栉风沐雨 前行不已——新一代智能数控系统和智能机床研讨会

□ 本刊记者/Reporter 谭弘颖/TAN Hongying

研讨会现场

2018年4月10日，适逢CCMT 2018开展第二天，由机床杂志社、武汉华中数控股份有限公司(以下简称“华中数控”)共同主办的“新一代智能数控系统和智能机床研讨会”在上海举办。原机械部副部长沈烈初、中国工程院院士卢秉恒、中国机床工具工业协会原会长于成廷、中国机床工具工业协会高级顾问邵钦作、浙江大学刘振宇教授、华中数控董事长陈吉红、沈阳第一机床厂总工程师刘守胜、宝鸡机床集团有限公司总经理助理王建军、同济大学沈斌教授、上海交通大学陈明教授等，来自秦川机床集团、济南二机床公司、沈飞集团等企业和高校的300多名代表参加了会议。

梁玉主持

近年来，智能就像一股巨大的浪潮，席卷了全球，开始充斥在人类生活的各个环节。在我国，人工智能也再次写入政府工作报告之中， 2018年的政府工作报告提出：“发展壮大新动能。做大做强新兴产业集群，实施大数据发展行动，加强新一代人工智能研发应用。”人工智能的重要性，以及我国大力发展人工智能的延续性，彰显无疑。

新一代人工智能技术与数控机床的融合，形成新一代智能机床，将为数控机床产业带来新的变革。这或许是中国机床行业实现从“跟跑”到“领跑”的重大机遇。在中国工程院、工信部的指导和支持下，华中数控、宝鸡机床集团有限公司、华中科技大学提出了新一代智能机床(iMT)的新理念，开展了智能数控系统(iNC，intelligent NC)和智能机床(iNC-MT，intelligent NC Machine Tools)的探索。率先研制了基于新一代人工智能技术的智能数控系统和智能机床概念机，开发了一批质量提升、工艺优化、健康保障和生产运行的智能化功能模块。正是有了上述种种，便有了召开此次研讨会的“最大”背景。

会议由机床杂志社梁玉主持。在会上，陈吉红董事长代表主办方首先致辞。他提到，近年来，人工智能取得爆发式增长，像阿尔法狗、阿尔法元等已被大众所熟知。那么，人工智能如何与我们的机床工具行业结合，这种结合有没有让我们这个行业“换道超车”的可能？这些年，我们做了些探索，CCMT 2018上，我们展出的是“概念机”，但我们更希望的是能有更多的机床厂和我们一起来做，所以，我们这次邀请到了这么多的专家，就是希望能替我们把把脉、集思广益，将其做好，最后做到共用、共创、共享。预祝本次研讨会圆满成功！

卢秉恒演讲

卢秉恒院士作《智能制造与智能工厂》演讲。他首先介绍了“04专项”成果中取得的成效，如“十大标志性成果”，并以济二机床、华中数控、沈阳机床、昆明机场、宁江机床、秦川机床、大连光洋、上海拓扑、北京精雕、大族激光等企业为例，介绍了近两年取得的进展。同时，也介绍了下一步工作计划，如“换脑工程”、“国产数控机床应用验证与示范”及“开展智能制造”。随后，他介绍了“智能制造”与传统制造的区别在于“新三基”：大数据、软件及传感器。重点介绍了对大数据的共识、需求，制造业大数据的属性、特殊性、研究任务、分析。他还介绍了智能工厂的内涵和基本架构，内涵：数字化工厂+工业互联网+人工智能；并从结构维、功能维、范式维三个维度介绍了智能工厂的基本架构。他还分享了国内智能工厂建设的案例，如广东劲胜、广州明珞、深圳长盈、宁夏共享，这些企业智能制造建设的成果有：自动化柔性车间、智能工厂的大数据应用、智能生产管控、数据驱动的生产过程三维可视化等。最后，他对智能工厂的发展指出以下四个方向：(1)工业大数据技术；(2)制造资源建模与优化组织；(3)智能工厂使能技术；(4)验证与示范。对智能工厂的发展做出了以下建议：(1)企业结合中国制造业实际，注意补课与智能制造有机结合；(2)国家科技重大工程技术要硬，密切结合技术，原创鲜活(走向领跑)，样板要先进实效，带动面要广；(3)地方政府积极引导，形成区域制造链、智能制造生态；(4)高校要把智能制造人才培养当成紧迫任务；(5)开展数控装备智能化改造、企业智能化工程；(6)智能培育软件、大数据等使能技术公司和系统供应商；(7)金融投资机构做出相应支持规划；(8)企业一把手工程，针对性理智选择；(9)04专项要接续实施。

刘振宇演讲

刘振宇教授作《基于新一代人工智能的智能装备与产品》演讲。他首先介绍了新一代人工智能及其智能化方向，讲述了人工智能的诞生、发展历程。他认为，本世纪信息环境大改变、对AI需求大改变、AI目标和理念大改变、AI数据基础大改变这四个大改变将促使AI重大提升。新一代人工智能有五大方向：大数据智能、群体智能、跨媒体智能、混合增强智能、自主无人系统。随后，他以苹果手机、波斯顿大狗、达芬奇手术机器人、智能燃气轮机、智能机器人等为例，通过这些装备与产品的发展论述了智能装备与产品的重要性和价值：智能制造装备是智能制造的技术前提和物质基础，智能产品是智能制造和服务的价值载体，发展智能装备与智能产品，推动我国制造装备与产品整体升级为“智能一代”是落实“中国制造2025”的关键之一。他认为，智能装备与产品的内涵可解读为智能技术产品化或传统产品智能化，是人工智能技术与装备产品的结合，使装备与产品具有智能感知、智能分析、智能决策和智能控制的特点。智能装备与产品的特征：一核心、四特征——以知识工程为核心，以自感应、自适应、自学习和自决策为显著特征。接着，他还介绍了智能装备与产品的十大关键技术：多源多通道数据实时采集感知、异构数据内容融合与传输共享、复杂工况的多任务自适应协同、多机协同的集群化交互与控制、大数据驱动故障诊断深度学习、数字孪生与数字样机建模分析、多技术路线工作方案优化决策、工艺工装协同推送与自动装夹、产品知识图谱与知识网络构建、机电液一体化云平台知识服务。智能装备与产品的典型发展领域有智能机床装备、智能工程机械、智能动力装备、智能机器人、智能运载装备、智能家居与智能终端等。最后，他介绍了智能装备与产品的近期突破重点：智能机床的系统参数自诊断、智能挖掘装备的绿色低碳节能、智能压缩机组的多工况自适应、智能机器人的人机共融、智能汽车的安全高可靠性、智能手机的AI深度融合。

陈吉红演讲

陈吉红董事长作《新一代数控系统(iNC)和智能机床(iNC-MT)的探索与实践》演讲。他提到，近几年，国内老牌机床厂陆续出现经济困难和危机，这从另一方面反映了我国机床行业面临的巨大的转型升级压力，这就需要我们探索并做出实践。他首先介绍了机床的演化：手动机床到数控机床，再到智能机床。他认为智能机床可分成三个不同的阶段：初级阶段，机床+数字化；中级阶段，数控机床+互联网；高级阶段，数控机床+互联网+新一代人工智能。他以华中8型数控系统为例，其是华中数控20年积累、8年攻关而得的成果，其主要创新点有耐用、能用、好用和巧用，实现了由模拟、脉冲式向全数字、总线式的跨越，实现了软件跨平台，实现了伺服系列化等。他还介绍了其涉及的多轴联动、多通道控制技术，高速、高精控制技术等，介绍了实际应用案例。华中8型数控系统2017年还荣获国家科技进步二等奖，《大国重器II》里也有6分钟的介绍。他对智能机床的发展趋势做了介绍：传感器技术在数控机床上应用不断增加、网络化技术与数控机床不断融合、智能化功能初步呈现。他还介绍了华中8型智能数控系统(iNC)、华中数控与宝鸡机床合作开发的B80、B800智能数控系统。随后，他介绍了华中9型智能数控系统和智能机床，新一代智能机床是在工业互联网、大数据、云计算的基础上，应用新一代人工智能技术和先进制造技术深度融合的机床，具有自主感知，可自主学习、自主决策，进而实现自主执行。智能机床的技术目标就是质量提升、工艺优化、健康保障和生产管理，更精、更快、更智能。他认为，智能化技术也是我们缩小与国外差距的抓手，加快新一代人工智能技术与数控机床融合应用，将为数控机床产业带来新的变革，将是中国机床行业“换道超车”，最终实现从“跟跑”到“领跑”的重大机遇。

王建军演讲

总经理助理王建军作《智能数控机床研究与探索》演讲。他首先介绍了企业，宝鸡机床于1965年成立，是中国机床工具行业领先的金属切削设备供应商，形成了以柔性制造单元、复合车铣中心、车削中心、加工中心、数控车床、珩磨机、专用机床、数码放疗设备及制药机械、机床刀具等14大类200多个品种的产品群，年产机床20 000台，收入30亿，出口额2 200万美元。随后，他介绍了数控卧式车床系列产品、CK51系列数控立式车床(卡盘式和工作台式)、立式加工中心系列、卧式加工中心系列、五轴系列铣车中心、自动化产品(桁架机器人、关节机器人、自动化生产系统)、DK2010双主轴车削单元、BRX10柔性加工单元、轴承加工自动生产线、汽车齿轮加工自动生产线、汽车发动机缸套加工自动生产线、BZXL22汽车轮毂自动化加工单元等产品。着重介绍了采纳“马扎克模式”(主机厂在系统厂提供开发平台上，研发自主品牌数控系统)研发的宝鸡数控系统，认为其定位智能型中高档数控系统，具有高可靠、高性能，智能化及“宝鸡云”等特点，并以配置宝鸡数控系统B-800M的智能立式加工中心BM8-H、配置宝鸡数控系统B-800T的智能数控车床BL5-C为例，介绍了新一代宝鸡智能机床概念机。这种概念机，是指在机床的关键位置安装振动、温度、位置、视觉传感器，收集数控机床基于指令域的电控实时数据及机床加工过程中的运行环境数据，通过大数据的可视化、分析、深度学习和理论建模仿真，形成智能控制策略，实现数控机床加工过程中的自我感知、自学习、自诊断、自调节的智能化功能。

嘉宾演讲环节结束后，下一个环节是嘉宾座谈环节。参加座谈的嘉宾有：沈烈初、邵钦作、陈吉红、刘守胜、沈斌、陈明,由梁玉主持。

梁玉:“智能化”一词已成为目前最热的词,但是对于“智能化”的定义却因人而异,对于智能制造的定义更是五花八门,也各持己见。究竟什么是“智能制造”?我们机床行业怎样去推进智能制造?机床厂如何去发展智能数控机床产品?

座谈嘉宾自上至下、自左至右分别为：沈烈初、邵钦作、刘守胜、陈吉红、沈斌、陈明

沈斌:刚才前面的嘉宾讲到智能机床和智能系统，讲得很好。关于智能的定义，国内很多会议都涉及智能，但是都避开了这个问题。智能制造究竟是什么？首先，我的体会时首先要搞清人的智能,人类发展250万年,为什么是这世界上最顶尖的动物,因为人类有智能。人的智能的本质就是人的生存本能,也就是人就是要活着,且活得有质量。那么现在我们搞人工智能,人工智能就是要造一个具有人类思维的机器,智能机床、智能数控系统就是要利用人工智能,刚才陈总在演讲中的观点我完全同意，但是我补充一点：实际上智能机床、智能数控系统应该还要加上不断自我改善、自我学习的功能，这也是为什么阿尔法狗、阿尔法元能战胜人类棋手的原因。这个程序是人写的，反过来却战胜了人类，就是因为这个系统会自我学习，现在人永远战胜不过它们。我们的智能机床、智能数控系统应该朝着这个方向发展。

邵钦作：智能机床应该是人工智能技术+互联网+数控机床系统，智能机床应该具有自感知、自学习、自决策、自分析，这样的机床才是智能机床。智能机床分两个阶段，目前看来，国内、外的所谓智能机床应该是属于初级阶段。智能机床应该是高档机床，一般的机床可以搞如马扎克的SMART，有几个智能化功能就可以了，高档机床多轴联动、复合机床就是具备了全功能的智能机床。

刘守胜：个人简单理解智能制造就是机器在制造生产过程中能够进行智能活动，所谓活动无非就是大家刚才谈到的感知、决策、分析等，最重要的还是要能够自我学习，完成自我成长，这是一种趋势。现在很多科研院所投入了很多精力来研究智能技术，也取得了非常多的成果，但是我想大家必须清醒地意识到：智能制造绝非一朝一夕能达成的。应该说，机器不断地代替人类专家的活动、过程，就是智能制造不断升级、完善的过程，必然是一个相对比较长的过程。所以，我们作为机床企业，到底如何推动智能制造，我倒是认为有两个抓手：客户需求和智能单元。只有真正了解客户的需求，智能制造才能从探索到实际应用，从产品到商品；而智能单元就好比整个体系的一个细胞，只有这个细胞的基因足够完善，那么未来搭建的智能制造体系才足够强壮。我们非常、也必须要与华中数控这样的企业去合作，真正把我们的智能机床产品做好、做实。

沈烈初：今天让我想起60多年前在清华念书时的情景，听了3位教授的演讲，我依然像当年一样感觉像“坐飞机”，很多的概念我“跟不上”了，因为我老了。我想起两件事：第一件事，中国工程院周济院长和上百位专家写的《新一代人工智能制造战略研究》，我拜读后写了一篇《论新一代人工智能制造战略》，大家可以看看，两者的相同点和不同点。第二个是我请机械工业仪器仪表技术研究所的3位博士写了一篇文章，他们集中了100个企业的调查、参加中德论坛若干次会上的一些论文，做了3个平台分别为德国版、日本版、中国版的系统，我写了一篇点评：《二论新一代人工智能制造》。都说智能制造是周济院长提出来的，我准备去那边调研后写《三论》。另外，我1985年写了一篇《机械工业与新一代技术革命》，里面有两个观点，值得大家讨论讨论：第一，我反对机电一体化，我主张机电仪一体化；第二， 装备与工艺结合、管理与技术结合、硬件与软件结合。我觉得机电仪一体化就是现在说的工业2.0或者3.0，至于现在提到的人工智能，我不懂，没办法多说。仅此而已，谢谢大家，最后也希望华中数控越做越好！

梁玉：国产数控系统，国家支持力度不可谓不大，但我们不努力吗？可是还与国外强手差距很大。智能制造能不能救了国产数控系统，能不能改变国产数控系统在世界数控中的地位？能不能借由智能制造实现“换道超车”？

陈明：首先我先给一个答案：应该能做到，可以做到“换道超车”。国家的支持力度很大，04专项取得了很多成果，尤其是在航空航天等领域做了很多事。但是，智能制造是个体系的东西，需要过程。实际上国家正在集成04专项各项突破的技术，正在做推广。我们上海交通大学依托汽车发动机企业和国内04专项支持的一些取得重要成果的企业，包括华中数控、宁江机床等，在上海做了一条汽车发动机零部件国产化生产线，这条生产线的目标就是实现智能化。难度就是把各项技术集成，我们主攻的方向有一个专利点，从产品引导工艺、从工艺引导装备实现智能化，重点解决关键问题，如数据问题。实际上，智能制造真正实现起来不容易，数据很重要。很多企业有控制功能无数据的比比皆是，我这里讲的没有数据是没有有效、即时数据。我认为，数据的建设，标准、规范工作很重要。

陈吉红：我的答案是，有条件的能。说起来我国数控系统的发展历史那是“一把辛酸泪”，屡战屡败，屡败屡战、特别最近今年，上面很关心和支持，真是希望我们起来。不进这个行业不知道难，国外的数控系统已经在国内形成了一个生态圈，不是说“智能”一下就能突破。我琢磨着，还是要打好基础，把我们的功能、可靠性等做好，客观点说，我们还是有差距，我们最大的差距在于技术成熟度不够好。他们为什么能在国内形成生态圈的，就是因为我们国内国产的不行，我们有这么多军工、汽车企业在帮助他们在用、在测试，反馈意见给他们。所以，这就需要我们广大的用户来帮我们，只有用才能成熟。我们自己觉得委屈，原因在哪？我们做一个好的，大家认为我们吹牛；做得不好，有任何问题则立马“上告”，给我们压力、鞭策很大。我们在做04专项时，提了一个口号“深度融合，联合攻关、协同创新”。因为只有和用户紧密联合，才能把数控系统改进作为用户自己的需求。我们不是为人工智能而人工智能。这次展会，我们展出的“概念机”，也只是我们觉得我们只做到了初级阶段，能不能做好，更需要和我们广大用户、机床厂“深度融合，联合攻关、协同创新”，这样才能把我们的数控系统做好。

沈烈初：我因为工作调动，有30年不关心机床了。众所周知，现在国内的一些老牌机床企业出了问题，这让我这个老机床人很震动，也是我最近关心机床的原因。可能在座的体会不到我的心情，因为上世纪60年代，我参加了精密机床会战，当时我去日本，日本不如我们。为什么现在我们这样？我们基础没有做好，我们机床工具行业不能赖数控系统。我希望我们把自己的机床搞好，才能推进智能制造。

沈斌：我有深刻体会，我和德国方面有30多年的交往。原来人家问我，中德机床行业差距多大，我说在30～50年，现在德国提出了“工业4.0”，我国提出了“中国制造2025”。工业4.0实际上是什么，没几个人知道。现在同样的，我们讲“中国制造2025”这个规划很好，但是呢，后来又拔高了说智能制造。智能制造是什么？谁能说出定义？国内外的智能制造精英，你们查一下，实际上还是20多年前日本提出的一个定义，那么为什么“定”不出来？我认为，如今我们喜忧参半。喜的是我们有自信，忧的是我们忘了我们的基础。我们一定要冷静思考，一方面我们确实和他们存在差距，但是能不能用一种创新思维，也就是“开道超车”，我不提“弯道超车”，那是违反交通规则。如果说我们永远跟跑，不开辟新的道路，我坦率地讲，西门子的产品、数控，它的成熟度肯定是世界领先的，我们存在差距。但是我们“开道超车”的思维是很可取的，包括华中数控现在做到的一些，沈阳机床的i5，就是典型的事例，因为西门子的数控系统还是封闭的。用开道超车可以慢慢超越，我希望我们自己的国内用户支持自己的产品。另外，智能制造定义没有，总要有一个说法，我最近查了下，我的体会是：利用人工智能等等新技术和制造相结合，我们要更精细、更灵活地制造产品，让企业获利。当然，如果要细讲，这需要花很长时间，在这我就不展开，智能制造是方向，但不是目的，是手段，目的还是要制造更好的产品，让企业获得更好的效益。

邵钦作：我们现在智能数控系统就已经提供了一个很好的平台，它有很多模块，有互联网的功能。我有三个观点：第一，有了这个平台后，重点是要让机床企业在这个平台上用智能化数控系统，与我们机床工具行业的升级换代结合起来。第二，产业化为什么进展那么慢，其中一个原因就是用户没有推广开，我们中低档机床大部分用的是国产数控系统，但高档进口依赖太大，每年进口量是100亿左右，占我们市场的1/3。所以我认为，我们需要从生态环境、产业政策方面综合考虑，来推动我们国产数控系统应用。第三，智能机床也是分层次的，所以我们也需要根据市场需求分阶次来推动我们的智能制造。

论坛最后，座谈嘉宾为华中数控各自挥墨留下寄语。数控系统作为数控机床的“大脑”，重要地位不言而喻。从上世纪六七十年代起，我们就开始研发自己的数控系统，一代代人的摸爬滚打、呕心沥血，中国数控系统人一直行走在一条并不平坦的路上，但从未放弃。今天，有华中数控等一批国产数控系统的崛起，也是对前人最好的回报。前行之路依然不易，但是，中国数控系统人，当继续保持足够自信，坚持自己的坚持。