隨著新技術(shù)在制造業(yè)應(yīng)用的推廣及深入，中國機械行業(yè)內(nèi)外對制造業(yè)如何升級轉(zhuǎn)型的探索也在日益發(fā)酵。
一個普遍的觀點是，過去30年中國制造業(yè)取得成功依賴的是“勤勞的雙手”，而未來的競爭是一場不折不扣的“技術(shù)競爭”。若想繼續(xù)成為世界制造業(yè)巨頭，必須依靠“智慧的大腦”。
沒有硝煙的戰(zhàn)場
3D打印、機器換人、大數(shù)據(jù)制造……這些頻繁出現(xiàn)的數(shù)據(jù)無一不在提醒我們，當(dāng)下科技界三種飛速發(fā)展的技術(shù)——“人工智能、機器人和數(shù)字制造”，這些將重新構(gòu)筑制造業(yè)的競爭格局，而如果將人工智能、機器人和數(shù)字制造技術(shù)綜合集成應(yīng)用于制造業(yè)，那將絕對是一場真正意義上的“制造業(yè)革命”。
早些年，外媒曾發(fā)表觀點：未來20年里，美國將利用新技術(shù)挖空中國的制造業(yè)，并重新在制造業(yè)領(lǐng)域獲取“絕對競爭優(yōu)勢”。
中國工程院院長周濟也指出，當(dāng)前我國制造業(yè)也面臨前所未有的挑戰(zhàn)，從外部看，一方面西方發(fā)達國家依靠科技創(chuàng)新，搶占國際競爭制高點、經(jīng)濟發(fā)展核心競爭力，謀求未來發(fā)展的主動權(quán)。例如蘋果公司通過產(chǎn)品模式創(chuàng)新、各種最新技術(shù)的集成創(chuàng)新，成功引領(lǐng)了信息產(chǎn)品的發(fā)展方向。再如美國頁巖氣開發(fā)技術(shù)的突破，引起了一場頁巖氣革命，對世界的能源格局乃至政治、經(jīng)濟發(fā)展都產(chǎn)生了極為深刻的影響。
另一方面，印度、越南、印尼等發(fā)展中國家則以更低的勞動力成本承接勞動密集型產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移，搶占制造業(yè)的中低端。我國制造業(yè)正面臨來“前后夾擊”雙重挑戰(zhàn)。
與此同時，從內(nèi)部來看，我國經(jīng)濟發(fā)展已由較長時期的高速增長進入中低增長階段，對經(jīng)濟發(fā)展的主導(dǎo)力量——制造業(yè)驅(qū)動創(chuàng)新、轉(zhuǎn)型升級提出了緊迫的要求。
周濟說，制造業(yè)數(shù)字化、智能化是新的工業(yè)革命的核心。先進制造技術(shù)創(chuàng)新的內(nèi)涵包含了產(chǎn)品創(chuàng)新、制造技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)模式創(chuàng)新三個方面。數(shù)字化、智能化技術(shù)是產(chǎn)品創(chuàng)新和制造技術(shù)創(chuàng)新的共性使能技術(shù)，并深刻改革制造業(yè)的生產(chǎn)模式和產(chǎn)業(yè)形態(tài)，是新的工業(yè)革命的核心技術(shù)。
不過對機械產(chǎn)品而言，數(shù)控技術(shù)是實現(xiàn)機械產(chǎn)品創(chuàng)新的顛覆性共性使能技術(shù)，核心是數(shù)字化。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用使機械產(chǎn)品的內(nèi)涵發(fā)生了根本性變化，使產(chǎn)品功能極大豐富，性能發(fā)生質(zhì)的變化，從根本上提高產(chǎn)品水平和市場競爭力，并且使機械產(chǎn)品向智能化進行發(fā)展。
數(shù)控機床應(yīng)為典范
周濟強調(diào)：“說起數(shù)控，就要提及數(shù)控機床，但這顯然不是全部，只能說數(shù)控機床是應(yīng)用數(shù)控技術(shù)創(chuàng)新機械產(chǎn)品的典范”。他表示，數(shù)控技術(shù)是一種共性使能技術(shù)，可應(yīng)用于對各種機械產(chǎn)品進行創(chuàng)新升級。比如注塑機的數(shù)控化和智能化，注塑成形是最有效的塑料成型方法。
提到數(shù)控機床，可能很多人都不是特別了解，可它卻是眾多工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)的基礎(chǔ)支柱。作為典型的機電一體化產(chǎn)品，數(shù)控機床可以解決復(fù)雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動化機床，代表了現(xiàn)代機床控制技術(shù)的發(fā)展方向。
中國目前一些行業(yè)的勞動力成本的不斷上升，隨之出現(xiàn)的“用工荒”為數(shù)控機床提供了又一具有潛力的應(yīng)用領(lǐng)域——智能制造。中國企業(yè)越來越多地向智能制造轉(zhuǎn)型以減輕人力短缺的影響，企業(yè)需要能夠720小時連續(xù)不斷高質(zhì)量運轉(zhuǎn)的機床設(shè)備，這就使得機床設(shè)備的可靠性變得尤其重要。
特別是近來，數(shù)控機床與工業(yè)機器人的配合使用更使得智能生產(chǎn)或者“無人化”工廠成為發(fā)展趨勢。
在周濟看來，數(shù)控一代和智能一代是信息化和工業(yè)化深度融合的產(chǎn)物，可以看到機械產(chǎn)品的數(shù)控化和智能化創(chuàng)新具有鮮明的特征、本質(zhì)的規(guī)律，可以普遍運用于各種機械產(chǎn)品創(chuàng)新，可以引起機械產(chǎn)品的升級換代，引起機械工業(yè)的深刻變革。這也是現(xiàn)在提出“數(shù)控一代”和“智能一代”概念的緣由和根據(jù)。
二次開發(fā)是瓶頸
西門子（中國）有限公司工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域驅(qū)動技術(shù)集團運動控制部數(shù)控驅(qū)動業(yè)務(wù)總經(jīng)理許政順認為，所謂智能制造就是數(shù)控機床產(chǎn)品除了完成直接加工任務(wù)之外，更應(yīng)提升產(chǎn)品工藝適應(yīng)性，能夠適應(yīng)不同行業(yè)、不同產(chǎn)品的加工特點，這是智能制造必不可少的，而要達到這些要求就需要機床設(shè)備擁有一個足夠開放的數(shù)控系統(tǒng)平臺，只有在一個開放性的系統(tǒng)上，用戶才有機會把各種最新的創(chuàng)意和想法融到機床設(shè)計制造中。
然而目前的普遍情況是產(chǎn)品同質(zhì)化泛濫，出現(xiàn)這一情況的原因在于，很多制造商在使用上過于追求簡便、省事，采用一些進入中國市場較早的封閉性極強的數(shù)控系統(tǒng)，最終導(dǎo)致裝備極為標(biāo)準(zhǔn)化，工藝適應(yīng)性差，產(chǎn)品雷同，最終成為低端產(chǎn)能的推手。
“這就如同傻瓜相機和智能相機�！痹S政順表示，“傻瓜式”的CNC產(chǎn)品，用戶調(diào)整的內(nèi)容很少，使用方便，但系統(tǒng)開放程度不足，許多核心和關(guān)鍵功能的使用受到限制，不利于進一步研發(fā)和擴大使用范圍，最終也只能導(dǎo)致低產(chǎn)能的市場現(xiàn)象。
然而數(shù)控平臺二次開發(fā)并非易事。威海華東數(shù)控股份有限公司曾在高鐵軌道磨市場獲益頗多，其公司負責(zé)人當(dāng)時在接受采訪時表示，公司生產(chǎn)的第一臺用于機車軌道博格板磨床的軟件是公司花10萬歐元進口德國的軟件，約占一臺產(chǎn)品售價的十分之一。
據(jù)了解，數(shù)控系統(tǒng)硬件部分的核心是高效的運算平臺和一組控制設(shè)備的接口，也就是說，數(shù)控硬件部分可以看做是一臺工業(yè)計算機。從這方面來看，無論是工業(yè)控制電源、工業(yè)控制計算機主板、還是其他嵌入式設(shè)備，我國的產(chǎn)業(yè)化水平都很高。
而問題在于數(shù)控系統(tǒng)的另一組成部分——軟件。數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)方案中軟件承載著數(shù)控系統(tǒng)的運動控制、邏輯控制和人機交互等主要功能。同時，在數(shù)控系統(tǒng)硬件趨同化的趨勢下，軟件正在成為系統(tǒng)中重要的價值構(gòu)成部分。因此，軟件產(chǎn)業(yè)化的問題已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。
然而我國數(shù)控系統(tǒng)供應(yīng)商的創(chuàng)業(yè)之路大多都始于某個數(shù)控系統(tǒng)核心技術(shù)的突破，然后由核心技術(shù)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，再通過產(chǎn)品逐步滾動，逐步發(fā)展起來。
因此，我國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)規(guī)模都比較小，缺乏相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的支撐。加上數(shù)控產(chǎn)品同質(zhì)化導(dǎo)致的價格惡性競爭，產(chǎn)品利潤率都處于較低水平，因此能夠支持的軟件開發(fā)團隊規(guī)模更是非常有限。
此外，目前我國數(shù)控軟件的開發(fā)模式與其他應(yīng)用領(lǐng)域的軟件開發(fā)模式也存在較大差距。這是由于數(shù)控軟件要求具有實時性、嵌入式特征以及面向特定制造工藝特殊分析的特點，使得數(shù)控軟件行業(yè)準(zhǔn)入門檻較高，一般的軟件企業(yè)較難深入這一領(lǐng)域。
由于我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)源于某個技術(shù)關(guān)鍵點的突破，缺乏系統(tǒng)的需求分析，沒有很好的進行抽象和概念、邏輯設(shè)計，造成的結(jié)果是很難從以往的產(chǎn)品中提取出一些有用的、共性的技術(shù)為后來的產(chǎn)品所使用。加之，國內(nèi)很多公司的產(chǎn)品很少具有連續(xù)性，往往是新的一個產(chǎn)品完全重起爐灶，和老的產(chǎn)品沒有半點關(guān)系，在這種開發(fā)模式下，軟件功能完善程度，軟件產(chǎn)品的可靠性，可持續(xù)發(fā)展能力都受到很大的局限。在整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，低水平的重復(fù)研發(fā)的現(xiàn)象也較為普遍，使得技術(shù)積累緩慢。
如此一來，憑借我國目前控制軟件的開發(fā)模式很難與國際知名數(shù)控廠商進行有效地競爭。因此，如何借鑒其他應(yīng)用領(lǐng)域軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗已經(jīng)成為數(shù)控產(chǎn)業(yè)改進軟件開發(fā)模式的一個重要問題。
