一、概述
    
        機床工具行業是（shì）關係國民經濟和國防安（ān）全的戰略性基礎行（háng）業。機（jī）床是裝備製造業智（zhì）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業的智能製造。加快發展智能機床，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（shì）具有自（zì）感知、自決策（cè）、自診斷、自調節、自（zì）適應和即時網絡通訊功能的高技術機床，它是先（xiān）進製造技術、信息技術和智能技術（shù）的集（jí）成與深度融合的產物。智能機床是數（shù）控機床發展的高級形態。目前，技術先進國家在機床監控、測量、補償、診斷、加工優化等（děng）智能化技術的突破，為智能（néng）機床的（de）發展提供了技術基礎。隨著科（kē）技不斷創新，智能機床作為移動互聯網智能終端（duān），將成為智能生產係統的關鍵加工設備。
 
        我國處於數控機床的發展階段，在高速、高精、多軸聯動控製、多通道複合加工、網絡（luò）通訊等數控技術與國際先進水平比（bǐ）較存在一定差距。目前，我國數控機床的（de）智能化技（jì）術尚處於起步（bù）階段（duàn），我國現階段生產的（de）絕大部分數控機床還不具備智能化功（gōng）能。近年（nián）來，經過行業科研攻關，某些智能化技（jì）術開始試（shì）驗和應用，並取得積極成果。

    
        二（èr）、格局悄然演變
   
        1.國產高檔數控係統在智（zhì）能化功能的研發上取得可喜進展
 
        華中（zhōng）數控、廣州數控、大連光洋、沈陽高精和航天數控等5家數控（kòng）係統企業在（zài）04專項的支持下，自主研發高檔（dàng）數控係統關鍵技術。經過多年努力，5家企業均攻克了數控係統（tǒng）軟硬件平台、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，研製出全（quán）數字總線式高檔數控係統（tǒng）產品，實現從模（mó）擬（nǐ）接（jiē）口、脈衝接口到全數字總（zǒng）線控製（zhì）、高速高精的技術跨越。智（zhì）能化（huà）技術主要涉及：空間誤差補償、熱補償、振動補償、多（duō）軸控製、RTCP編程、多通道同步控製、虛軸插（chā）補、電子齒輪（lún）箱、平（píng）滑處理、鏡像功能、加加速度控製、刀（dāo）具智能管（guǎn）理、設備智能維護、遠（yuǎn）程監控與診斷、加工參數優化、智能生產管理技術等。我國數控係統企業聯合研製的自主知識產權的NCUC-Bus現（xiàn）場總線技術，已獲批了5項國家標準，並（bìng）獲得省部級發明一等（děng）獎。以（yǐ）華中數控（kòng）為例，公（gōng）司組織了400多人的研發團隊，經過6年多的艱苦奮戰，終於攻克了高速高精控製技術、多軸（zhóu）多通道技（jì）術、五軸聯動技術等一批關鍵技術，在平台化、網絡化、智能化等技術方麵形成（chéng）了（le）自身的特色和亮（liàng）點。
 
        沈陽機床集團（tuán）通過與上（shàng）海同（tóng）濟大學合作組建（jiàn）自己的研究院，從底（dǐ）層技術源代碼算法（fǎ）做起，曆時5年，投入（rù）近12億（yì）多元巨資，研製成功i5數控係統，建立了iSESOL雲平台（tái），形成了基於iSESOL雲平台的智能機床互聯網應用框架。i5數（shù）控係統實現了操作、編（biān）程、維護和管理的數字智能製造控製，管理智能化工具（jù）可以提供車間級的（de）生產管理信息，能夠實時收（shōu）集機床信（xìn）息，掌握設備狀態，進行設備效率分析、成本分析、工單計劃、生產趨勢分析等管理，具有通過手機終端訪問車間（jiān）管理功（gōng）能。沈陽機床集（jí）團通過（guò）充分利用的市場優勢（shì）和i5數控（kòng）係統的技術創新，支撐了商業模式（shì）的創新，帶動了（le）i5數控係統產業化。
 
        2.數控機床主機的（de）智能化進程加（jiā）快
 
        一批數控（kòng）機床主機製造企業通過科技攻關，在主機上集（jí）成（chéng）應用（yòng）智能化技術，提高了數控機（jī）床的使用性能。主要智（zhì）能化（huà）功能有：主軸監控和溫度（dù）補償、運動部件的位置補（bǔ）償和熱補償、加工件在機精度檢測（cè）和補償、刀具磨損和破損（sǔn）在機監控、防碰撞功（gōng）能；同時開發智能化（huà）應用軟件，應用於自動編程、仿真、加工參數優化、自適應控製等取得進展（zhǎn）。
 
        如沈機集團昆明機床股份公司開發的TGK46100高（gāo）精度坐標鏜床采用（yòng）溫度傳感器、溫度模（mó）塊等，通過數控係統實時（shí）監控主軸係統的發熱變形和熱補償，其五軸聯動機型具有反向間隙補償、螺（luó）距補償和體積補（bǔ）償功能。
 
        秦川機床工（gōng）具集團最新開發（fā）的數控（kòng）蝸杆砂輪磨齒（chǐ）機采（cǎi）用高精度同（tóng）步控製（zhì）技術和電子齒（chǐ）輪箱等，整機操作可實現自動裝卡、自動對刀、自動磨削（xuē）及修正砂輪自動控製，機（jī）床配置了（le）壓力、振動、位（wèi）置、溫（wēn）度傳感器實時監（jiān）控機床狀態，提供（gòng）的智能磨削軟件提高了機床磨削性（xìng）能，方便用戶使用。
 
        機床行業最新開發的高精度單向走絲線切割機床，配置了六（liù）軸數控係統及無電解智能電源、自動穿絲及恒張力機構、溫（wēn）度補償裝（zhuāng）置、電火花線切割加工工藝數據庫（kù）等。
機床行業最新開發的五軸數控工具磨床，配置專用數控（kòng）係統和工具磨削（xuē）專用軟件，具有複雜型麵加工（gōng）數學建模和自動編程、工（gōng）件和砂輪（lún）在線（xiàn）檢測、磨削尺寸補償（cháng）、砂輪修正補償、磨削工（gōng）藝及工藝（yì）參數優化等智能化功能，提升了整機（jī）智能化（huà）水平。
 
        3.具有一定智（zhì）能功能的國產高檔數控機床示範應用（yòng）效果明顯
 
        如由武漢華中數控股份有限公司、東莞勁勝（shèng）精密組件股份有限公司等企業共同建設的東莞勁勝移動終端智能（néng）製造示範車間，實現了全國產、自主化的智能製（zhì）造，被選（xuǎn）為全國智能製造試點示範交流會的（de）唯一（yī）示範現場。整個項目曆時一年建設，目前已建成擁有10條自動化（huà）鑽攻生產線的智能車（chē）間，智（zhì）能車間包括180台配置華中數控HNC-818AM係（xì）統的國產高速高精鑽攻中（zhōng）心、81台國產華（huá）數機器人、30台RGV、10台AGV小車、1套全自動配（pèi）料檢測係統。同時搭載全（quán）國產化的工業軟件係統，包括華中數控（kòng）新一代雲數控係統平台（tái）、CAPP、APS高級排程係統、MES生產管理係統、三（sān）維虛擬仿真係統等（děng）。該車間應用華中數（shù）控係統和國產機床（chuáng），具備智能管理、智能（néng）調試、智能補償（cháng）、智能加工、健康保障、網絡銷售平台、租賃服務、雲端工廠等功能。同時，武漢華中（zhōng）數控股份有限公司在武漢建立了“數控加工大數據中心（xīn）”，可（kě）通過無（wú）線（xiàn）網（wǎng）絡對用戶（hù）車間生產線相關數據實現（xiàn）遠程監控、加工優化、健（jiàn）康診斷（duàn）等智能（néng）化功能，提升了為用戶服務的水平。
 
        大連光洋科技工程有限公司與北京動力機械研究所（航天科工集團（tuán）3院31所）合（hé）作，致力於采用（yòng）04專項在（zài）數（shù）控係統、伺服驅動及電機等方麵以及（jí）立式五軸（zhóu）加工中心等方麵取得成果（guǒ）的應用推廣，結合航（háng）天複雜、核心零部（bù）件（jiàn）的工藝製造需求開展了深入合作（zuò）。2013年8月，在大連光洋科技工程有限公司向北京動力機械研究所交付了2台不同規格的高速高精度五軸（zhóu）立式加工中心。至（zhì）今，這兩（liǎng）台承載04專項多項成（chéng）果的五（wǔ）軸機床已經完成（chéng）了多個批（pī）次、多個（gè）品種的航發關（guān）鍵零（líng）部件的（de）加工，支持（chí）了北京動力機械研究所的軍工生產任務。在成功應用示範作（zuò）用下（xià），北京動力機械研究所推廣10多台大連光洋（yáng）科技工（gōng）程有限公司立式五軸（zhóu）加工中心。大連光洋科技工程有限公司先後與哈爾濱東安發動機、貴州（zhōu）黎陽航空發動機、湖南（nán）株洲南（nán）方動力等軍工企業簽訂合同，進一步擴大專（zhuān）項成果在航空航天中的應用示範（fàn）。
 
        4.國內首個智能製造裝（zhuāng）備項（xiàng）目通過驗收
 
        由雲南CY集團有限公司承擔的工信部首個“智能製造裝備項目”——《高檔數控車床製造數字化車間的研製與示範應用》於2016年8月通（tōng）過驗收。該項目建設期3年，總投資3.5億元，由生產線內加工和生產線外加工兩部分組成（chéng），生產線內加工主要承擔零件的精加工，生產線外加工主要承擔（dān）零件的部分半精（jīng）加工及上線前工藝驗證。項目（mù）由91台套設備組成，實現混流柔性製造（zào）、自動上下料、產品自動識別和跟蹤、在線（xiàn）自動檢測、產品流向智能控製、智能故障（zhàng）診（zhěn）斷、加工參數優化、生產過程實時監（jiān）控和管理信息化。該項目關鍵設備數（shù）控化率100%，生產效率由月產100台提高（gāo）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（jiāo）驗合格率由64%提高到96%，零件製造精（jīng）度和穩定性（xìng）顯（xiǎn）著提（tí）高，項目實施取（qǔ）得明顯經濟效益。該項目是（shì）近年來機床行業應用智能生產（chǎn）線製造機床的首例，具有示（shì）範（fàn）意義。
 
        5.“數控機床互聯通訊（xùn）協（xié）議標準與試驗驗證”項目啟動
 
        隨著“中國製造2025”發展戰略（luè）的推進，數控（kòng）係統、數控機床及相關數字化裝備（bèi）將得到大（dà）力（lì）發（fā）展（zhǎn）。數控機（jī）床的智能化升級，智能製造標準在整個戰略中起著至關重要的基（jī）礎性作（zuò）用（yòng），而這一切都依賴於數控機床裝備的互聯互通。實（shí）現（xiàn）數（shù）控機床的互聯（lián）互通，相關的協議標準是決定性要素。智能製造，標準先行，要實現機（jī）床的智能化，首先要（yào）解決好數控機（jī）床之（zhī）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（wèn）題。在中國機（jī）床（chuáng）工具工業協會的組織下，列入工信（xìn）部智能標準製訂計劃的“數控機床互聯通訊協（xié）議標準與試驗驗證”項目已經按計劃開展有效工作。 

       
  
        三、機床（chuáng）協會（huì）推進“智能製造”的主（zhǔ）要（yào）工作（zuò）
  
                                     

        1．編製“十三五規劃”指導性文件——《中國（guó）機（jī）床工具2020》，其中“智（zhì）能製造”被列（liè）為“十三五”數（shù）控機床技術發展的重要方向，並提出（chū）數控機床智能化發展任（rèn）務和重點研發內容（róng）。
 
        2.貫徹國（guó）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（jí）承擔國家智能製造新模式示範項目，積極參與國家智能製造標準製定工作（zuò）。機（jī）床協會及時派出專家，參與工信（xìn）部組織（zhī）的“智能製造”項目（mù）論證工（gōng）作，反映機床行業智（zhì）能製造的緊（jǐn）迫需求。目前機床（chuáng）行業有：沈（shěn）陽機床集（jí）團公司、濟南二機床集團公司（sī）、秦川機床工（gōng）具集團公司、大連機床（chuáng）集團公司、華中數控股份有限（xiàn）公司、大連光洋科（kē）技工程有限公司、四（sì）川普什寧江機床有限公司、寧波海天精工有限（xiàn）公司等20多（duō）家企業（yè）承擔國家智能製造新模（mó）式示範項目和國家智能製造標準（zhǔn）製訂項目（mù）。其中（zhōng）濟南二機床集團公司與德國博（bó）世（shì）集團聯合承擔中德智能製造示範項目——智能生產排產係統，借（jiè）鑒德（dé）國先進的工業自動化技（jì）術，對提升國內機床行業乃至離散型製造行業的智能製造水平具有示（shì）範帶動作用。
 
        3.積極推廣國產高檔數控機床應用（yòng）工作。通過與（yǔ）軍（jun1）工製造企業建立長效（xiào）合作（zuò）機製，舉辦國際（jì）機床展覽會（huì）展（zhǎn）示成果，運用軍工生產進口機（jī）床國產化審查，建立國產高檔（dàng）數控機床推廣目錄，加強機床廠與用戶交流等手段，推動高檔數控機（jī）床預研（yán）和製造，積極推（tuī）廣國產高檔數控機床應用，推動軍工領（lǐng）域製造裝備國產化，促（cù）進軍工裝備自主（zhǔ）、安全、可控，為（wéi）我國國防建設（shè）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“數控機床互聯通訊（xùn）協議（yì）標準（zhǔn）聯盟”，該聯（lián）盟由武漢華中數控股份有限公司、沈機（上海）智能係統研發設計（jì）有限公司、廣州數控（kòng）設備有限公司、沈陽（yáng）高精數控智能技術股份有限公司、大連（lián）科德數控股份有限公司、天津市泰森數（shù）控科技有限公（gōng）司、大連機（jī）床集團有限公司、四（sì）川普什寧江機床有限公司、北京（jīng）北一機床股份（fèn）有限公司（sī）、武（wǔ）漢（hàn）華工激光工程有限責任公司、華中科技大學、北京航空航天（tiān）大學（xué）、北京蘭光創新（xīn）科技有限公（gōng）司等企事業單（dān）位組成，首屆聯盟理事長由機床協會擔任，副理事長由（yóu）華中數（shù）控股份有限（xiàn）公司擔任，聯盟下設工作組，開始啟動“數控機床互聯通訊協議標準與試驗驗證”項目工作，取得可喜進展。
   

  
        四、機床行業“智能（néng）製造”發展與展望
    
       “智能製造”是國家戰略——“中國製造（zào）2025”確定的重點工程之一，“數控機床和智能機器人”是“中國製造2025”確定的發（fā）展戰略（luè）重點領域。“智能製造”是基於新一代信息通訊技術與現代製造技術融合的新型製造模式，是新一輪產業變革的核心（xīn）驅動力，是“中國製造2025”確定的搶占（zhàn）未來製高點的主（zhǔ）攻方向。在國家“863”、“04專項”、“智能製造”等科技專項支持下，機床行業要有計（jì）劃（huá）地開展“智能機（jī）床技術及智能製造係統研究”，推動（dòng）“智能製造”模式的應用。
 
       1.數控係統智能化技術研究
 
       —開（kāi）放式智能化數控係統的研製，具體包括支持溫度、振動、RFID等傳感器介入的物聯網平台，基於高級語言的智能化數控係統解釋器等。       
       —基於開（kāi）放式智能化數控係統智能加工技術的創新研究，包（bāo）括熱誤差補償、進（jìn）給率自適（shì）應、故障（zhàng）診斷等技術的研究。
       —開發有關應用軟件（jiàn）如優化編程及仿真技術，研製開放（fàng）式（shì）應用軟件平（píng）台，支持第三方管理軟件，如能效，能量管理的嵌入、優化（huà）加工程（chéng）序，提高機床加工效能。
       —智能傳感器和智能功能部件的研（yán）發。
 
      2.數控機床智能化及（jí）智能機床開發
 
      數控（kòng）機床適應（yīng）高效高精加工、生產（chǎn）係統信息集成和智能控製需求，開發在（zài）線智能檢（jiǎn）測技術（shù）、機床智（zhì）能診斷（duàn）和智能維護技術、基於（yú）智能製造技（jì）術的加工優化技術、根據加工數據調整自身的應用模式和工作模式的自適（shì）應技術等，以及基於工業互聯網（wǎng）和大數據的遠程通訊功能和（hé）服務（wù）能力，開發智能金屬切削機床和智（zhì）能化成形裝備。
 
      3.“智（zhì）能製造”模（mó）式的研（yán）究（jiū）和應用
   
      開展製（zhì）造網（wǎng）絡化（huà）、數字化車間與智能製造係統的智能製造（zào）模式研究和應用（yòng）。采用CAD-CAPP-CAM等數字化技術和網絡通訊（xùn）技術，實現產品（pǐn）和製造信息能夠貫穿製造、管理、質量全過程，實現產品全生命周期管理（PLM）；建（jiàn）立（lì）製造執行係統（MES），實現（xiàn）計劃、排產、生產、檢驗全過程閉環管理；建立數據采集係（xì）統（tǒng），能充分采集製造進度（dù）、質量檢驗、設備狀態的（de）生產現場信息；建立（lì）工業互聯網，不同裝備之間實現互聯互通和有效（xiào）集成；企業（yè）資源計劃管理係統（ERP）安全運行，其中供應鏈管理模塊能夠實現采購、外協、物流的管理與優化。利（lì）用雲（yún）計（jì）算、大數據等新一代信息技術，實現經營、管理和決策的智（zhì）能（néng）優化等（děng）。
   
     綜上所述，“智能製造”作為中國製造業發展戰略（luè）的重點方向，在國家產業政（zhèng）策支持、新（xīn）技術革命推動和市場需求牽引等綜合作用下，機床行業的“智能製造”將步入加速成長（zhǎng）期。“智能製造”的發展將對傳統製造（zào）體（tǐ）係帶來猛烈（liè）衝擊，推動產業格局發生深刻變（biàn）革，如推動製造業由批量化生產向個（gè）性化定製（zhì）生產趨勢發展；由集中（zhōng）生產（chǎn）向網絡化異地（dì）協同生（shēng）產趨勢發展；由傳統製造企業向跨業融合企業趨勢轉（zhuǎn）變。價值鏈（liàn）重點環（huán）節發生轉移，掌握核心技術的企業將發揮主導作用。在（zài）我國（guó）經濟新常態下，機床工具行業麵臨市場需求升級的（de）緊迫（pò）需求（qiú），經過新技術革命的洗禮（lǐ），機（jī）床行（háng）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“單機”向提供“係統解決方案”轉變，從“以質取勝”向“以智取勝”轉變，“軟硬兼施，以（yǐ）智取（qǔ）勝”將成為企業競爭的製勝之道（dào）。
 
     “數控機床—數控機（jī）床智能化—智能機床—智能製造車間—智能製（zhì）造工廠（chǎng）—智（zhì）能製造大（dà）係統”的技術發展（zhǎn）進（jìn）程，為機（jī）床行業展示了美好的發展前景。毋庸置疑，“智能機床”將成為智能製造體係中的核心裝備，加快（kuài）發展“智能機（jī）床”，是實施《中國製造2025》打造製造強國的首要任務。