華中數控:以中國智腦裝備中國智造

華中數控:以中國智腦裝備中國智造

武漢華中數控股份有限公司董事長,華中科技大學國家數控系統工程技術研究中心主任 陳吉紅先生

數控系統是數控機床的“大腦”,是先進製造業的“芯片”。與芯片技術一樣,數控技術“要不來、買不來、討不來”,必須立足創新,掌握核心技術。

憑藉產、學、研優勢,武漢華中數控股份有限公司(以下簡稱華中數控)與華中科技大學國家數控系統工程技術研究中心(以下簡稱華科國家數控工程中心)在我國數控系統後發追趕、面臨更嚴苛要求的應戰壓力下,在華中數控董事長、華科國家數控工程中心主任陳吉紅教授的帶領下,攜手努力,矢志不移研發創新,歷經幾代技術攻關,成功研製出系列化華中8型高檔數控系統,形成了高檔數控系統的工程化開發和產業化能力,成為我國數控系統產業的標杆!

近年來,產、學、研、用的深度融合,更為華中8型高檔數控系統在航空航天、汽車乃至國防軍工等重點行業領域的廣泛應用帶來了用武之地,從而使華中數控與華科國家數控工程中心步入了發展的快車道!對此,作為“數控人”的陳吉紅教授感觸頗深。最近,本刊記者採訪了陳吉紅教授,傾聽了他的肺腑之言。


記者:陳總您好!感謝您接受採訪。您如何評價國產高檔數控系統的重要性?國產數控系統產業的發展歷程是怎樣的?


陳吉紅教授:首先,國產高檔數控系統對國家的國防安全和經濟安全都具有重大的戰略意義,起到了為國家“堵槍眼”的作用。


國產數控系統產業的發展,經歷了“六五”時期技術引進,“七五”時期技術消化吸收,“八五”時期技術自主開發,“九五”到“十二五”時期中、低檔數控技術產業化和高檔數控系統奮起直追的艱難發展歷程,但始終難以打破發達國家數控系統企業已經形成的“市場生態圈”。


受自身規模、技術水平、人才隊伍和財力投入等多方面的侷限,2009年以前,國產數控系統主要定位於中、低端市場。高檔型、標準型數控系統,無論是技術成熟度還是產業化水平,都與國外存在較大的差距。


自2009年起,國家對數控系統產業的發展給予了高度關注,鼓勵國內的數控系統骨幹企業立足研發創新、開展技術攻關。經過近10年的努力,在國內建立起了2個高檔數控系統共性技術創新平臺,研製出了高檔型和標準型數控系統、伺服驅動和伺服電機,實現了從模擬接口、脈衝接口到全數字總線控制、高速高精的技術跨越。


尤為重要的是,國產高檔數控系統在航空航天、汽車製造以及國防軍工等高端重點領域得到了大批量的示範應用,極大地推動了國產高檔數控系統的產業化進程。


據2018年中諮公司統計,國產標準型數控系統的市場佔有率已從2009年的30%提高到目前的60%左右,國產高檔型數控系統的市場佔有率已從2009年的1%提高到2017年的15%左右。


記者:近年來,你們在新技術、新產品開發方面取得了哪些成果?


陳吉紅教授:作為唇齒相依的共同體,華科國家數控工程中心與華中數控開展了緊密的產、學、研合作:華科國家數控工程中心將工作重點放在基礎理論和共性技術的“探索一代”、“預研一代”和“應用一代”的研究及人才培養方面,不斷地為華中數控輸入原創技術和新生力量;華中數控則重點承擔產品的“開發一代”、“生產一代”和“銷售一代”任務,在華科國家數控工程中心科研成果基礎上形成自己的特色產品。


近10年來,華科國家數控工程中心攻克了一批關鍵共性技術難題,為華中數控研製出自主可控的華中8型系列化中、高檔數控系統提供了原創技術支撐:


★ 2008年,與現場總線技術結合,研製出華中8型高檔數控系統,實現了由“模擬脈衝式”向“數字總線式”的技術跨越;


★ 2012年,與應用雲計算技術結合,研製出雲計算結構的高檔數控系統並達到國際領先水平;


★ 2013年,與物聯網、大數據技術結合,建立了數控系統和數控機床大數據中心,實現了數控雲服務iNC-Cloud;


★ 2016年,與網絡新通信技術結合,發起成立了“數控機床互聯通信協議標準聯盟”,制定了數控機床互聯通信國家標準NCLink,打通了國內7家數控系統的通信協議,連接了近2000臺機床;


★ 2018年,與新一代人工智能技術和AI芯片技術融合,研製出華中9型智能數控系統和智能機床。


將AI芯片嵌入到數控系統中,這在國內外數控系統產業尚屬首次。2019年11月,華中數控的“新一代智能化數控系統”入選中國智能製造十大科技進展。


總之,基於華科國家數控工程中心的關鍵共性技術及系列化數控裝置原型樣機,華中數控現已形成了系列化的數控裝置新產品,包括高檔型HNC-848D、標準型HNC-818D和精簡型HNC-808D系列,滿足了用戶從低端到高端的廣泛需求。


華中數控:以中國智腦裝備中國智造

華中8型系列化高性能數控系統


記者:你們在市場拓展方面取得了哪些進展?


陳吉紅教授:首先,我們與國內眾多的機床企業開展了首臺首套配套合作,為80多臺國產高速、精密五軸聯動高檔數控機床配備了華中8型高檔數控系統,涉及的機床種類包括:高速精密車削中心、高速立式加工中心、精密立式加工中心、車銑複合加工中心、高速臥式加工中心、精密臥式加工中心、九軸六聯動砂帶磨和數控工具磨床等。


其次,華中8型高檔數控系統在航空航天、汽車、發電裝備和船舶製造等重點行業領域得到了大批量的示範應用,尤其在國防軍工領域的數控系統改造項目中得到了大量應用。比如,吉通機械股份有限公司建立了配置華中8型數控系統的500臺數控機床組成的示範車間;東風楚凱汽車零部件有限公司採用華中數控的8型數控系統和機器人,建立了汽車輪轂法蘭智能生產線,取得了良好的應用效果。


特別是自2015年以來,華中數控圍繞3C(計算機、通信和消費電子)製造行業的巨大需求,研製並批量銷售了具有高速、高精等關鍵技術的高速鑽攻中心數控系統,其加工效率優於國外同類產品,並建立了3C加工智能工廠。目前,“華中8型”高速鑽攻中心數控系統已銷售兩萬多臺套。


截止目前,華中8型高檔數控系統配套各類高檔數控機床1700多臺套,標準型數控系統已累計銷售 5 萬多臺。


華中數控:以中國智腦裝備中國智造

東風楚凱汽車零部件有限公司的汽車輪轂法蘭智能生產線採用了華中數控的8型數控系統和機器人


華中數控:以中國智腦裝備中國智造

吉通機械股份有限公司的生產線由500臺配置華中8型數控系統的機床組成


華中數控:以中國智腦裝備中國智造

華中數控:以中國智腦裝備中國智造

蘇州勝利精密製造科技股份有限公司的3C製造生產線配置了華中數控的8型數控系統和機器人

在此基礎上,我們還探索出了一條推廣國產數控系統的新模式:通過設立華中數控子公司以及華科國家數控工程中心分中心,我們鼓勵並支持機床企業在華中數控提供的開發平臺上,研發數控系統,搭載到自產機床上配套銷售,這樣,既有利於機床企業將自身特有的工藝技術融入數控系統中,提升產品競爭力,降低成本,又有助於國產數控系統的市場化推廣應用。目前,我們已與寶雞機床集團等企業合作開展了數控系統訂製化項目。


華中數控:以中國智腦裝備中國智造

華科國家數控工程中心為寶雞機床集團訂製開發的880M系統


記者:目前你們具備了哪些基礎優勢?擁有哪些後備力量?


陳吉紅教授:首先,我們具備了產業化基礎優勢,包括完善了中高檔數控系統裝置、交流伺服驅動器和伺服電機的基地建設,建立了高性能數控系統封裝、貼片、ICT檢測、三防塗敷以及數控系統裝置總裝、伺服驅動總裝、主軸驅動總裝和伺服電機等10多條生產線。我們建立的新型數控系統產業化基地,形成了年產數控裝置5萬臺、伺服驅動裝置15萬臺和伺服電機30萬臺的生產能力。


其次,我們具備了產品系列化、成套化的優勢。華中8型系列化高檔數控系統產品包括三大系列、19個規格的系列化數控裝置,五大系列、51個規格的系列化進給伺服和主軸伺服驅動產品,四大類、18大系列和6800多個規格的系列化伺服電機、主軸電機、力矩電機、直線電機和電主軸電機產品,實現了國產高性能數控系統的系列化和成套性。


第三,我們建立了一支一千多人的數控系統技術研發、服務隊伍,華中數控入選了“高檔數控系統”國家重點領域創新團隊。在全國六大片區設有19個辦事處、2個分中心和3個子公司,技術服務團隊達500人以上。


記者:目前國產數控系統達到什麼水平?


陳吉紅教授:為了科學評測國產數控系統的實際水平,北京航空航天大學、國家機床質量監督檢驗中心和中科院瀋陽計算所高檔數控國家工程研究中心作為第三方,對國內新研製的高檔型和標準型數控系統產品的功能、性能、可靠性進行對比測試。第三方評測單位為高檔型數控系統設立了1989個對標評測項,為標準型數控系統設立了633個對標評測項。經過專家組評測,華中8型數控系統和廣州數控系統均通過了全部633項標準型對標評測項,通過率100%;華中8型數控系統通過了1952項高檔型對標評測項,通過率達98%。


2011年以來,北京航空航天大學專門建立了數控系統可靠性測試實驗室,選取了國內、國外數控系統30多臺套作為對比樣本,從2012年5月開始,對每套數控系統累積測試時間超過1萬小時。根據試驗記錄統計數據得出的測試結論為:國產數控系統整體可靠性水平良好,與同時參與測試的國外典型同類產品的可靠性指標—--平均無故障時間(MTBF)結果相當。


2016年4月,中國機械工業聯合會組織了行業內知名專家,對華中數控的高性能數控系統關鍵技術成果進行了鑑定。鑑定委員會認為:華中數控在我國數控系統後發追趕,面臨更嚴苛要求的應戰壓力下,奮力拼博,歷經幾代技術攻關,開發出了華中8型為代表的自主可控的數控系統,全面達到國際先進水平。構建了系統平臺化、網絡化、有創新的智能數控系統,為中國智能製造提供了智能平臺。


記者:你們下一步的發展規劃是什麼?


陳吉紅教授:未來,我們仍將長期致力於智能裝備製造的關鍵部件——控制器、伺服驅動、伺服電機和機械本體的研發與生產。


“十四五”期間,我們提出了“一核三體”的戰略發展目標:以數控系統技術為核心,以機床數控系統和工業機器人、電動汽車為三個業務主體,不斷提升產品的技術水平,努力為更多的行業客戶提供服務。


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