“数控一代”--中国智能制造的崛起

一.什么是数控一代

    当今，机械产品在工业发展中不断创新，数控技术已成为中国智能制造的巨大驱动力，数控技术是用数字信息技术对工作过程和机械运动进行控制的技术，数控装备是信息技术与机械技术深度融合的典型体现。所谓数控一代就是将数控技术及产品（包括数控系统和驱动装置等）与各行各业的机械设备有机融合，实现机械设备的数字化控制，从而引发机械产品本身内涵发生根本性变化，使产品的功能极大丰富、性能发生质的飞跃，全面提升机械产品的质量水平和市场竞争力。综观全球实现产业结构调整和机械产品升级的历程（图1）：蒸汽机技术使机械工业由人力制作时代进入机械化时代，电气技术使机械工业由机械化时代进入电气化时代，数控技术正在使机械工业由电气化时代跃升为数字化时代；在可预见的将来，机械工业将由数字化时代进入智能化时代。可以看到，对于驱动和控制系统的创新具有鲜明的特征，具有本质的规律，可以普遍运用于各种机械产品创新，可以引起机械产品的升级换代，引起机械工业的深刻变革。这也是“数控一代”这样一个概念的缘由和根据。

图1：机械产品的升级换代

二.发展数控一代的重要意义

    1.机械产品创新是机械工业科学发展的关键

    机械产业的发展是以科学发展为主题，以加快转变经济发展方式为主线。加快转变经济发展方式，必须加快推进产业结构的调整优化，核心是产品的技术创新和升级换代。

    经过多年的不断发展，中国机械工业实现了历史性的跨越式发展，制造业生产总值成为世界第一，我们国家已经成为“制造大国”。但是，我们还不是“制造强国”，机械工业还没有摆脱粗放型、外延式发展的模式，核心技术和关键技术掌握得不多，自主创新的产品少，附加值不高，核心竞争力不强。综观世界，中国制造既面临其他新兴发展中国家的低中端竞争，又面临西方发达国家重振先进制造业的压力，在全球制造产业新的调整中既面临大好发展机遇，又面临极为严峻的挑战。面临的挑战很多，问题主要有两个：产品质量问题和产品创新问题，因而，产品创新和产品质量应该成为今后一段时期机械工程科技进步的主要方向。

    应用数控技术实现我国机械产品的全面创新和升级换代，非常必要，完全可能，对于我国机械工业的科学发展，具有重要的战略意义。

    2.数控化是全面创新机械产品的有效途径

    机械产品的创新可以有多种途径，主要的有两种方法：一是创新工作原理或者说工作装置；二是创新运动的驱动和控制系统。传统机械产品的构成如图2所示，包括动力装置、传动装置、工作装置。工作装置的创新是根本性的，极为重要，千百年来，人们一直在不断创造出各种新的机械，形成了适用于完成各种不同任务的成千上万的机械产品。数控化则是对于机械运动的驱动和控制系统的创新，数控机械产品的构成如图2所示。

图2.传统机械产品的构成

    数控化是创新机械产品的有效途径，其核心的技术路线是用伺服电机驱动系统取代传统机械中的动力装置与传动装置，更重要的是用计算机控制系统对机械运动与工作过程进行控制。数控技术的核心是数字化，是先进的信息技术与自动控制、机械制造技术相结合的集成技术，是机械产品创新的使能技术。数控技术的应用引起机械产品本身的内涵发生根本性变化，使机械产品的功能极大丰富，性能发生质的变化，可以从根本上提高机械产品的水平和市场竞争力。

图3数控机械产品的构成

    应用数控技术对机械产品进行创新具有以下显著特点：

    (1)先进有效：产品功能、性能、质量均极大提高，同时，机械结构大大简化，节省能源和材料；

    (2)由于实现了数字控制，为各种先进信息技术的进一步应用乃至于将来实现智能化奠定了基础；

    (3)可行性强：创新方案与技术路线具体明确、相关技术成熟可靠；

    (4)应用面广：适用于各行各业机械产品的全面创新。