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特種加工機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵：自主創(chuàng)新+需求導(dǎo)向
2021-10-25 來源：機(jī)床協(xié)會 作者：-
【編者按】對于特種加工機(jī)床行業(yè)來說，明顯提升數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)水平是實(shí)現(xiàn)機(jī)床產(chǎn)品提檔升級的關(guān)鍵之一，也是行業(yè)由大變強(qiáng)的要素之一。從高校研究到企業(yè)研制，蘇州邁科全機(jī)電有限公司董事長趙萬生教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，在特種加工機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)研發(fā)方面進(jìn)行了積極探索。日前，協(xié)會特種加工機(jī)床分會走訪了趙萬生董事長，就特種加工機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)在技術(shù)攻關(guān)、科技成果產(chǎn)業(yè)化實(shí)踐等方面情況進(jìn)行了交流。
成立于2011年的蘇州邁科全機(jī)電有限公司（以下簡稱邁科全）是一家專注于機(jī)電和自動化系統(tǒng)研發(fā)、集成及咨詢服務(wù)的技術(shù)型企業(yè)，在特種加工機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的自主研發(fā)方面已經(jīng)走過了10年探索之路。
每隔一段時(shí)間，作為邁科全公司創(chuàng)始人的趙萬生都會深入客戶就特種加工機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)或應(yīng)用的情況進(jìn)行調(diào)研、交流。而作為上海交通大學(xué)的教授，他的一個(gè)重要研究方向就是面向智能制造的特種加工數(shù)控系統(tǒng)。在近20年時(shí)間里他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)前后承擔(dān)了多項(xiàng)與特種加工機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)相關(guān)的863重點(diǎn)項(xiàng)目和國家重大專項(xiàng)課題，持續(xù)開展了與特種加工機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)相關(guān)的自主研發(fā)活動。“新架構(gòu)特種加工智能數(shù)控系統(tǒng)”、“人工智能與智能控制在特種加工中的應(yīng)用”、“機(jī)器與設(shè)備智能控制器”、“智能傳感與狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)”、“基于網(wǎng)絡(luò)分布的生產(chǎn)線及車間自動化系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用”等，都是他們團(tuán)隊(duì)的重要研究成果。其中一些科研成果已逐步通過邁科全實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
邁科全自創(chuàng)立起就聚焦于特種加工機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)。在科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的過程中，研發(fā)團(tuán)隊(duì)必須闖過人們常說的科技成果轉(zhuǎn)化過程中的“死亡之谷”，比如橫亙在創(chuàng)業(yè)路上的資金問題、開發(fā)成果的實(shí)際應(yīng)用問題。與今天的得心應(yīng)手不同，邁科全在多年的探索中也經(jīng)歷了曲折艱辛的過程，尤其是創(chuàng)業(yè)沒兩年就曾陷入研發(fā)尚未出結(jié)果而投資的錢“基本燒光”的窘境，最終團(tuán)隊(duì)想方設(shè)法堅(jiān)持，在合作伙伴的支持下咬牙挺了過來，其中的艱難不言而喻，并由此總結(jié)出實(shí)現(xiàn)特種加工數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵要素。
構(gòu)建技術(shù)體系，打通發(fā)展路徑
趙萬生和上海交通大學(xué)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)基于產(chǎn)學(xué)研用合作走進(jìn)特種加工機(jī)床企業(yè)，參與國家科技重大專項(xiàng)“固定工作臺式精密數(shù)控電火花成形加工機(jī)床”、“高檔數(shù)控機(jī)床數(shù)字化設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)與工具集研發(fā)及典型產(chǎn)品應(yīng)用”等課題攻關(guān)，承擔(dān)了特種加工機(jī)床高端數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)任務(wù)。2011年，正被如何產(chǎn)業(yè)化問題困擾的趙萬生，在蘇州發(fā)現(xiàn)了轉(zhuǎn)機(jī)，他帶著團(tuán)隊(duì)在當(dāng)?shù)卣叻龀窒鲁闪⑦~科全，走向產(chǎn)業(yè)化之路。
研發(fā)團(tuán)隊(duì)早期基于國外的硬件系統(tǒng)架構(gòu)開發(fā)多軸高端應(yīng)用功能，雖然研發(fā)速度快了，但也由此帶來了系統(tǒng)成本高、無法深入系統(tǒng)底層進(jìn)行更多自主開發(fā)的大問題。趙萬生及其團(tuán)隊(duì)意識到：如果要實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的國產(chǎn)化，就必須實(shí)現(xiàn)核心關(guān)鍵技術(shù)的自主可控。
耗時(shí)10年，邁科全通過多方面的努力，終于打通了技術(shù)研發(fā)及公司發(fā)展的路徑。一方面，為了不受制于國外專利技術(shù)，邁科全從硬件、軟件的底層研發(fā)到系統(tǒng)應(yīng)用來全面構(gòu)建數(shù)控系統(tǒng)，盡量采用先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行開發(fā)，比如采用ARM系列芯片和開源Linux操作系統(tǒng)，總線技術(shù)、底層硬件技術(shù)、軟件代碼等全部自己開發(fā)，構(gòu)建了更完整、先進(jìn)的自主可控技術(shù)體系，尤其是掌握了自主開發(fā)的相關(guān)底層技術(shù)，為應(yīng)對高端需求打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。另一方面，公司從單機(jī)開發(fā)發(fā)展到智能制造單元整體解決方案開發(fā)，將產(chǎn)品線擴(kuò)充為包括應(yīng)用于往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)床、單向走絲電火花線切割機(jī)床、電火花成形機(jī)床、電火花小孔加工機(jī)床以及智能產(chǎn)線在內(nèi)的多類數(shù)控系統(tǒng)及智能制造單元，使自身在與下游客戶的不斷合作中增強(qiáng)研發(fā)能力和技術(shù)實(shí)力，向系統(tǒng)集成解決方案提供商方向發(fā)展。此外，從實(shí)踐層面看，充分依靠政府部門、合作企業(yè)的支持以及在高校的原創(chuàng)技術(shù)積累，將“官產(chǎn)學(xué)研用”的各方積極性調(diào)動起來，才最終形成了通暢的技術(shù)及企業(yè)發(fā)展路徑。
順應(yīng)數(shù)字化、自動化、智能化發(fā)展方向，形成基于完全自主的技術(shù)體系，掌握從底層到應(yīng)用的關(guān)鍵自主技術(shù)，也使邁科全更有底氣。正如趙萬生所言：“產(chǎn)業(yè)界進(jìn)入新的發(fā)展階段，正面臨深層次轉(zhuǎn)型，很多企業(yè)在自動化、智能化方面給我們提出了更具體的要求。現(xiàn)在我們自己的技術(shù)路徑打通之后，一切就順理成章了。”
把握市場導(dǎo)向，回應(yīng)客戶關(guān)切
產(chǎn)業(yè)化過程中的另一個(gè)大問題，是企業(yè)開發(fā)成果如何被市場所接受。“很多成果在高校開展的研究中行得通，但應(yīng)用到實(shí)際中有很多細(xì)節(jié)問題要去解決。從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到實(shí)際應(yīng)用，這中間有相當(dāng)大的距離需要跨越。”趙萬生說，不同于高校的科研，企業(yè)研發(fā)必須深入市場，直接為用戶實(shí)際需求服務(wù)，解決其痛點(diǎn)和難點(diǎn)問題，“如果認(rèn)為自己的技術(shù)是萬能的，就會面臨巨大的挫折和失敗。”
近些年，國產(chǎn)特種加工機(jī)床自動化、智能化轉(zhuǎn)型需求明顯增加，企業(yè)對國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的要求也不斷提高。在以前校企合作經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，邁科全確立了“APPS”的產(chǎn)品開發(fā)方針，即：敏捷響應(yīng)（Agile）、性能出眾（Performance）、平臺支撐（Platform）、標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)（Standard），以此為客戶企業(yè)提供先進(jìn)的技術(shù)產(chǎn)品和周到的技術(shù)服務(wù)，將科技研究成果跟市場需求緊密對接。“要知道，你規(guī)劃的未必就是市場需求，我們很多產(chǎn)品是在市場牽引下做起來的。比如，公司的電火花成形機(jī)、電火花小孔加工機(jī)數(shù)控系統(tǒng)均是響應(yīng)市場需求而開發(fā)出來的。鎖定了市場提出的研發(fā)目標(biāo)，這樣的研發(fā)也就更具有針對性。”
在合作過程中，邁科全尊重合作企業(yè)和用戶的實(shí)際需求和使用習(xí)慣，充分考慮到機(jī)床企業(yè)的專有技術(shù)保護(hù)。比如簽訂保密協(xié)議，明確劃定知識產(chǎn)權(quán)邊界和保護(hù)范圍；通過可獨(dú)立的技術(shù)方案，開發(fā)一些接口，供用戶企業(yè)二次開發(fā)，等等。這些合作企業(yè)往往也都具備一定的技術(shù)研發(fā)實(shí)力。技術(shù)條件好的企業(yè)，邁科全只需通過底層技術(shù)直接對接用戶的工藝數(shù)據(jù)庫進(jìn)行開發(fā)，相應(yīng)的合作也很順手。而更多的時(shí)候，邁科全是幫助客戶實(shí)現(xiàn)功能想法，從需求出發(fā)，通過量身定制為客戶創(chuàng)造價(jià)值。
在科研成果產(chǎn)業(yè)化實(shí)踐中，一方面既要側(cè)重對需求的滿足，另一方面也要側(cè)重對技術(shù)發(fā)展趨勢的研判，跟隨國家需求、產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向開展具有前瞻性的研究。只要技術(shù)基礎(chǔ)牢固，與客戶形成穩(wěn)定的合作關(guān)系，在需求釋放時(shí)就能收獲回報(bào)。比如隨著云技術(shù)的加速普及，過去作為趨勢性的遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)就變成了企業(yè)的實(shí)際需求。
研究真的問題，服務(wù)國家所需
邁科全創(chuàng)業(yè)至今的10年間，國家也經(jīng)歷了飛速發(fā)展，自主創(chuàng)新的意識越來越強(qiáng)。“靠科技力量支撐大國、強(qiáng)國建設(shè)”，對此，他們在實(shí)踐中的感受更加強(qiáng)烈。國家提倡科研工作者“要研究真問題”、“要真解決問題”。趙萬生理解，所謂“真問題”，之于企業(yè)就是“老大難”的問題，之于國家層面就是“卡脖子”的問題。
就特種加床機(jī)床行業(yè)而言，精密化、數(shù)字化、自動化、智能化的發(fā)展趨勢將更明顯，機(jī)床升級轉(zhuǎn)型的需求也更迫切，許多技術(shù)瓶頸還有待突破。隨著大國博弈的升級，國家正從頂層設(shè)計(jì)推動工業(yè)軟件等核心關(guān)鍵技術(shù)的自主研發(fā)。作為“卡脖子”技術(shù)關(guān)鍵領(lǐng)域之一，工業(yè)軟件同時(shí)涉及基礎(chǔ)研究和應(yīng)用生態(tài)，是智能制造的基礎(chǔ)和支撐，對產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈安全可控至關(guān)重要。此前，在工信部等六部門聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于加快培育發(fā)展制造業(yè)優(yōu)質(zhì)企業(yè)的指導(dǎo)意見》中也提出：推動產(chǎn)業(yè)數(shù)字化，大力推動自主可控工業(yè)軟件推廣應(yīng)用，提高企業(yè)軟件化水平。這些，給了邁科全進(jìn)一步推進(jìn)科研成果產(chǎn)業(yè)化、通過深入研究促進(jìn)行業(yè)更大發(fā)展的方向和動力。
配備邁科全數(shù)控系統(tǒng)的航發(fā)渦輪盤榫槽切割專家——六軸聯(lián)動單向走絲線切割加工機(jī)床
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