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《工业传奇3 寻找制造的精度》:从70%到超越10%,华中数控作为“机床大脑”的突围之路

从农业革命到工业革命,在改变命运的征途中,人类的技术创新,从来没有停止过。

时间,来到1952年。

此时,航空工业正飞速发展。大量精密复杂的航空零件,将传统手动机床逼到了极限。在美国麻省理工学院的实验室里,一个颠覆性的构想正悄然浮现:工程师们将零件的形状和尺寸翻译成数值指令,再传送给电子控制装置,实现机床的自动控制。

此后,这项技术不断进化迭代,从简易硬件逻辑控制,到复杂的计算机软件编程控制,最终成长为机床的数字化大脑。

机械工业信息研究院、现代制造杂志社副社长李峥表示,数控系统是构成机加工领域自动化、智能化的核心,相当于机加工领域的神经中枢,或者说是机床的大脑。结合近年AI技术,它给行业带来了更多想象空间。

从手动操作,到自动工作,再到自主思考,机床的格局已然打开。智能制造的时代,已经到来。

1

2025,北京:华中10型正式发布

2025年,第十九届中国国际机床展览会在北京举行。集成AI芯片与AI大模型的华中10型智能数控系统在这里正式发布。

这是华中数控研发的新一代智能数控系统,独创“1个智能底座,2条数字主线,3个智能应用子系统”的“1+2+3”技术架构。

以往,一位经验丰富的工程师编制复杂零件程序需要数小时;如今,智能数控系统将这个过程压缩至几分钟,甚至几秒钟。

智能数控系统,是数控机床的最强大脑。武汉重型机床集团打造的这台重型立式铣车加工中心,搭载了华中10型智能数控系统,经由全局贯通的智能算法调控,加工潜能得以充分释放:速度更快、精度更高、运行更稳。

武汉华中数控股份有限公司董事长陈吉红表示,智能数控系统产品发布标志着我国在高端数控系统领域取得重大突破。人工智能技术与数控机床的深度融合,正推动机床产业迈向智能化变革的新纪元。

2

高手过招:从70%到约高10%

当前,激光技术在机加工领域的渗透正持续加深。华中10型虽已提前布局,但高端市场的主导权仍掌握在国外系统手中。对华中数控而言,与世界顶级厂商的正面竞争,已成为必然。

武汉华中数控股份有限公司中央研究院院长毛勖回忆,刚开始进入行业时,尤其与国外数控系统对比时,并不特别清楚技术差距在哪里。第一次配套时,在对激光效率进行对标中,当时只能达到国外系统的70%左右。

技不如人,差距显而易见。想要快速实现替代并完成超越,注定是一场硬仗。

很快,正式的较量开始了。

“通过对标追赶,我们积累了一些经验,把算法进行了优化,这时候我们就达到了国外系统的大概100%~105%。”毛勖说。

但对手并未停下。国外系统随后派出专业团队,对系统参数进行优化,效率又超过了我们。之后,我们通过创新技术,逐步展现出智能化的力量,效率又比别人提高了。

你追我赶,难分胜负。

毛勖介绍,对方从国外请顶尖专家再进行算法优化;我们也根据测试情况持续进行算法优化。在智能化上的创新,是我们超越的一个重要手段。从目前情况来看,我们的效率应该比国外系统高10%左右。

在与国外数控系统对标测试和优化的两年间,华中10型智能数控系统不断深化大模型技术应用,逐渐找到了突破者的自信。

陈吉红说:“我们这么多年都是以瞄准国外的高端水平,做中国的高档产品,作为我们的信念、我们的任务、我们的责任,在组织一支队伍,在攻难啃的硬骨头。”

3

时间回溯三十年:五轴之痛

时间回溯到三十年前。

当时,国产机床的数控系统几乎全部依赖进口,市场被德国西门子、日本发那科、三菱电机所主导。这还只是三轴联动以下的系统;最先进的五轴联动数控系统,有钱也买不到。

所谓三轴联动,是在工件固定不动的前提下,控制刀具在X轴、Y轴和Z轴上进行相对简单的切削加工。

四轴联动是在三轴基础上增加一个旋转轴,让刀具或工件可以进行四个方向运动,能够完成较为复杂的多曲面加工。

五轴联动则更进一步,在三轴基础上增加两个旋转轴,使刀具可以在空间中进行任意角度和位置的调整,完成各种高难度结构以及复杂自由曲面加工,功能最为强悍。

武汉华中数控股份有限公司副总裁、总工程师朱志红回忆:“我们当时研究出了一个成果,华中Ⅰ型数控系统。后来周济院长带着我们成立了公司,想把成果转化成产品、应用出去。当时市场也确实需要这个产品,需要这个技术。”

武汉华中数控股份有限公司副总裁、重大专项指挥部总指挥向华说:“你把它研发出来了,在实验室也测好了,但是到了实际现场,它还要与场景结合,与工艺结合。”

4

1994,东八楼:从粉笔灰到机床核心

1994年初春,武汉,华中科技大学。

一缕创业的霞光,照进东八楼的教室。几名手上还带着粉笔灰的教师,从黑板前转身,走进了机床制造的核心领域。

陈吉红说:“从做华中Ⅰ型数控系统,到成立华中数控,我们实际上一直从技术创新到产业化,不断转变身份、不断努力。国外对中国的封锁限制,也给了我们一种动力。因为这是国家所需要的,我们也不服这一口气。我们希望中国的装备,用上中国的大脑。”

创业伊始,华中数控不仅要面对国外竞争对手的压制,更面临国内用户对国产系统可靠性的普遍质疑。大量宝贵的运行数据与场景验证机会流向国外厂商,华中数控只能在对手已经形成的市场生态圈外艰难发展。

武汉华中数控股份有限公司高级顾问林奕鸿回忆,为了把数控系统搞好,确实是千辛万苦。下班五点钟,拿着书包就上火车;没有座位,就站在车厢里,拿报纸垫着坐,轰隆轰隆到北京。到北京是早上,就在车站厕所洗个脸,赶到会场,开完一天会,四五点钟赶回来,第二天继续上班。

劳碌奔波在创业者眼里也许不算什么,但产品开发出来没有市场应用,就没有技术迭代的机会;技术差距拉大后没有竞争力,就只能破产。

当过兵的陈吉红深知,危急时刻更需要冷静决策。

可是,如何才能够活下来?

5

“占领两厢”:换脑与培训

“既然机床厂不用,我能不能让开这个大道,占领两厢?”陈吉红说。

第一厢,是做机床改造。有的是国外数控机床,给它“换脑”,这也让我们有机会练手,进行技术迭代。

第二厢,是机床数控培训。把机床厂的机床装上我们的系统,卖到学校。我们为将近2000所学校建立了数控培训中心,这拉动了和机床厂的合作,更重要的是切入了市场。一年为中国制造业培养几十万数控人才,也扩大了品牌知名度。

好的数控系统是用出来的。只有实现规模化市场应用,才能在试错验证过程中获得技术迭代的机会。

陈吉红带着团队走出校园,在众人略带怀疑的目光里,建立了华中数控第一个产业化基地,数控系统的反击战由此打响。

走出校园后,团队提出“进军大道,巩固两厢”。刚刚在市场上有一点反响,国外就把高端技术放到通用机床数控系统里,降低价格来占领中国市场。就像3C行业,因为中国数控系统存在,国外系统起码降了30%~50%的价格。

从游击队成为正规军,华中数控扛起大旗向阳生长。产学研用紧密结合,推出全新高端五轴数控系统产品包,将五轴加工技术与数字化、网络化、智能化技术全面融合,在11项关键功能上达到国际先进的五轴联动数控系统标准。

目前,系列化华中8型高性能数控系统已突破20多万台配套应用。

华中数控的求生之路,也是彼时国产数控行业艰难生长的缩影。

从广州数控、北京凯恩帝,到大连光洋,一批国内数控系统企业始终坚定自主研发信心,在国家专项持续支持下努力突破瓶颈,终于迎来中国数控产业良性发展的新时期。

陈吉红表示,真正国产数控系统发展起来是2009年,受益于国家科技重大专项支持,给了我们很多机会,在航空航天、汽车等领域去做技术迭代。更重要的是,给了我们很多应用验证的机会。

神舟飞天,蛟龙入海,国产大飞机成功商飞,中国高端制造业正加速崛起,随之而来的是对机床性能的更高追求。

时至今日,国产数控系统厂商正充分发挥自身优势,协同产业上下游合力突围,建立工业母机合作共赢的良性生态。

国产机床不用国产数控系统、国内企业不买国产机床的怪圈,已经被打破!

向华说:“打破生态,重建生态。破解我们以前的短板,我认为已经近在眼前。需要产业链上中下游企业紧密结合,大家是一种深度融合的关系,一起去解决问题。这样我们才能形成一个国产的整体解决方案,让我们国家的工业母机能够迈向中高端。”

从1952年到2025年,从华中Ⅰ型到华中10型,从“有钱买不到五轴”到激光效率对标中追至并反超约10%,国产数控系统的每一步,都走得不易,也走得坚定。

中国装备,用上中国大脑。这条路,我们继续走。

??点击查看《工业传奇3 寻找制造的精度》全集

HUAZHONGCNC

图|文:李沁雪

编辑:李沁雪

审核:张幼龙

出品:华中数控品牌与市场策划部

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