。
研究真的問題，服務國家所需
邁科全創(chuàng)業(yè)至今的十年間，國家也經(jīng)歷了飛速發(fā)展，自主創(chuàng)新的意識越來越強。“靠科技力量支撐大國、強國建設”，對此，他們在實踐中的感受更加強烈。國家提倡科研工作者“要研究真問題”、“要真解決問題”。趙萬生理解，所謂“真問題”，之于企業(yè)就是“老大難”的問題，之于國家層面就是“卡脖子”的問題。
就特種加床機床行業(yè)而言，精密化、數(shù)字化、自動化、智能化的發(fā)展趨勢將更明顯，機床升級轉型的需求也更迫切，許多技術瓶頸還有待解決。現(xiàn)在隨著大國博弈的升級，國家正從頂層設計推動工業(yè)軟件等核心關鍵技術的自主研發(fā)。作為“卡脖子”技術關鍵領域之一，工業(yè)軟件同時涉及基礎研究和應用生態(tài)，是智能制造的基礎和支撐，對產(chǎn)業(yè)鏈、供應鏈安全可控至關重要，已被納入“十四五”國家重點研發(fā)計劃重點專項。此前，在工信部等六部門聯(lián)合印發(fā)的《關于加快培育發(fā)展制造業(yè)優(yōu)質企業(yè)的指導意見》中也提出：推動產(chǎn)業(yè)數(shù)字化，大力推動自主可控工業(yè)軟件推廣應用，提高企業(yè)軟件化水平。這些，給了邁科全進一步推進科研成果產(chǎn)業(yè)化、通過深入研究促進行業(yè)更大發(fā)展的方向和動力。
原標題：特種加工機床數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化關鍵：自主創(chuàng)新 需求導向——趙萬生談蘇州邁科全的特種加工機床數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化實踐