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攻克核心技术 i5数控系统为中国机床铸魂

2014年06月18日 09:02中国机床商务网点击:6105

        【中国机床商务网 国内新闻】沈阳机床集团上海研究院总系统师朱志浩自2007年带领团队开始着手研发国产数控系统。作为沈阳机床自主研发数控系统的项目负责人,他身上透露着执着与努力。现如今,沈阳机床的i5数控系统,无疑为中国数控系统的发展史留下灿烂的一笔。

6月的上海,惠风和畅,太阳躲在云层里。当记者一行达到杨浦区某科技园的一幢三层小楼前,穿着休闲、一脸笑意的朱志浩已经在等候。

这个不起眼的所在是沈阳机床集团上海研究院,而朱志浩的名片上赫然印着他的头衔:总系统师。这个职位在中国机床主机企业里大概是独一份儿。

数控系统由专业厂家提供,主机厂很少染指。但这一惯例被沈阳机床打破,作为国内机床行业执牛耳者,该公司在2007年毅然投入数控系统研发。作为沈阳机床自主研发数控系统项目负责人,朱志浩的总系统师一职有点量身打造的意味。

朱志浩
 
痛定思痛 从头干起
  
“中国高端数控机床高速发展,但改变不了一个事实,即对国外技术的依赖。这一窘境,正是我国高端数控机床的现实,发展速度的确很快,但关键技术、核心技术高度依赖国外,95%以上的高档数控系统采用了进口系统。”一位机床行业专家这样说。

作为数控机床的灵魂,数控系统一直被德国西门子、日本发那科等少数公司牢牢抓在手中,中国高端机床的制造成本中有40%是购买国外系统。为了给中国的高端数控机床装上自主“大脑”,中国企业走过模仿路线,也曾试图巨资引进技术,但成效甚微。

与其他行业不同,数控作为一个超级交叉学科,涉及控制、驱动、电机执行、检测、软件、通信、电子、机械、工艺等众多学科,交叉面多,且有很深的纵深。

国内进行数控系统开发的企业不在少数,但是大多停留在中低端。国内的高档数控系统一直在走重复开发的老路和众所周知的三步走,引进、消化、吸收。通过进口国外高端机床来分析研究。但仿造的数控系统精度和反应速度和原系统差距很大,远远不能满足要求。

2007年5月,朱志浩正在沈阳机床数控园区做项目,被董事长关锡友一个电话叫到办公室,之后的一番谈话,朱志浩称他完全没有料到,虽然此前已被下过“毛毛雨”。关锡友开门见山,口气坚定。“不能再犹豫了,不是做不做,这是使命,也是企业长远的未来,我们必须干!”

风险,显而易见。数控系统的研发投资巨大,数控系统涉及多领域技术,更大问题是没有专门的人才。此前,获得过大量投资的一些数控企业,相应拿出了不少成果,但由于种种原因,市场反应不佳。有专家认为,国内尚没有可以信赖的成功案例。而国内的机床厂家,更没有谁敢拍着胸脯说,掌握了数控机床的这一核心技术。有人称,迈向数控系统领域,就是一个无底洞。

在那个决定性的时刻,关锡友一句话让朱志浩记到今天,“换个思路,你有和你没有的区别是什么?”

“有一个自己的数控系统是机床人梦寐以求的宿愿”。要成为世界市场的引领者,必须要有自己的核心技术。有了自己的数控系统,才可以为机床做优化,赋予机床更多的生命和能力。有了自己的数控系统这样的核心技术,产品会越富有独特性,做技术的服务才成为可能,最终实现向工业服务商的战略转型。

“有和没有的区别到底在哪里?”2010年,沈阳机床对伺服技术尚在技术研究阶段,一家寻找伺服技术方面合作的外国企业,到上海看了一圈,调头把橄榄枝抛向了别处。时隔一年,那家企业高层突然回访,表达了坚决合作的愿望。最后,他们认同了沈阳机床的技术标准,允诺在沈阳机床的基础上提供其独有的技术服务。这方面沈阳机床取得了实质性突破。

有和没有,区别巨大。当我们有了,不平等的状态迅速打破,双方变成了坐在桌子两端平等的伙伴,以往的壁垒没有了,在更高技术层面广泛的交流合作成为可能,其实“可能”还有更多。

例如,两家国际主流数控系统制造商近期相继宣布免费提供某系统数据包,此前这一模块分别以8000元和10000元出售。

  艰难困苦 玉汝于成
  
2007年10月,沈阳机床的数控系统中心在上海同济大学正式成立,从此沈阳机床人开始了一段以数年时间长度计量的充满寂寞而又艰苦的跋涉。

时至今日,朱志浩仍然感到“压力山大”,因为数控系统的研发意味着巨额的投入和漫长的研发周期,更何况,当年摆在他面前的是一张白纸——沈阳机床在数控系统方面没有任何技术沉淀。

一切几乎从零开始:没有专门的数控系统方面的人才,四处延揽;对什么是数控系统,有哪些特别的脾气禀性不得而知,那就从最基础的知识开始。渐渐地,在沈阳机床这面大旗下,聚集起了一批电气、计算机、机电一体化、伺服技术等方面的人才。如饥似渴,向一切可以学习的学习;别具慧眼,巧妙地摸索数控系统背后的细致纹理。这个团队经过努力,在合作的基础上,时隔一年的2008年末,沈阳机床数控系统团队发布了飞阳数控系统(i5数控系统前身)的第一个车床系统版本。然而,死机、系统崩溃,如影随行。

这是一段痛苦和快乐并存的日子:设定项目、买设备、搞试验、人力成本,大把大把令人心疼地“烧钱”;激情投入、废寝忘食思考计算,刚刚捕捉了一点希望,放眼望去,又距终极目标那样遥远。在欣喜和苦闷间,飞阳团队选择了更加勤奋的钻研。

数控系统背后是运动控制技术,像一个深不可测的“黑匣子”,包含着电子、计算机软件、伺服驱动等一系列的技术。不懈的坚持、耐得住寂寞、相信自己的勇气,经历了四年岁月风霜浸润,到2011年初的时候,朱志浩领导的团队终向打开数控系统这个“黑匣子”迫近了关键性的一大步,让“黑匣子”渐渐变得透明:数控系统基础技术的研发取得了突破,总线技术取得突破,伺服控制技术取得突破……

“传统性的数控系统,不走产品优化的道路。i5数控系统侧重点是打造一个整体的效益,不就系统做系统,要真正加载到机床产品上,更多地让机床产品显现出价值来。”通用性,独特性?在这里不再是个问题。沈阳机床的数控系统研发,一开始就选择了与别人完全不同的道路,彰显了独特性。

细心的人会发现,组建后的飞阳研发中心机构中,渐渐出现了市场服务部,甚至网站建设服务这样的部门。“我们的数控系统就是针对客户差异化需求,沿着‘智能化’方向走的。客户的感受和体验是我们必须关注的重点,机构的设置当然要以市场为核心。”

他们以一种饥渴的心态对待与客户的每一次交流和每一个意见,而这种交流和意见总能给他们丰厚的回馈。“如果能时时监控机床加工状态就好了。”上海研发中心系统集成部门技术部长刘宏威说,他的设计灵感就是跟客户谈出来的。现在,人们能从搭载i5数控系统的ETC产品上发现刘宏威的这个功能设计:通过网络远程服务,机床加工状态尽在“监督”中。还有“图形诊断”功能,“如果操作出现错误,系统操作界面会直接提示,更令人惊讶的,只要一点击提示,系统会自动生成正确指令程序……”

把复杂留给自己,把简单便捷留给客户。i5数控系统的“智能化”追求不仅使自己站在了一个高点上,也使装备了自己“大脑”的机床本身发生着质的变化。

如果要总结沈阳机床成功自主研发数控系统的经验,有两点不得不提。一是不走老路,不畏艰难,从底层技术开始攻关,虽然付出很大,但是基础更牢,也会走得更远。这也是吸收了国产数控系统历次攻关失败的教训。二是发挥主机厂的优势,从终端客户的工艺需求着眼,量身定制。而专业生产数控系统的制造商往往以满足机床厂的需求为最终目的,产品强调通用性。由此,i5数控系统站在了更高的位置。
  
力挽狂澜 杀出血路
  
受宏观经济影响,从2012年开始,经历了“黄金十年”的中国机床行业陷入深度调整。市场需求持续低迷,行业新增订单和在手订单连续多月负增长,利润总额持续下降,机床行业哀鸿一片。

沈阳机床的表现出人意表。2月份,该公司在上海展上推出搭载i5数控系统的智能机床,当时就在一片沉寂的国内机床行业引起巨大反响。随后的几个月,沈阳机床新品类竟然在萧条的市场中创造出一波“井喷”行情。

原来,自2007年开始核心技术研发,沈阳机床集团连续五年累计投入研发资金11.5亿元,i5数控系统研发团队成功攻克了CNC运动控制技术、数字伺服驱动技术、实时数字总线技术等运动控制领域的核心底层技术,彻底突破和掌握了运动控制底层技术,并于2012年诞生了世界上首台具有网络智能功能的i5数控系统。i5是指Indus鄄try、Information、Internet、Integrate、Intelligent,即工业化、信息化、网络化、智能化、集成化的有效集成。该系统误差补偿技术领先、控制精度达到纳米级、产品精度在不用光栅尺测量的情况下达到3μm。

而在此基础上推出的智能机床作为基于互联网的智能终端,实现了智能补偿、智能诊断、智能控制、智能管理。智能补偿可以智能校正,误差可以智能补偿,根据目标对象进行补偿,能够实现高精度;智能诊断能够实现故障及时报警,防止停机;智能控制能够实现主动控制,完成高效、低耗和精准控制;智能管理能够实现“指尖上的工厂”,实时传递和交换机床加工信息。

在市场低迷之际,沈阳机床雪藏多年的“秘密武器”挽狂澜于既倒。

在广东东莞,一家沈阳机床U渠道把一台i5T3摆上展台刚刚10天,就被客户相中买走。这使U渠道对i5智能机床迅速打开广东市场充满了信心,他们决定再定购10台i5T3放在展厅里,其中3台已有客户意向。

在襄阳轴承i5智能机床组成的自动化生产线上,一名42岁的操作员工高兴地说:“智能机床就像智能手机一样是潮流,能在这个岗位工作大家都很羡慕。没那么累了,还干净,我干到60岁肯定没问题!”

5月初,沈阳机床优尼斯公司又在河南签下一笔i5T3产品订单,客户看中的就是智能终端所提供的基础管理数据。

i5智能机床高效率也是赢得客户认可的重要原因。浙江一家阀门生产企业,希望加工三孔管螺纹件的节拍时间保证在4分20秒以内,让他意外的是,i5智能机床试切时仅用1分50秒就完成了加工,并且在优化刀具、卡具后节拍时间将进一步缩短。

据悉,在短短几个月时间里,沈阳机床就实现了500多台智能机床的销售。“很难想象,如果没有i5,今天的沈阳机床会是什么样子。”沈阳机床集团党委副书记李文华感叹说。

搭载i5数控系统的智能机床广受追捧既在意料之外,也在情理之中。沈阳机床在研发上没有撒芝麻盐儿,而是吃透车床、铣床和立加等细分市场,有的放矢。过去,沈阳机床在这几个领域已经树立了良好的品牌形象,而未来,该公司将向服务型制造商转型。i5数控系统初战告捷,也可以看做是其转型升级的一个注脚。

记者手记

为什么是沈阳机床
  
“你走的是德国路线,还是日本路线?”当上海研究院副总黄云鹰被专家问到这个问题时,他回答:“沈阳机床自己的路线。”

至今仍有业内人士对沈阳机床自主研发数控系统取得成功感到难以置信。当然,现在也确实还没到宣布大功告成的时候,但记者还是很愿意相信朱志浩的话:“在某些细分行业,基于对客户工艺的了解和量身打造,我们的数控系统可以比肩国际先进水平。”

是的,国人还是要有一点技术自信,毕竟我们赶超了这么多年。而沈阳机床的成功也不是偶然的。沈阳机床的数控系统项目得到了辽宁省和沈阳市的大力支持,包括真金白银的投入。

钱只是一个方面,起决定作用的还是人。沈阳机床集团董事长关锡友敢于拍板研发数控系统并且放权给上海研究院的魄力不是每个机床企业的老总都能有的,而朱志浩辛苦组建的团队更是难能可贵。

这个团队现在已经发展到140多人,其中七成年纪在30岁以下。也许正是因为年轻人没有包袱,所以干出了一番石破天惊的业绩。

当然,也要感谢这个时代,互联网一日千里的发展为赶超提供了可能,i5系统高举高打,融合当代最新技术,基于PC平台研发,弥补了算法上的相对粗陋。

故事还没有结束,在朱志浩的线路图上,记者还清晰看到了云制造和机器人的字眼,也许一切才刚刚开始。
(来源:人民网)

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