汽車制造
華中數(shù)控：用“中國大腦”武裝“中國制造”
本文轉(zhuǎn)載自重慶日報2017年4月18日第5版
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位于武漢光谷華工科技園的華中數(shù)控總部。
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三月二十三日，在武漢光谷華工科技園的華中數(shù)控展廳，總裁田茂勝向本報記者介紹數(shù)控設(shè)備。
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被稱為“中國大腦”的“華中8型”高性能數(shù)控裝置方方正正，配有顯示屏和操作按鈕。
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3月23日，位于光谷華工科技園的華數(shù)機(jī)器人研發(fā)基地，數(shù)臺國內(nèi)和國外數(shù)控設(shè)備供員工研究學(xué)習(xí)。
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華數(shù)研發(fā)的打磨機(jī)器人。目前，華數(shù)機(jī)器人已經(jīng)達(dá)到年產(chǎn)5000臺套工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)能力。
機(jī)床，是制造機(jī)器的機(jī)器，又被稱為“工業(yè)母機(jī)”。
數(shù)控機(jī)床，可以進(jìn)行高速高精度制造的機(jī)器，是工業(yè)“萬能手”。生活中，大到航空飛機(jī)、小到智能手機(jī)，都是用數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)的若干零件組裝起來的。
給數(shù)控機(jī)床發(fā)號施令的，是它的“大腦”——數(shù)控系統(tǒng)。
基礎(chǔ)薄弱、“缺心少腦”，一直是“中國制造”的短板。作為一家自主研發(fā)國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床裝備的科技企業(yè)，武漢華中數(shù)控股份有限公司（以下簡稱“華中數(shù)控”）的“造腦”、“換腦”之路，每一步都走得異常艱難。
揚(yáng)州會戰(zhàn) 研發(fā)出最強(qiáng)“中國大腦”
高檔數(shù)控系統(tǒng)“華中8型”，被稱為“中國大腦”。在它問世之前，國內(nèi)中高端數(shù)控機(jī)床市場上幾乎全是進(jìn)口貨。
上世紀(jì)90年代，國內(nèi)數(shù)控企業(yè)陸續(xù)出現(xiàn)，其中就包括1994年成立的華中數(shù)控。
只是一家校辦企業(yè)，為啥選擇了向國外競爭對手叫板？
? ? ? ?“我們的制造業(yè)用國外數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床設(shè)備，就像一個工匠被綁住了手，無法造出最先進(jìn)的工具，只能眼睜睜地被別人超越。”華中數(shù)控董事長、華中科技大學(xué)教授陳吉紅回憶說，當(dāng)時，國外公司生產(chǎn)的高檔數(shù)控機(jī)床價格極其昂貴，數(shù)控系統(tǒng)被嚴(yán)加封鎖，關(guān)鍵技術(shù)根本不對中國開放。五軸聯(lián)動的高檔數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床裝備更是被列為國際重要戰(zhàn)略物資，受到西方國家嚴(yán)格的出口限制。“華中數(shù)控不僅要研發(fā)‘中國大腦’，還要用它來武裝‘中國制造’。這不僅關(guān)系到技術(shù)上的創(chuàng)新，更攸關(guān)民族制造業(yè)的未來。”
背靠華中科技大學(xué)、走產(chǎn)學(xué)研道路的華中數(shù)控，義無反顧選擇了直面強(qiáng)敵。但這談何容易！
“不僅投入是個天文數(shù)，研發(fā)時間也會相當(dāng)漫長。”陳吉紅說，但不打破國外壟斷，脖子永遠(yuǎn)會被卡住。
? ? ? ? 咬定目標(biāo)不回頭。經(jīng)過10多年不懈探索，2011年，“華中8型”高性能數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動和伺服電機(jī)成套產(chǎn)品問世。其間，多軸聯(lián)動、高速高精、現(xiàn)場總線、開放式平臺、基于指令域大數(shù)據(jù)的智能化等關(guān)鍵核心技術(shù)難題被一一攻克。“每一項都是數(shù)控領(lǐng)域的國際性難題。”華中數(shù)控總裁田茂勝感嘆道。
田茂勝參與了“華中8型”的最后攻關(guān)。
“整個研發(fā)團(tuán)隊在揚(yáng)州一棟大樓里住了9個多月。所有參與者不分職務(wù)大小、年齡老少，一周無休地在原地輪班每天工作12小時，群策群力攻克技術(shù)難關(guān)。”
事后，華中數(shù)控的員工為這次畢生難忘的經(jīng)歷起了一個熱血沸騰的名字：揚(yáng)州會戰(zhàn)。
? ? ? ?2016年4月，中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會專家組經(jīng)過嚴(yán)格考核和測試對比以后，給予鑒定評價：“華中8型”高檔數(shù)控系統(tǒng)各項功能全面達(dá)到國際主流高檔數(shù)控系統(tǒng)指標(biāo)，可替代進(jìn)口，為中國智能制造提供了智能平臺。
“華中8型”儼然一面旗幟，使我國數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了從“模擬式、脈沖式”向“總線式、全數(shù)字”的高檔數(shù)控系統(tǒng)的跨越式發(fā)展。
? ? ? ? 事實(shí)上，華中數(shù)控作為后起之秀在技術(shù)上的突飛猛進(jìn)，早就引起了國際競爭對手的緊張。
? ? ? ?這次制裁不僅沒有嚇倒華中數(shù)控，反而讓其在技術(shù)創(chuàng)新的路上越走越堅定：不斷優(yōu)化升級，“華中8型”能耐150℃的高溫，能抗水霧、粉塵侵蝕，還抗雷擊。相比之下，某些進(jìn)口知名數(shù)控系統(tǒng)則“嬌氣”得多。
性能優(yōu)異，價格合理，性能又穩(wěn)定。曾經(jīng)被國外公司占據(jù)的國內(nèi)中高端數(shù)控市場，被“華中8型”硬生生撕開了一個大大的口子。
截至2016年底，“華中8型”高性能數(shù)控系統(tǒng)已累計銷售4萬多套，伺服電機(jī)累計銷售近百萬套，應(yīng)用領(lǐng)域遍及航空航天、能源裝備、汽車制造、船舶制造、3C加工等。
醫(yī)治“死馬” “中國大腦”救活進(jìn)口機(jī)床
在華中數(shù)控展示廳，我們看到的“中國大腦”方方正正，配有顯示屏和操作按鈕，形同一個深色的匣子。其中最小的一款，比智能手機(jī)大不了多少。
通過執(zhí)行這個“匣子”發(fā)出的指令，數(shù)控機(jī)床能靈巧地加工出筆記本電腦外殼、汽車通用零部件、航天器關(guān)鍵零件等。不僅如此，通過搭載云數(shù)據(jù)系統(tǒng)，這個“匣子”還能提升機(jī)床的精密度，并診斷機(jī)床的健康情況。
我們想當(dāng)然地認(rèn)為，這么好的東西，一定十分搶手。然而，田茂勝卻告訴我們，給數(shù)控機(jī)床“換腦”，一開始市場并不買賬。
有幾個大客戶直接質(zhì)疑：“你們的數(shù)控系統(tǒng)能比得上國外大品牌靈敏穩(wěn)定嗎？”
中高端機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)壽命一般只有10-20年，但機(jī)床本體不會壞。而要更換一臺進(jìn)口機(jī)床，企業(yè)要花上百萬元。
? ? ? ? “如果更換一套中型、重型機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)，只需投入機(jī)床價格的10%－20%。”華中數(shù)控副總裁熊清平說，給數(shù)控機(jī)床“換腦”就能延長機(jī)床壽命，無疑能為企業(yè)節(jié)約大量成本。
從南到北，從東到西，大型企業(yè)里停擺的進(jìn)口機(jī)床很多，可誰都不愿意第一個接受“換腦”。
千方百計做工作后，2012年，華中數(shù)控終于叩開了沈陽飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)的大門。
他們的第一個目標(biāo)是匹“死馬”——沈飛數(shù)控加工廠的一臺進(jìn)口辛辛那提LANCE2000加工中心。
? ? ? ? 這個加工中心用于制造最后精加工階段的飛機(jī)零件，價格昂貴，但數(shù)控系統(tǒng)在幾年前就壞了，陷于癱瘓。抱著“死馬當(dāng)活馬醫(yī)”的心態(tài)，沈飛同意華中數(shù)控更換加工中心的數(shù)控系統(tǒng)。
誰也沒有想到，僅僅兩個月后，裝上“華中8型”的加工中心重新運(yùn)轉(zhuǎn)起來。
? ? ? ?接下來，華中數(shù)控又為沈飛的30多臺國外高檔數(shù)控裝備一一“換腦”，其中包括國外著名公司Forest-line的五坐標(biāo)大型橋式龍門銑床、雙主軸龍門加工中心等多臺高檔數(shù)控機(jī)床。
“中國大腦”能救活進(jìn)口數(shù)控機(jī)床的消息，飛快傳遍業(yè)內(nèi)。
航天集團(tuán)某院、東方汽輪機(jī)公司等大戶紛紛向“華中8型”拋出橄欖枝，進(jìn)行批量應(yīng)用。
? ? ? ? 2015年，華中數(shù)控控股的沈陽華飛智能有限公司應(yīng)運(yùn)而生，專門為需要“換腦”的客戶進(jìn)行技術(shù)改造和升級服務(wù)。憑借“妙手回春”的技術(shù)和良好的售后，“華中8型”被越來越多的企業(yè)應(yīng)用。
“換腦”成效卓著，但并不是華中數(shù)控的最終目的。
? ? ? 他們真正的目標(biāo)是讓國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)逐步占領(lǐng)中高端市場，從而打造出使用國產(chǎn)智能裝備、國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)、國產(chǎn)工業(yè)軟件的“三國”智能技術(shù)集成和規(guī)模應(yīng)用的智能工廠，讓中國制造業(yè)升級換代。
換句話說，“換腦”是華中數(shù)控在羽翼尚未豐滿時，避開與強(qiáng)敵正面競爭、而從側(cè)翼包抄的戰(zhàn)略。
而今，華中數(shù)控已不懼挑戰(zhàn)。
? ? ? ?2016年7月，華中數(shù)控聯(lián)合東莞勁勝打造的智能車間首次亮相，便造成轟動。180臺配備“華中8型”的高速鉆攻中心、72臺華數(shù)機(jī)器人，組成10條自動化生產(chǎn)線，全是“中國制造”。
? ? ? ?“這其中的訣竅是協(xié)同創(chuàng)新。”田茂勝介紹，眾人拾柴火焰高，在研發(fā)中，華中數(shù)控聯(lián)合其他17家科研單位，“十八羅漢”共同打造智能工廠的技術(shù)模塊，開放平臺技術(shù)接口，進(jìn)行協(xié)同創(chuàng)新。這讓華中數(shù)控實(shí)現(xiàn)了智能制造的“彎道超車”，趕上了國外競爭對手的步伐。
? ? ? ?2016年底，國家科技重大專項“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備專項”全面啟動“改造升級工程”，支持重點(diǎn)領(lǐng)域企業(yè)用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)批量置換進(jìn)口數(shù)控系統(tǒng)。華中數(shù)控當(dāng)仁不讓，成為“換腦工程”的主力。
“中國大腦”由此又有了新的重任：將大幅提升重點(diǎn)領(lǐng)域制造裝備自主可控能力，同時以可靠的品質(zhì)保衛(wèi)工業(yè)信息安全。
52秒拼出高交會LOGO 華數(shù)機(jī)器人“一戰(zhàn)成名”
2014年11月16日，深圳高交會開幕式上，3個1米多高的華數(shù)機(jī)器人翩翩起舞，在1分鐘之內(nèi)靈巧地拼出了由12個方塊組成的高交會LOGO……
全場轟動。外國專家和客商大為震驚，不相信這是中國自己造的機(jī)器人。
臺下，時任深圳華數(shù)機(jī)器人有限公司（華中數(shù)控全資子公司）常務(wù)副總經(jīng)理的田茂勝，額頭、手心全是汗——國產(chǎn)機(jī)器人的聲譽(yù)，在此一舉。
? ? ? ?“這涉及到機(jī)器人的3個關(guān)鍵指標(biāo)：速度、重復(fù)定位精度和協(xié)同性。”3月28日，在采訪中，曾參與這3個機(jī)器人裝配及調(diào)試的工程師黃學(xué)彬告訴我們，讓3個機(jī)器人做一樣的動作很簡單，但要為它們設(shè)計互不干擾的行動軌跡，并保證落點(diǎn)精確，就非常難。稍有閃失，機(jī)器人輕則偏離軌道，重則“打架”。“因為掌握了機(jī)器人研發(fā)中關(guān)鍵的數(shù)控、伺服、電機(jī)等核心技術(shù)，深圳高交會組委會才會邀請華數(shù)機(jī)器人在開幕式上進(jìn)行表演。”
這是機(jī)會，也是一次高難度的挑戰(zhàn)。
華中數(shù)控當(dāng)時面臨的第一個難題是，深圳華數(shù)沒有組裝好的機(jī)器人。
從生產(chǎn)整機(jī)的重慶華數(shù)調(diào)運(yùn)。很快，3個嶄新的6關(guān)節(jié)機(jī)器人運(yùn)抵深圳。同時，伺服電機(jī)也從武漢運(yùn)抵深圳。關(guān)鍵的數(shù)控系統(tǒng)，還是華中8型“中國大腦”。
最難的是，如何才能讓3個6關(guān)節(jié)機(jī)器人在1分鐘之內(nèi)完成復(fù)雜的協(xié)同動作。
“臺上一分鐘，臺下十年功。”田茂勝說，沒有別的辦法，只有反復(fù)練。
7名華中數(shù)控的工程師在展館旁住了下來，每天先用軟件模擬機(jī)器人的動作，然后不斷地在現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)試、優(yōu)化表演方案。
臨近開幕式那幾天，田茂勝每天晚上都要到舞臺上把廢寢忘食的工程師們趕回房間睡覺。雖然幾個小時后，他們一醒來就又會馬上跑回展臺現(xiàn)場。
最終，當(dāng)3個機(jī)器人在國內(nèi)外專家及客商的注視中，穩(wěn)穩(wěn)地放下最后的方塊時，計時器定格在“52秒”。
華數(shù)機(jī)器人，一戰(zhàn)成名。
當(dāng)天，就有客戶用18萬元的價格買走其中一個參加表演的機(jī)器人。高交會上，華中數(shù)控的展臺被擠得水泄不通，田茂勝的手機(jī)也被打得發(fā)燙。
“中國大腦”怎么還能控制機(jī)器人？
? ? ? ? 田茂勝解釋，如今，華中數(shù)控開發(fā)的“中國大腦”已經(jīng)包括60多種專用系統(tǒng)，可以廣泛應(yīng)用于各類數(shù)控設(shè)備。最高配置的“華中8型”848，可以同時“指揮”6臺數(shù)控機(jī)床和2個機(jī)器人。
? ? ? ? 一戰(zhàn)成名，其實(shí)籌備已久。2013年起，華中數(shù)控就開始向工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域拓展。此后以武漢為總部，迅速在全國進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的布局，重慶、泉州、深圳、東莞、佛山、蘇州等地均在其中。
? ? ? ? 2016年，華中數(shù)控完成從工業(yè)機(jī)器人的關(guān)鍵部件、機(jī)器人本體，到智能產(chǎn)線系統(tǒng)集成的全產(chǎn)業(yè)鏈布局。
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