從數控機床到智能機床
http://www.debgrams.com 2019-04-22 16:03 來源：中國工業報實習記者 江暉
在3C領域和汽車制造業謀求轉型升級之際，為應對企業對高精密部件的需求，機床行業正在走一條以“智”賦能的全新變革之路。
走“智能”之路的邏輯
“智能制造為中國制造業跨越發展提供歷史性機遇，新一代人工智能技術與先進制造技術深度融合所形成的新一代智能制造技術，成為了新一輪工業革命的核心驅動力。”中國工程院院士周濟在4月16日在北京舉行的“智能+數控”——新一代人工智能數控系統和智能機床研討會上作《走向新一代的智能制造》演講時表示。這位工程院原院長認為，隨著互聯網、云計算、大數據等信息技術飛速發展，并極其迅速的普及應用，集中匯聚在新一代人工智能（AI2.0）的戰略性突破，使得新一代人工智能已經成為新一輪科技革命的核心技術，而被稱為“工業母機”的機床將得益于人工智能技術，讓人與信息系統發生根本性的變化，“從‘授人以魚’到‘授人以漁’”。“新一代智能機床能夠實現自主感知、自主學習、自主優化與決策、自主控制與執行， 極大提高機床加工質量、使用效率，降低成本，是第四次工業革命的典型產品。”周濟解釋道。
從“數控”到“智能”，機床行業變革之路不僅僅是技術發展大趨勢的自然要求，也是行業對當前經濟高質量發展的必然響應。根據3月份中國機床工具協會發布的《2018年機床工具行業經濟運行情況分析》，2018年我國機床工具行業雖總體發展平穩，但與機床數控系統需求端密切相關的3C消費電子領域和汽車制造領域需求放緩，以新能源汽車為代表的車身結構輕量化，高強度需求成為主流，3C產品加工也從金屬加工走向玻璃、陶瓷加工，下游產業對精密化部件的需求，讓機床行業走向智能化，高精度化轉變。
走“智能”之路的難點
“以‘智’賦能”不是一道坦途。在北京航空航天大學教授劉強看來，智能機床有三個基礎共性問題——信息、狀態感知與數據處理、“機床-信息系統-人”通訊協議和接口和智能分析和控制算法。“工業4.0時代數控機床面臨的挑戰是對新型材料的加工，對產品更高的質量和對更高效率的需求。”為此，他認為，未來制造業面臨著四大全新的轉變：從單一制造場景到多種混合制造場景的轉變，從基于經驗的決策到基于證據的決策的轉變，從解決可見問題到避免不可見問題的轉變和從基于控制的機器學習到基于豐富數據的深度學習的轉變。“這需要數控機床走向智能化。”劉強認為，數控機床成為智能機床需要解決的就是上述三個基礎共性問題。
“當前的智能機床，只是實現了一些簡單的感知、分析、反饋、控制，遠沒有達到替代人類腦力勞動的水平。關鍵是在自主學習等方面，沒有取得革命性的技術突破。由于過于依賴人類專家，進行理論建模和數據分析，導致知識積累艱難而緩慢，最終導致智能機床的適應性和有效性不足。”華中科技大學國家數控系統工程技術研究中心主任陳吉紅表示。
如何克服難點，讓“數控”插上“智能”之翼？除了有國家數控系統工程技術研究中心主任身份還身為華中數控股份有限公司董事長的陳吉紅向與會嘉賓介紹了華中數控在新一代人工智能數控系統和智能機床的探索與實踐。據介紹，華中數控在2018年發布的新一代智能數控系統概念機的基礎上，研發首臺搭載AI芯片的華中數控新一代人工智能數控系統——華中9型工業樣機。這款樣機擁有“感知與互聯”“學習與建模”“優化與決策”“控制與執行”四大智能特點，并載有新一代人工智能技術的智能應用APP和智能化功能。華中數控的新一代人工智能控制系統也在本次會議上首次發布。
走“智能”之路的建議
“機床行業走智能制造之路，需要因‘廠’制宜”，中國機械工業聯合會副秘書長李冬茹表示，由于我國當前機床企業規模大小不一，在轉型升級的過程中需要考慮自身實際，同時她認為企業在智能化的過程中要綜合考慮產品的性能、質量、價格，要切實符合企業的實際路線。北京機床研究所原所長劉炳業建議，機床企業走向智能化，邁向中高端的過程中，數控系統扮演了很重要的角色，但要注意打好基礎，除了做好控制系統還要做機件部分，“從未來對超精密部件的需求看，做機床產品要有工匠精神，要把機件做到極致，不能走捷徑。”
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