導讀

本文為華中數控股份有限公司董事長，國家數控系統工程技術研究中心主任，博導陳吉紅先生的報告，報告分為五大部分，數控機床轉型升級方向，機床的演化與智能機床的三階段，新一代智能機床（iNC-MT）與智能數控系統（iNC-）的探索與實踐，智能制造人才培養和華中數控簡介。

陳吉紅董事長分別從制造業大趨勢、數控技術自動化轉型升級、機床設備智能化轉型升級、何為智能制造、德國工業4.0與美國CPS對我們的啟發以及華中數控新一代智能數控系統（iNC）和智能機床（iNC-MT）的應用實踐，智能制造人才培養等情況作出簡介，報告深入淺出、通俗易懂，理論研究結合實際應用，具有非常好的落地指導價值！

2018年4月9日，武漢華中數控股份有限公司在上海隆重推出iNC智能數控系統概念機，同時亮相的還有配套iNC的寶雞機床智能數控機床概念機iNC-MT。與以往推出的智能數控系統和智能數控機床不同的是，由華中數控和寶雞機床聯合推出的iNC和iNC-MT中引入了新一代人工智能技術-大數據智能，將以大數據深度學習為代表的新一代人工智能技術渾然天成地融合到數控系統和數控機床中，在iNC智能數控系統平臺上，集成了NC App Store功能，可以由用戶利用數控機床加工過程中的大數據，開發自己的App。在首次推出的概念機的NC App Center中，集成了18個智能化App，可以實現品質提升、工藝優化、健康保障、管理增效等效果。

在我國加快轉變經濟發展方式，機床市場需求發生重大變化的新常態下，我國機床行業面臨巨大的轉型升級壓力。

數控機床正從數字化機床（NumericalControl Machine Tools）向智能化機床（Smart Machine Tools，SMT）方向發展。但智能化機床尚處于起步階段，還未取得實質性的研究進展和顯著的應用成效。究其原因，主要是智能機床在自感知和自學習技術方面，未取得革命性的突破，最終導致機床智能化功能的適用性和有效性不夠。

近年來，大數據、云計算和新一代人工智能技術取得了群體性、革命性的突破。新一代人工智能技術與先進制造技術深度融合所形成的新一代智能制造技術，成為了新一輪工業革命的核心驅動力。

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（Intelligent Machine Tools，iMT），將為數控機床產業帶來新的變革。這將是中國機床行業“換道超車”，最終實現從“跟跑”到“領跑”的重大機遇。

在中國工程院、工信部的指導和支持下，華中數控、寶雞機床、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：

★自主感知：通過獨創的“指令域”大數據匯聚方法，按毫秒級采樣周期匯集數控系統內部電控數據、插補數據，以及溫度、振動、視覺等外部傳感器數據，形成數控加工指令域“心電圖”和“色譜圖”。伺服驅動系統既是“執行器”，又是“感知器”。實現了數控加工過程的狀態信息和工況信息的自主感知，建立了數控機床的全生命周期“數字雙胞胎”（Digital Twins）和“人-信息-物理系統”（Human-Cyber-Physical Systems, HCPS）。

★自主學習：在大數據、云計算和新一代人工智能技術的基礎上，建立了大數據智能（可視化、大數據分析和深度學習）的開放式技術平臺，形成智能機床共創、共享、共用的研發模式和商業模式的生態圈。從大數據中隱含的“關聯關系”中，應用大數據智能技術，進行自主學習，獲得數控加工智能化控制知識，通過開放的技術平臺，實現智能控制策略、知識的積累和共享。

★自主決策：根據數控加工的實時工況和狀態信息，利用自主學習所獲得的智能控制策略和知識，形成多目標優化加工的智能控制“i-代碼”。

★自主執行：通過獨創的“雙碼聯控”控制技術，實現了傳統數控加工的“G-代碼”（第一代碼）和多目標優化加工的智能控制“i-代碼”（第二代碼）的同步運行，達到數控加工的優質、高效、可靠、安全和低耗的目的。

在以上技術基礎上，華中數控與寶雞機床率先研制了基于新一代人工智能技術的智能數控系統（iNC）和智能機床（iNC-MT）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。