櫛風沐雨 前行不已
——新一代智能數控系統和智能機床研討會

□ 本刊記者/Reporter 譚弘穎/TAN Hongying

研討會現場

2018年4月10日，適逢CCMT 2018開展第二天，由機床雜志社、武漢華中數控股份有限公司(以下簡稱“華中數控”)共同主辦的“新一代智能數控系統和智能機床研討會”在上海舉辦。原機械部副部長沈烈初、中國工程院院士盧秉恒、中國機床工具工業協會原會長于成廷、中國機床工具工業協會高級顧問邵欽作、浙江大學劉振宇教授、華中數控董事長陳吉紅、沈陽第一機床廠總工程師劉守勝、寶雞機床集團有限公司總經理助理王建軍、同濟大學沈斌教授、上海交通大學陳明教授等，來自秦川機床集團、濟南二機床公司、沈飛集團等企業和高校的300多名代表參加了會議。

梁玉主持

近年來，智能就像一股巨大的浪潮，席卷了全球，開始充斥在人類生活的各個環節。在我國，人工智能也再次寫入政府工作報告之中， 2018年的政府工作報告提出：“發展壯大新動能。做大做強新興產業集群，實施大數據發展行動，加強新一代人工智能研發應用。”人工智能的重要性，以及我國大力發展人工智能的延續性，彰顯無疑。

新一代人工智能技術與數控機床的融合，形成新一代智能機床，將為數控機床產業帶來新的變革。這或許是中國機床行業實現從“跟跑”到“領跑”的重大機遇。在中國工程院、工信部的指導和支持下，華中數控、寶雞機床集團有限公司、華中科技大學提出了新一代智能機床(iMT)的新理念，開展了智能數控系統(iNC，intelligent NC)和智能機床(iNC-MT，intelligent NC Machine Tools)的探索。率先研制了基于新一代人工智能技術的智能數控系統和智能機床概念機，開發了一批質量提升、工藝優化、健康保障和生產運行的智能化功能模塊。正是有了上述種種，便有了召開此次研討會的“最大”背景。

會議由機床雜志社梁玉主持。在會上，陳吉紅董事長代表主辦方首先致辭。他提到，近年來，人工智能取得爆發式增長，像阿爾法狗、阿爾法元等已被大眾所熟知。那么，人工智能如何與我們的機床工具行業結合，這種結合有沒有讓我們這個行業“換道超車”的可能？這些年，我們做了些探索，CCMT 2018上，我們展出的是“概念機”，但我們更希望的是能有更多的機床廠和我們一起來做，所以，我們這次邀請到了這么多的專家，就是希望能替我們把把脈、集思廣益，將其做好，最后做到共用、共創、共享。預祝本次研討會圓滿成功！

盧秉恒演講

盧秉恒院士作《智能制造與智能工廠》演講。他首先介紹了“04專項”成果中取得的成效，如“十大標志性成果”，并以濟二機床、華中數控、沈陽機床、昆明機場、寧江機床、秦川機床、大連光洋、上海拓撲、北京精雕、大族激光等企業為例，介紹了近兩年取得的進展。同時，也介紹了下一步工作計劃，如“換腦工程”、“國產數控機床應用驗證與示范”及“開展智能制造”。隨后，他介紹了“智能制造”與傳統制造的區別在于“新三基”：大數據、軟件及傳感器。重點介紹了對大數據的共識、需求，制造業大數據的屬性、特殊性、研究任務、分析。他還介紹了智能工廠的內涵和基本架構，內涵：數字化工廠+工業互聯網+人工智能；并從結構維、功能維、范式維三個維度介紹了智能工廠的基本架構。他還分享了國內智能工廠建設的案例，如廣東勁勝、廣州明珞、深圳長盈、寧夏共享，這些企業智能制造建設的成果有：自動化柔性車間、智能工廠的大數據應用、智能生產管控、數據驅動的生產過程三維可視化等。最后，他對智能工廠的發展指出以下四個方向：(1)工業大數據技術；(2)制造資源建模與優化組織；(3)智能工廠使能技術；(4)驗證與示范。對智能工廠的發展做出了以下建議：(1)企業結合中國制造業實際，注意補課與智能制造有機結合；(2)國家科技重大工程技術要硬，密切結合技術，原創鮮活(走向領跑)，樣板要先進實效，帶動面要廣；(3)地方政府積極引導，形成區域制造鏈、智能制造生態；(4)高校要把智能制造人才培養當成緊迫任務；(5)開展數控裝備智能化改造、企業智能化工程；(6)智能培育軟件、大數據等使能技術公司和系統供應商；(7)金融投資機構做出相應支持規劃；(8)企業一把手工程，針對性理智選擇；(9)04專項要接續實施。

劉振宇演講

劉振宇教授作《基于新一代人工智能的智能裝備與產品》演講。他首先介紹了新一代人工智能及其智能化方向，講述了人工智能的誕生、發展歷程。他認為，本世紀信息環境大改變、對AI需求大改變、AI目標和理念大改變、AI數據基礎大改變這四個大改變將促使AI重大提升。新一代人工智能有五大方向：大數據智能、群體智能、跨媒體智能、混合增強智能、自主無人系統。隨后，他以蘋果手機、波斯頓大狗、達芬奇手術機器人、智能燃氣輪機、智能機器人等為例，通過這些裝備與產品的發展論述了智能裝備與產品的重要性和價值：智能制造裝備是智能制造的技術前提和物質基礎，智能產品是智能制造和服務的價值載體，發展智能裝備與智能產品，推動我國制造裝備與產品整體升級為“智能一代”是落實“中國制造2025”的關鍵之一。他認為，智能裝備與產品的內涵可解讀為智能技術產品化或傳統產品智能化，是人工智能技術與裝備產品的結合，使裝備與產品具有智能感知、智能分析、智能決策和智能控制的特點。智能裝備與產品的特征：一核心、四特征——以知識工程為核心，以自感應、自適應、自學習和自決策為顯著特征。接著，他還介紹了智能裝備與產品的十大關鍵技術：多源多通道數據實時采集感知、異構數據內容融合與傳輸共享、復雜工況的多任務自適應協同、多機協同的集群化交互與控制、大數據驅動故障診斷深度學習、數字孿生與數字樣機建模分析、多技術路線工作方案優化決策、工藝工裝協同推送與自動裝夾、產品知識圖譜與知識網絡構建、機電液一體化云平臺知識服務。智能裝備與產品的典型發展領域有智能機床裝備、智能工程機械、智能動力裝備、智能機器人、智能運載裝備、智能家居與智能終端等。最后，他介紹了智能裝備與產品的近期突破重點：智能機床的系統參數自診斷、智能挖掘裝備的綠色低碳節能、智能壓縮機組的多工況自適應、智能機器人的人機共融、智能汽車的安全高可靠性、智能手機的AI深度融合。

陳吉紅演講

陳吉紅董事長作《新一代數控系統(iNC)和智能機床(iNC-MT)的探索與實踐》演講。他提到，近幾年，國內老牌機床廠陸續出現經濟困難和危機，這從另一方面反映了我國機床行業面臨的巨大的轉型升級壓力，這就需要我們探索并做出實踐。他首先介紹了機床的演化：手動機床到數控機床，再到智能機床。他認為智能機床可分成三個不同的階段：初級階段，機床+數字化；中級階段，數控機床+互聯網；高級階段，數控機床+互聯網+新一代人工智能。他以華中8型數控系統為例，其是華中數控20年積累、8年攻關而得的成果，其主要創新點有耐用、能用、好用和巧用，實現了由模擬、脈沖式向全數字、總線式的跨越，實現了軟件跨平臺，實現了伺服系列化等。他還介紹了其涉及的多軸聯動、多通道控制技術，高速、高精控制技術等，介紹了實際應用案例。華中8型數控系統2017年還榮獲國家科技進步二等獎，《大國重器II》里也有6分鐘的介紹。他對智能機床的發展趨勢做了介紹：傳感器技術在數控機床上應用不斷增加、網絡化技術與數控機床不斷融合、智能化功能初步呈現。他還介紹了華中8型智能數控系統(iNC)、華中數控與寶雞機床合作開發的B80、B800智能數控系統。隨后，他介紹了華中9型智能數控系統和智能機床，新一代智能機床是在工業互聯網、大數據、云計算的基礎上，應用新一代人工智能技術和先進制造技術深度融合的機床，具有自主感知，可自主學習、自主決策，進而實現自主執行。智能機床的技術目標就是質量提升、工藝優化、健康保障和生產管理，更精、更快、更智能。他認為，智能化技術也是我們縮小與國外差距的抓手，加快新一代人工智能技術與數控機床融合應用，將為數控機床產業帶來新的變革，將是中國機床行業“換道超車”，最終實現從“跟跑”到“領跑”的重大機遇。

王建軍演講

總經理助理王建軍作《智能數控機床研究與探索》演講。他首先介紹了企業，寶雞機床于1965年成立，是中國機床工具行業領先的金屬切削設備供應商，形成了以柔性制造單元、復合車銑中心、車削中心、加工中心、數控車床、珩磨機、專用機床、數碼放療設備及制藥機械、機床刀具等14大類200多個品種的產品群，年產機床20 000臺，收入30億，出口額2 200萬美元。隨后，他介紹了數控臥式車床系列產品、CK51系列數控立式車床(卡盤式和工作臺式)、立式加工中心系列、臥式加工中心系列、五軸系列銑車中心、自動化產品(桁架機器人、關節機器人、自動化生產系統)、DK2010雙主軸車削單元、BRX10柔性加工單元、軸承加工自動生產線、汽車齒輪加工自動生產線、汽車發動機缸套加工自動生產線、BZXL22汽車輪轂自動化加工單元等產品。著重介紹了采納“馬扎克模式”(主機廠在系統廠提供開發平臺上，研發自主品牌數控系統)研發的寶雞數控系統，認為其定位智能型中高檔數控系統，具有高可靠、高性能，智能化及“寶雞云”等特點，并以配置寶雞數控系統B-800M的智能立式加工中心BM8-H、配置寶雞數控系統B-800T的智能數控車床BL5-C為例，介紹了新一代寶雞智能機床概念機。這種概念機，是指在機床的關鍵位置安裝振動、溫度、位置、視覺傳感器，收集數控機床基于指令域的電控實時數據及機床加工過程中的運行環境數據，通過大數據的可視化、分析、深度學習和理論建模仿真，形成智能控制策略，實現數控機床加工過程中的自我感知、自學習、自診斷、自調節的智能化功能。

嘉賓演講環節結束后，下一個環節是嘉賓座談環節。參加座談的嘉賓有：沈烈初、邵欽作、陳吉紅、劉守勝、沈斌、陳明,由梁玉主持。

梁玉:“智能化”一詞已成為目前最熱的詞,但是對于“智能化”的定義卻因人而異,對于智能制造的定義更是五花八門,也各持己見。究竟什么是“智能制造”?我們機床行業怎樣去推進智能制造?機床廠如何去發展智能數控機床產品?

座談嘉賓自上至下、自左至右分別為：沈烈初、邵欽作、劉守勝、陳吉紅、沈斌、陳明

沈斌:剛才前面的嘉賓講到智能機床和智能系統，講得很好。關于智能的定義，國內很多會議都涉及智能，但是都避開了這個問題。智能制造究竟是什么？首先，我的體會時首先要搞清人的智能,人類發展250萬年,為什么是這世界上最頂尖的動物,因為人類有智能。人的智能的本質就是人的生存本能,也就是人就是要活著,且活得有質量。那么現在我們搞人工智能,人工智能就是要造一個具有人類思維的機器,智能機床、智能數控系統就是要利用人工智能,剛才陳總在演講中的觀點我完全同意，但是我補充一點：實際上智能機床、智能數控系統應該還要加上不斷自我改善、自我學習的功能，這也是為什么阿爾法狗、阿爾法元能戰勝人類棋手的原因。這個程序是人寫的，反過來卻戰勝了人類，就是因為這個系統會自我學習，現在人永遠戰勝不過它們。我們的智能機床、智能數控系統應該朝著這個方向發展。

邵欽作：智能機床應該是人工智能技術+互聯網+數控機床系統，智能機床應該具有自感知、自學習、自決策、自分析，這樣的機床才是智能機床。智能機床分兩個階段，目前看來，國內、外的所謂智能機床應該是屬于初級階段。智能機床應該是高檔機床，一般的機床可以搞如馬扎克的SMART，有幾個智能化功能就可以了，高檔機床多軸聯動、復合機床就是具備了全功能的智能機床。

劉守勝：個人簡單理解智能制造就是機器在制造生產過程中能夠進行智能活動，所謂活動無非就是大家剛才談到的感知、決策、分析等，最重要的還是要能夠自我學習，完成自我成長，這是一種趨勢。現在很多科研院所投入了很多精力來研究智能技術，也取得了非常多的成果，但是我想大家必須清醒地意識到：智能制造絕非一朝一夕能達成的。應該說，機器不斷地代替人類專家的活動、過程，就是智能制造不斷升級、完善的過程，必然是一個相對比較長的過程。所以，我們作為機床企業，到底如何推動智能制造，我倒是認為有兩個抓手：客戶需求和智能單元。只有真正了解客戶的需求，智能制造才能從探索到實際應用，從產品到商品；而智能單元就好比整個體系的一個細胞，只有這個細胞的基因足夠完善，那么未來搭建的智能制造體系才足夠強壯。我們非常、也必須要與華中數控這樣的企業去合作，真正把我們的智能機床產品做好、做實。

沈烈初：今天讓我想起60多年前在清華念書時的情景，聽了3位教授的演講，我依然像當年一樣感覺像“坐飛機”，很多的概念我“跟不上”了，因為我老了。我想起兩件事：第一件事，中國工程院周濟院長和上百位專家寫的《新一代人工智能制造戰略研究》，我拜讀后寫了一篇《論新一代人工智能制造戰略》，大家可以看看，兩者的相同點和不同點。第二個是我請機械工業儀器儀表技術研究所的3位博士寫了一篇文章，他們集中了100個企業的調查、參加中德論壇若干次會上的一些論文，做了3個平臺分別為德國版、日本版、中國版的系統，我寫了一篇點評：《二論新一代人工智能制造》。都說智能制造是周濟院長提出來的，我準備去那邊調研后寫《三論》。另外，我1985年寫了一篇《機械工業與新一代技術革命》，里面有兩個觀點，值得大家討論討論：第一，我反對機電一體化，我主張機電儀一體化；第二， 裝備與工藝結合、管理與技術結合、硬件與軟件結合。我覺得機電儀一體化就是現在說的工業2.0或者3.0，至于現在提到的人工智能，我不懂，沒辦法多說。僅此而已，謝謝大家，最后也希望華中數控越做越好！

梁玉：國產數控系統，國家支持力度不可謂不大，但我們不努力嗎？可是還與國外強手差距很大。智能制造能不能救了國產數控系統，能不能改變國產數控系統在世界數控中的地位？能不能借由智能制造實現“換道超車”？

陳明：首先我先給一個答案：應該能做到，可以做到“換道超車”。國家的支持力度很大，04專項取得了很多成果，尤其是在航空航天等領域做了很多事。但是，智能制造是個體系的東西，需要過程。實際上國家正在集成04專項各項突破的技術，正在做推廣。我們上海交通大學依托汽車發動機企業和國內04專項支持的一些取得重要成果的企業，包括華中數控、寧江機床等，在上海做了一條汽車發動機零部件國產化生產線，這條生產線的目標就是實現智能化。難度就是把各項技術集成，我們主攻的方向有一個專利點，從產品引導工藝、從工藝引導裝備實現智能化，重點解決關鍵問題，如數據問題。實際上，智能制造真正實現起來不容易，數據很重要。很多企業有控制功能無數據的比比皆是，我這里講的沒有數據是沒有有效、即時數據。我認為，數據的建設，標準、規范工作很重要。

陳吉紅：我的答案是，有條件的能。說起來我國數控系統的發展歷史那是“一把辛酸淚”，屢戰屢敗，屢敗屢戰、特別最近今年，上面很關心和支持，真是希望我們起來。不進這個行業不知道難，國外的數控系統已經在國內形成了一個生態圈，不是說“智能”一下就能突破。我琢磨著，還是要打好基礎，把我們的功能、可靠性等做好，客觀點說，我們還是有差距，我們最大的差距在于技術成熟度不夠好。他們為什么能在國內形成生態圈的，就是因為我們國內國產的不行，我們有這么多軍工、汽車企業在幫助他們在用、在測試，反饋意見給他們。所以，這就需要我們廣大的用戶來幫我們，只有用才能成熟。我們自己覺得委屈，原因在哪？我們做一個好的，大家認為我們吹牛；做得不好，有任何問題則立馬“上告”，給我們壓力、鞭策很大。我們在做04專項時，提了一個口號“深度融合，聯合攻關、協同創新”。因為只有和用戶緊密聯合，才能把數控系統改進作為用戶自己的需求。我們不是為人工智能而人工智能。這次展會，我們展出的“概念機”，也只是我們覺得我們只做到了初級階段，能不能做好，更需要和我們廣大用戶、機床廠“深度融合，聯合攻關、協同創新”，這樣才能把我們的數控系統做好。

沈烈初：我因為工作調動，有30年不關心機床了。眾所周知，現在國內的一些老牌機床企業出了問題，這讓我這個老機床人很震動，也是我最近關心機床的原因。可能在座的體會不到我的心情，因為上世紀60年代，我參加了精密機床會戰，當時我去日本，日本不如我們。為什么現在我們這樣？我們基礎沒有做好，我們機床工具行業不能賴數控系統。我希望我們把自己的機床搞好，才能推進智能制造。

沈斌：我有深刻體會，我和德國方面有30多年的交往。原來人家問我，中德機床行業差距多大，我說在30～50年，現在德國提出了“工業4.0”，我國提出了“中國制造2025”。工業4.0實際上是什么，沒幾個人知道。現在同樣的，我們講“中國制造2025”這個規劃很好，但是呢，后來又拔高了說智能制造。智能制造是什么？誰能說出定義？國內外的智能制造精英，你們查一下，實際上還是20多年前日本提出的一個定義，那么為什么“定”不出來？我認為，如今我們喜憂參半。喜的是我們有自信，憂的是我們忘了我們的基礎。我們一定要冷靜思考，一方面我們確實和他們存在差距，但是能不能用一種創新思維，也就是“開道超車”，我不提“彎道超車”，那是違反交通規則。如果說我們永遠跟跑，不開辟新的道路，我坦率地講，西門子的產品、數控，它的成熟度肯定是世界領先的，我們存在差距。但是我們“開道超車”的思維是很可取的，包括華中數控現在做到的一些，沈陽機床的i5，就是典型的事例，因為西門子的數控系統還是封閉的。用開道超車可以慢慢超越，我希望我們自己的國內用戶支持自己的產品。另外，智能制造定義沒有，總要有一個說法，我最近查了下，我的體會是：利用人工智能等等新技術和制造相結合，我們要更精細、更靈活地制造產品，讓企業獲利。當然，如果要細講，這需要花很長時間，在這我就不展開，智能制造是方向，但不是目的，是手段，目的還是要制造更好的產品，讓企業獲得更好的效益。

邵欽作：我們現在智能數控系統就已經提供了一個很好的平臺，它有很多模塊，有互聯網的功能。我有三個觀點：第一，有了這個平臺后，重點是要讓機床企業在這個平臺上用智能化數控系統，與我們機床工具行業的升級換代結合起來。第二，產業化為什么進展那么慢，其中一個原因就是用戶沒有推廣開，我們中低檔機床大部分用的是國產數控系統，但高檔進口依賴太大，每年進口量是100億左右，占我們市場的1/3。所以我認為，我們需要從生態環境、產業政策方面綜合考慮，來推動我們國產數控系統應用。第三，智能機床也是分層次的，所以我們也需要根據市場需求分階次來推動我們的智能制造。

論壇最后，座談嘉賓為華中數控各自揮墨留下寄語。數控系統作為數控機床的“大腦”，重要地位不言而喻。從上世紀六七十年代起，我們就開始研發自己的數控系統，一代代人的摸爬滾打、嘔心瀝血，中國數控系統人一直行走在一條并不平坦的路上，但從未放棄。今天，有華中數控等一批國產數控系統的崛起，也是對前人最好的回報。前行之路依然不易，但是，中國數控系統人，當繼續保持足夠自信，堅持自己的堅持。