一、概述
    
        機床工具行業是（shì）關係（xì）國民經濟和（hé）國防安全的戰略性（xìng）基礎行（háng）業。機床是裝備製造（zào）業智能製造的工作母機，沒有機床的智能化，就無法實現裝備製造（zào）業的智能製造。加快發展（zhǎn）智能機床，是實施《中國製造2025》打造製造強國的關鍵和基礎。
 
        智能機床是具有自感知、自決策、自診斷、自調（diào）節、自適應和即（jí）時網絡通訊功（gōng）能（néng）的高技術機床，它是先（xiān）進製造（zào）技術、信息技術和智能技術（shù）的集成與深度融合的產物。智能機床是數控機床發展的高級形態。目前，技術先進國（guó）家在機床監控、測量、補償、診斷、加工優化等智能化技術的突破，為智能機床（chuáng）的發展（zhǎn）提供了（le）技術基礎。隨（suí）著科技（jì）不斷創新，智能機床作為移動互聯網智能終端，將成為（wéi）智能生產係統的關鍵加工設備。
 
        我國處於數控機（jī）床的發展階段，在高（gāo）速、高精（jīng）、多軸聯動控製、多通道複合加工、網絡（luò）通訊等數控技術（shù）與國際（jì）先進水平比較存在（zài）一定差距。目前，我國數控機（jī）床的智能化（huà）技術尚處於起步階段（duàn），我國現階段生產的絕大部分數控機床還不具備智能化功能。近年來，經（jīng）過行業科研攻（gōng）關，某（mǒu）些智能化技術開始試驗（yàn）和應用，並取得積極成果。

    
        二、格局（jú）悄然（rán）演變
   
        1.國（guó）產（chǎn）高檔數控係統在智能化（huà）功能的研發上取得可喜進展
 
        華中數控、廣州數控、大連光洋、沈陽高精和航天數控等（děng）5家數控係統企業在04專項的支持下（xià），自（zì）主研發高檔數控（kòng）係統關（guān）鍵（jiàn）技術。經過多年努力，5家企業均攻（gōng）克了數控係統軟硬件（jiàn）平台、高速高精、多軸聯動、總線技術、納米插補等一批高（gāo）檔數控係統關鍵技術（shù），研製出全數字總線式高檔數控係統產品，實現（xiàn）從模擬（nǐ）接口、脈衝（chōng）接口到全數字（zì）總線控製、高速高精的技術跨越。智能化（huà）技術主要（yào）涉及：空間誤差補償、熱補償、振動補償（cháng）、多（duō）軸控製、RTCP編程、多通道同步控製、虛軸插補、電子齒輪箱（xiāng）、平滑處理、鏡像功能、加加速（sù）度控（kòng）製、刀具智能（néng）管理、設備智能維護、遠程監控與診斷、加工參數優化、智能生產管理技術等。我國（guó）數控係統企業聯（lián）合研製的自主知識產權的NCUC-Bus現場總線技術，已獲批了5項國家標（biāo）準，並獲得（dé）省部級發明一等獎。以華中數控為例，公（gōng）司組織了400多人的研發團隊，經過6年多的艱苦奮（fèn）戰，終於攻克了高速高（gāo）精控（kòng）製技術、多軸多（duō）通道技術（shù）、五軸聯動技術等一批關鍵（jiàn）技術，在平台化、網絡化（huà）、智能化等技術方麵形成了自身的特（tè）色和亮點。
 
        沈陽機床集團通過與（yǔ）上海同濟大學合作組建自己的研究院，從底層（céng）技術源代碼算法做起，曆（lì）時5年，投入近12億（yì）多元巨資，研製成功i5數控係統，建立了iSESOL雲平台，形成了基於iSESOL雲平台的智能機床互聯網（wǎng）應用框架。i5數控係統（tǒng）實現了操（cāo）作、編程、維護和管理的數字智能製造控製，管理智能化工具可以提供車間（jiān）級（jí）的（de）生產管理信息，能夠實時收集機床（chuáng）信息，掌握設（shè）備狀態，進行設備效率分（fèn）析、成本分（fèn）析、工單計劃（huá）、生產趨勢（shì）分析等管理，具有通過手機終端訪問車間管理功（gōng）能。沈陽機床集團通過充分利用（yòng）的市場優勢和（hé）i5數控（kòng）係統（tǒng）的技術創新，支撐了商業模式的創新，帶動了i5數控係統產業化。
 
        2.數控機床主（zhǔ）機（jī）的（de）智能化進程加快
 
        一批數控機床主機製（zhì）造企業（yè）通過（guò）科技攻關，在主機上集（jí）成應用智能化技術，提高了數（shù）控機床（chuáng）的使用性能。主要智能化功能有：主軸監控和溫度（dù）補償、運動部件的位置補償和（hé）熱補償、加工件在機精度檢測和補償、刀具磨損和破損在機監控、防碰撞功（gōng）能；同時開發智能（néng）化應用軟件，應（yīng）用（yòng）於自動編程、仿真、加工參（cān）數（shù）優化、自適應控製等取得（dé）進展（zhǎn）。
 
        如沈機（jī）集團昆明（míng）機床股份公司開發的TGK46100高精度坐標鏜床采用溫度傳感（gǎn）器、溫度模塊等（děng），通過數控係統實時監控主軸係統的發熱變形和（hé）熱補償，其五軸聯動機型具有反向間隙補償、螺距補償和（hé）體積補償功能。
 
        秦川機床工（gōng）具集團最新開發的數控蝸杆砂輪磨齒機采用高精度同步控製技術和電子（zǐ）齒輪（lún）箱等，整機操作可實現自動裝卡、自動對刀、自動磨削及（jí）修正砂輪自動控製，機床（chuáng）配置了壓力、振動、位置、溫度傳（chuán）感器實時監控機床狀態，提供的智（zhì）能磨削軟件提高了機床磨削性能，方便用戶使用。
 
        機床行業最新開發的高精度單向（xiàng）走絲線（xiàn）切割機床，配置了六軸（zhóu）數控係統及無電解智能電源（yuán）、自動穿絲及恒張力機構、溫度補償裝置（zhì）、電火花線切割加工工藝（yì）數據庫等。
機床行（háng）業最新開發的五軸數控工具（jù）磨床，配置專用數控係統和工具磨削專用軟件，具有複雜型麵（miàn）加工數學建模和自動編程、工件和砂輪在線（xiàn）檢測、磨（mó）削尺寸補償、砂輪修正補償、磨削（xuē）工藝（yì）及工藝參數優化等智能化功能，提升了整機智能化水平。
 
        3.具有一定（dìng）智能功能的國（guó）產高檔數控機床示範應用效果（guǒ）明顯
 
        如由武漢（hàn）華中數控（kòng）股份有（yǒu）限公司、東（dōng）莞勁勝精密組件股份有（yǒu）限公司等企業共（gòng）同建設的東莞勁勝移（yí）動終端智能製造示範車間，實現了全國產、自主化的智能製造，被選為全國智能製造試點示範交流會的（de）唯一示範現場。整個項（xiàng）目曆時一年（nián）建設，目前已建成擁有10條自動化鑽攻生產線的智能車間，智能車間包括180台配置華中數控HNC-818AM係統的國產高速（sù）高精鑽攻（gōng）中心、81台國產華數機器人、30台RGV、10台AGV小車、1套全自動配料檢測（cè）係統。同（tóng）時搭載全國產化（huà）的工業（yè）軟件係統（tǒng），包括華中數控新（xīn）一代（dài）雲數控係（xì）統平台、CAPP、APS高（gāo）級排程係統、MES生產管理係統、三維虛擬仿真（zhēn）係統等（děng）。該車間應用華中數控（kòng）係統和國產機床，具備智能管（guǎn）理、智能調試、智能補償、智（zhì）能加工、健康保障、網絡銷售平台、租賃服務、雲端（duān）工廠等功能。同時，武漢華中數控股份有限公司（sī）在武漢（hàn）建（jiàn）立了“數控（kòng）加工大數據中心”，可通（tōng）過無線網絡對（duì）用戶車間生（shēng）產線相關數據實現遠程監控、加工優化、健康診斷等智能化功能，提升了（le）為用戶服務的水平。
 
        大連光洋科技工程有限（xiàn）公司與北京（jīng）動力機械研究所（航天科工集（jí）團3院31所）合作，致力於采用04專項在數控係統、伺服（fú）驅動及電機等方麵以及立式五軸加工中心等方麵取得成果的應（yīng）用推廣，結合航天複雜、核心零部件的工藝製造需求開展了深入（rù）合作。2013年8月，在大（dà）連光洋科技工程有限公司向北京動力機械研究所交（jiāo）付了2台不同規格的高速高精度五軸立式加工中（zhōng）心。至今，這兩台承載04專項多項成果的五軸機床已經完成了多個批次（cì）、多個品種的（de）航發（fā）關鍵（jiàn）零部件的加工，支持了北京動力機械研究所的軍工生產任務。在成功（gōng）應用示範作（zuò）用下，北京動（dòng）力機械研究所推廣10多台大連光（guāng）洋科技工程有限公司立式（shì）五軸加工中心。大連（lián）光洋（yáng）科技工程有限公（gōng）司先後與哈爾（ěr）濱（bīn）東安發動機、貴州黎陽航空發動機、湖南株洲南方動力等軍工企（qǐ）業簽訂合同（tóng），進一步擴大專項成果在航空航天中的應用示範。
 
        4.國內首個（gè）智能（néng）製造裝備項目通過驗收
 
        由雲南CY集團有限公司承擔（dān）的工信（xìn）部首個“智能製造裝備項目（mù）”——《高檔數控車床製造數字化車（chē）間的研製與示範應用》於2016年8月通過驗收。該項目建設期3年，總（zǒng）投資（zī）3.5億元，由生產線內加工和生產線（xiàn）外加工兩部分組成，生產線內加工主要承（chéng）擔零件的精加工，生產線外（wài）加工主要承擔零件的部分半精加工及上線（xiàn）前工藝驗證。項目由91台套設備組成，實現混流柔性製造、自動上下料、產品自動（dòng）識（shí）別（bié）和跟蹤、在線自動檢測（cè）、產品流（liú）向（xiàng）智能控製、智能故障診斷、加（jiā）工參數優化、生產過程實時監控和管理信息化。該項目關鍵設（shè）備數控化率（lǜ）100%，生產效率由月產100台提高到300台，生產線人員減少57.5%，能耗降低38.4%，零件關鍵工序交驗合格率由64%提（tí）高到（dào）96%，零件製（zhì）造精度和穩（wěn）定性顯著提高，項目實施取（qǔ）得明顯經濟效益。該（gāi）項（xiàng）目是（shì）近年（nián）來機床行業應用智能生產線製造機床的首例，具有示範意義。
 
        5.“數控機床互聯通（tōng）訊（xùn）協議標準與試驗驗證”項（xiàng）目啟動
 
        隨著（zhe）“中國製造2025”發展戰略的推進，數控係統（tǒng）、數（shù）控機床及相關數（shù）字化裝備將得到（dào）大力發展。數控機（jī）床的智（zhì）能化升級，智能製造標準在整個戰略中起著至關重要的基礎性（xìng）作用，而這一切都依賴於數控機床裝備的互聯互通。實現數控機床的（de）互聯互通，相關的協議標準是決定（dìng）性要素。智能製造，標準先行，要實現機床的智能化，首先要解決好數控機床之間的互聯互通及保障信息安全前提下的信息協同共享的標準問題。在中國機床工具工業協（xié）會的組織下，列入工信部智能標準製訂計（jì）劃的“數控機床互聯通訊協議標準與（yǔ）試驗驗證”項（xiàng）目已經按計劃開展有效工作。 

       
  
        三（sān）、機床協會（huì）推進“智能製造”的主（zhǔ）要工作
  
                                     

        1．編製“十三五規劃”指導性文件——《中國機床工具2020》，其中（zhōng）“智能製造”被列為“十三五”數控機床技術（shù）發展的（de）重要方向，並提出數控機床智（zhì）能化發展任務和重點研發內容。
 
        2.貫（guàn）徹國家《智能製造發展規劃2016-2020》。機床協會組織行業重點企業積極承擔國家智能製造新模式示範（fàn）項目，積極參與國家智能製造標（biāo）準製定工（gōng）作。機床（chuáng）協會及時派出專（zhuān）家，參與工信部組織的“智能製造”項目論（lùn）證工作，反（fǎn）映機床行業智能製（zhì）造的緊迫需求。目前機床行（háng）業有：沈（shěn）陽機床集團公司、濟（jì）南二機（jī）床集團公司、秦川機床工具集團（tuán）公司、大連機床集團公司、華中數控股份（fèn）有限公司、大（dà）連光洋科技工程（chéng）有限公（gōng）司、四川普什寧江機床有限公司、寧波（bō）海天精工有限公司等20多家企業承擔國家智（zhì）能製造新模式示範項目和國家智能製造（zào）標準製訂項目。其中濟南二機床集團（tuán）公司與德（dé）國博世集團聯合承擔中德智（zhì）能製造示範項（xiàng）目——智能生產排（pái）產係統，借鑒德國先進的工業自（zì）動化技術，對提升國內（nèi）機床行業乃至離散型製造行（háng）業的智能製造水平具有示範帶動作用。
 
        3.積極推廣國（guó）產高檔數控機床應用（yòng）工作。通過與軍工製造（zào）企業（yè）建立長效合作機製，舉辦國際機（jī）床展覽會展示成果，運用軍工生產進口機床國（guó）產化審查，建立國產高檔數控機床推廣目錄，加強機床廠與用戶交流等手段，推（tuī）動高檔數控（kòng）機床預研和製造（zào），積極推（tuī）廣國（guó）產（chǎn）高檔數控（kòng）機床應用，推動軍工領域製造裝備（bèi）國產化，促進軍工裝備自主、安全、可控，為我國國防建設現代化作出貢獻。
 
        4.由中國機床工具工業協會牽頭組織成立“數控機床互聯通（tōng）訊協議標準聯盟”，該聯盟由武漢華中數控（kòng）股份有限（xiàn）公（gōng）司、沈機（上海）智能係統研發設計有限公司、廣（guǎng）州數控（kòng）設備有限公司（sī）、沈陽高精數（shù）控（kòng）智能技術（shù）股份有限公司、大連科（kē）德數控（kòng）股份有（yǒu）限公司、天津（jīn）市泰森數控科技有限公司、大連（lián）機床集團有限公司、四川普什寧江機床有限公（gōng）司（sī）、北京（jīng）北一機床股份有限公司、武漢華工激光工程有限責（zé）任（rèn）公司、華中（zhōng）科（kē）技大學、北京航空航天大學、北京蘭光創新科技有限公司等企事業單位（wèi）組成，首（shǒu）屆（jiè）聯盟理事（shì）長由機床協會擔任，副理事長由華中數控股（gǔ）份有限公司擔任，聯盟下設工作（zuò）組，開始啟動“數控機床（chuáng）互聯通（tōng）訊協議標準與試驗驗證”項目工作，取得（dé）可喜進（jìn）展。
   

  
        四、機床行業“智能製（zhì）造”發展與展望
    
       “智能（néng）製造（zào）”是國（guó）家（jiā）戰（zhàn）略——“中國製造2025”確定的重點工程之一，“數控機床和智能機器（qì）人”是“中國製造2025”確定的發展戰略重點領域（yù）。“智能製造”是基於新一代信息通訊技術與現代（dài）製造技術融合的新型製造模式（shì），是新一輪（lún）產（chǎn）業變革的核心驅動力（lì），是“中國製造2025”確（què）定（dìng）的搶占未來（lái）製（zhì）高點的主攻方向。在國家“863”、“04專項”、“智能製造”等科（kē）技專項支持下，機床行業要有計劃地開展“智能機床技術及智能製造係（xì）統研究（jiū）”，推動“智能製造”模式的應用。
 
       1.數控係統智能（néng）化技術研究
 
       —開放式（shì）智能化數（shù）控係統的研（yán）製，具體包括（kuò）支持溫（wēn）度、振動、RFID等傳感（gǎn）器介入的物聯網平台（tái），基於高級語言的（de）智能化數控係統解釋（shì）器等。       
       —基於開放式智能化數控係統智能加工技術（shù）的創新研究，包括熱（rè）誤差補償、進給率自適（shì）應、故障診（zhěn）斷等技術（shù）的研究。
       —開發有關應用軟件如優化編程及仿真技術，研製開放式應用（yòng）軟件平（píng）台，支持第三方管理軟件，如能效，能（néng）量管理（lǐ）的嵌入、優化加工程序，提高機床加工效能。
       —智能傳感器和智能（néng）功能部件（jiàn）的研發。
 
      2.數控機床智能化及智能機床開發（fā）
 
      數控機床適應高效高（gāo）精加工、生產係統（tǒng）信息集成和智能控（kòng）製需求（qiú），開發在線智能檢測技術、機床智能診斷和智能（néng）維護技術、基於智能製造技（jì）術的（de）加工（gōng）優化技術、根據加工數據調整自身的應用（yòng）模式和工作模式的自適應技術等，以及基於工業互聯網和大數據的遠程通訊（xùn）功能（néng）和服務能力，開發智能金屬切（qiē）削機床和智能（néng）化成形裝備（bèi）。
 
      3.“智能製造”模式的研究和應用
   
      開展製造網絡化、數字化（huà）車間與（yǔ）智能製造係（xì）統的智能製造模式研究和應用（yòng）。采用CAD-CAPP-CAM等數字化技術和網絡通（tōng）訊技術，實現產品和製造信息能夠（gòu）貫穿製造、管（guǎn）理、質量全過程，實現產品全生命周期管理（PLM）；建立製造執（zhí）行係統（MES），實現計劃、排產、生產（chǎn）、檢驗全過程閉環管理；建立數據采集係統，能充分采集製造進度、質量檢驗、設備狀態的生產現場信息；建立工業（yè）互聯網，不同裝備（bèi）之（zhī）間實現互聯互通（tōng）和有效集成；企業（yè）資源計劃管理係統（ERP）安全運行，其中供應鏈管（guǎn）理模塊能夠實現采購（gòu）、外協、物流的管理（lǐ）與（yǔ）優化。利用雲計算、大數據等新（xīn）一代信（xìn）息技術，實現經（jīng）營、管理（lǐ）和決策的智能優（yōu）化等。
   
     綜上所述，“智能製（zhì）造”作為（wéi）中國製造（zào）業發展戰（zhàn）略的重點方向，在國家產業政策支持、新技術革命推動和市場需求牽引等綜合作用下，機床行業的“智能製（zhì）造”將步入加速成長期。“智（zhì）能製造”的發展將對傳統製造體係帶來猛烈衝擊，推動產業格局發生深刻變革，如推（tuī）動製（zhì）造業由批量化生產向個性化（huà）定製生（shēng）產（chǎn）趨勢發展；由（yóu）集中生（shēng）產向網絡化異（yì）地協同生產趨勢發展；由傳統製造企業向跨業融合企業（yè）趨勢轉變。價值（zhí）鏈重點環節發生轉（zhuǎn）移，掌握核心技術的企（qǐ）業（yè）將發揮主導作用。在我國經濟新常態下，機床工具行業麵臨市場需求升級的緊迫（pò）需求，經過新技術（shù）革命的洗禮（lǐ），機床行業企業的經營模式將逐步轉變，從單純提供“硬件”向同時提供“硬件和軟件”轉變，從提供（gòng）“單機”向提供（gòng）“係統解決方（fāng）案”轉變，從（cóng）“以（yǐ）質取勝”向（xiàng）“以智（zhì）取（qǔ）勝”轉（zhuǎn）變，“軟硬兼施，以智取勝”將（jiāng）成為企業競爭的製勝之道。
 
     “數控機床—數控機床智能化—智能機床—智（zhì）能製造車間（jiān）—智能製造工廠—智能製造大係（xì）統”的技術發展進（jìn）程，為機（jī）床行業展示了美好的（de）發展前景。毋庸置疑，“智能機（jī）床”將成為智能製造體係中的核心裝備，加快（kuài）發展“智能機床”，是實（shí）施《中國（guó）製造2025》打造製（zhì）造強國的首要任務。