特种加工机床数控系统产业化关键：自主创新+需求导向

基于工业装备数字化、自动化、智能化的趋势，国际生产工程科学院（CIRP）将数控技术确定为21世纪的中心研究方向之一。数控技术是集机械制造技术、计算机技术、现代控制技术、传感检测技术、网络通信技术和光机电技术等于一体的现代制造业基础技术，对我国制造业实现柔性自动化、集成化和智能化发挥着举足轻重的作用。

数控系统是数控技术的关键组成部分之一，它由机械运动控制、轨迹伺服和位置测量等部分组成，针对不同的制造工艺，还要包括相应的工艺过程控制部分，是数控电加工机床的核心，也是整个机床的大脑，其良好的灵活性、通用性、便利性、可靠性及联网功能决定了数控电加工机床的水平和档次。对于电加工机床行业来说，明显提升数控系统的技术水平是实现机床产品提档升级、行业由大变强的关键因素之一，也是行业企业经营者和科研人员需要担当的责任。

从高校研究到企业研制，赵万生教授带领苏州迈科全机电有限公司在电加工机床数控系统研发方面开展了积极探索。日前，中国机床工具工业协会特种加工机床分会、中国机械工程学会特种加工分会和《电加工与模具》编辑部在走访中与公司董事长赵万生就特种加工数控系统技术攻关、科技成果产业化实践等内容进行了交流。

特种加工机床数控系统产业化关键：自主创新+需求导向

——赵万生谈苏州迈科全的特种加工机床数控系统产业化实践

成立于2011年的苏州迈科全机电有限公司（以下简称迈科全）是一家专注于机电和自动化系统研发、集成及咨询服务的研发型企业，在电加工机床数控系统的自主研发方面已经走过了十个年头的探索之路。

每隔一段时间，作为迈科全公司创始人的赵万生都会深入客户就特种加工机床数控系统开发或应用的情况进行调研、交流。而作为上海交通大学的教授，他的一个重要的研究方向就是面向智能制造的特种加工数控系统。在近20多年时间里他带领团队前后承担了多项与电加工机床数控系统相关的863重点项目和04专项课题，持续开展了电加工机床数控系统相关的自主研发活动。“新架构特种加工智能数控系统”“人工智能与智能控制在特种加工中的应用”“机器与设备智能控制器”“智能传感与状态监控系统”“基于网络分布的生产线及车间自动化系统研发与应用”等，都是他们团队的重要研究成果。其中一些科研成果已逐步通过迈科全实现了产业化应用。

由于长期投身电加工技术科研领域，赵万生带领迈科全自创业起就聚焦于电加工机床数控系统的开发。在科研成果转化为生产力的过程中，研发团队必须闯过人们常说的科技成果转化过程中的“死亡之谷”，比如横亘在创业路上的资金问题、开发成果的实际应用问题。与今天的得心应手不同，迈科全在多年的探索中也经历了曲折艰辛的过程，尤其是创业没两年就曾陷入研发尚未出结果而投资的钱“基本烧光”的窘境，最终团队想方设法坚持，在合作伙伴的支持下咬牙挺了过来，其中的艰难不言而喻，并由此总结出实现特种加工数控系统产业化的关键要素。

构建技术体系，打通发展路径

在高校开展科研时，赵万生和上海交通大学的研发团队基于产学研用合作走进特种加工机床企业，参与国家科技重大专项（04专项）“固定工作台式精密数控电火花成形加工机床”、“高档数控机床数字化设计关键技术与工具集研发及典型产品应用”等课题攻关，承担了电加工机床高端数控系统的开发任务。2011年，正被如何产业化问题困扰的赵万生在距离上海百公里的苏州接到了“领军人才计划”的橄榄枝，他带着团队在当地政府的政策扶持下成立迈科全，进一步往产业化方向发展。

在与企业合作攻关的过程中，研发团队早期基于国外的硬件系统架构开发多轴高端应用层面功能，虽然研发速度快了，但也由此带来了系统成本高、无法深入系统底层进行更多自主开发的大问题。赵万生及其团队意识到：如果要实现数控系统的国产化，就必须实现核心关键技术的自主可控，特别是战略产品的核心关键技术。

耗时十年，迈科全通过多方面的努力，终于打通了技术研发及公司发展的路径。一方面，为了不受制于国外专利技术，迈科全从硬件、软件的底层研发到系统应用来全面构建数控系统，尽量采用先进技术和先进标准进行开发，比如采用ARM系列芯片和开源Linux操作系统，在总线技术、底层硬件技术、软件代码等全部自己开发，构建了更完整、先进的自主可控技术体系，尤其是掌握了自主开发的相关底层技术，为应对高端需求打下坚实基础；另一方面，公司从单机开发发展到智能制造单元整体解决方案开发，将产品线丰富为包括应用于往复走丝电火花线切割机床、单向走丝电火花线切割机床、电火花成形机床、电火花小孔加工机床以及智能产线在内的多类数控系统及智能制造单元，使自身在与下游客户的不断合作中增强研发能力和技术实力，向系统集成解决方案提供商方向发展；再一方面，从实践来看，充分依靠政府、合作企业的支持以及在高校的原创技术积累，将“官产学研用”的积极性调动起来，从而才形成了通畅的技术及企业发展路径。

顺应数字化、自动化、智能化发展方向，形成基于完全自主的技术体系，掌握从底层到应用的关键自主技术，也使迈科全更有底气。正如赵万生所言：“产业界进入新的发展阶段，正面临深层次转型，很多企业在自动化、智能化方面给我们提了更具体的要求，现在我们自己的技术路径打通之后，一切就顺理成章了。”

把握市场导向，响应客户所需

产业化过程中另一个大问题是企业开发成果如何被市场所接受。“很多成果在高校开展的研究中行得通，但应用到实际中有很多细节问题要去解决，从产品设计到实际应用，这中间有相当大的距离需要跨越。”赵万生说，不同于高校的科研，企业研发必须深入市场，直接为用户实际需求服务，解决其痛点和难点问题，“如果认为自己的技术是万能的，就会面临巨大的挫折和失败。”

近些年，国产电加工机床自动化、智能化转型需求明显增加，企业对国产数控系统的要求也不断提高。在以前校企合作经验的基础上，迈科全确立了“APPS”的产品开发方针，即：敏捷响应(Agile)、性能出众（Performance）、平台支撑（Platform）、标准引领（Standard），以此为客户企业提供先进的技术产品和周到的技术服务，将科技研究成果跟市场需求紧密对接。“要知道，你规划的未必就是市场需求，我们很多产品是在市场牵引下做起来的。比如，公司的电火花成形机、电火花小孔加工机数控系统均是响应市场需求而开发出来的。锁定了市场提出的研发目标，这样的研发也就更具有针对性。”

在合作过程中，迈科全尊重合作企业和用户的实际需求和使用习惯，充分考虑到机床企业的专有技术保护，比如签订保密协议，明确划定知识产权边界和保护范围；通过可独立的技术方案，开发一些接口，供用户企业二次开发，等等。这些合作企业往往也都具备一定的技术研发实力。技术条件好的企业，迈科全只需通过底层技术直接对接用户的工艺数据库进行开发，相应的合作也很顺手。而更多的时候，迈科全是帮助客户实现功能想法，从需求出发，通过量身定制为客户创造价值。

在科研成果产业化实践中，一方面既要侧重对需求的满足，另一方面也要侧重对技术发展趋势的研判，跟随国家需求、产业发展方向开展具有前瞻性的研究。只要技术基础牢固，与客户形成稳定的合作关系，在需求释放时就能收获回报。比如随着云技术的加速普及，过去作为趋势性的远程监控服务就变成了企业的实际需求。

研究真的问题，服务国家所需

迈科全创业至今的十年间，国家也经历了飞速发展，自主创新的意识越来越强。“靠科技力量支撑大国、强国建设”，对此，他们在实践中的感受更加强烈。国家提倡科研工作者“要研究真问题”、“要真解决问题”。赵万生理解，所谓“真问题”，之于企业就是“老大难”的问题，之于国家层面就是“卡脖子”的问题。

就特种加床机床行业而言，精密化、数字化、自动化、智能化的发展趋势将更明显，机床升级转型的需求也更迫切，许多技术瓶颈还有待解决。现在随着大国博弈的升级，国家正从顶层设计推动工业软件等核心关键技术的自主研发。作为“卡脖子”技术关键领域之一，工业软件同时涉及基础研究和应用生态，是智能制造的基础和支撑，对产业链、供应链安全可控至关重要，已被纳入“十四五”国家重点研发计划重点专项。此前，在工信部等六部门联合印发的《关于加快培育发展制造业优质企业的指导意见》中也提出：推动产业数字化，大力推动自主可控工业软件推广应用，提高企业软件化水平。这些，给了迈科全进一步推进科研成果产业化、通过深入研究促进行业更大发展的方向和动力。