數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)鍵在控制軟件產(chǎn)業(yè)化

　　據(jù)了解，無(wú)論是工業(yè)控制電源、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板、還是其他嵌入式設(shè)備，我國(guó)的產(chǎn)業(yè)化水平都很高。問(wèn)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(yùn)動(dòng)控制、邏輯控制和人機(jī)交互等主要功能。同時(shí)，在數(shù)控系統(tǒng)硬件趨同化的趨勢(shì)下，軟件正在成為系統(tǒng)中重要的價(jià)值構(gòu)成部分。因此，軟件產(chǎn)業(yè)化的問(wèn)題已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。

　　一套高檔機(jī)床的軟件價(jià)格究竟有多貴？

　　威海華東數(shù)控股份有限公司董事長(zhǎng)湯世賢曾經(jīng)接受記者采訪時(shí)談道：“我們生產(chǎn)的第一臺(tái)用于機(jī)車(chē)軌道博格板磨床的軟件是公司花10萬(wàn)歐元進(jìn)口德國(guó)的軟件，約占我們一臺(tái)博格板磨床售價(jià)的十分之一。”

　　正是因?yàn)槠鋬r(jià)格昂貴，華東數(shù)控決定在西門(mén)子的系統(tǒng)上自行承擔(dān)軟件的開(kāi)發(fā)任務(wù)。經(jīng)過(guò)半年的努力，公司開(kāi)發(fā)的軟件成功運(yùn)用在后來(lái)承接的26臺(tái)博格板磨床上。而這一舉措，也給華東數(shù)控2009年的業(yè)績(jī)添色不少。

　　然而，這也反映出我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的軟肋———控制軟件的開(kāi)發(fā)能力不強(qiáng)。

　　開(kāi)發(fā)模式落后

　　據(jù)了解，數(shù)控系統(tǒng)硬件部分的核心是高效的運(yùn)算平臺(tái)和一組控制設(shè)備的接口，也就是說(shuō)，數(shù)控硬件部分可以看做是一臺(tái)工業(yè)計(jì)算機(jī)。從這方面來(lái)看，無(wú)論是工業(yè)控制電源、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板、還是其他嵌入式設(shè)備，我國(guó)的產(chǎn)業(yè)化水平都很高。業(yè)內(nèi)人士表示，我國(guó)是世界上最大的PC制造國(guó)，我們有能力自主開(kāi)發(fā)、制造高性能、高可靠性的通信設(shè)備，因此，只要將對(duì)PC、通信設(shè)備等產(chǎn)業(yè)的支持條件轉(zhuǎn)接在數(shù)控產(chǎn)業(yè)上，那么實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)硬件的產(chǎn)業(yè)化是完全沒(méi)有問(wèn)題的。

　　而問(wèn)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(yùn)動(dòng)控制、邏輯控制和人機(jī)交互等主要功能。同時(shí)，在數(shù)控系統(tǒng)硬件趨同化的趨勢(shì)下，軟件正在成為系統(tǒng)中重要的價(jià)值構(gòu)成部分。因此，軟件產(chǎn)業(yè)化的問(wèn)題已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。

　　大連光洋科技工程有限公司總工程師陳虎認(rèn)為，目前我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)供應(yīng)商的創(chuàng)業(yè)之路大多都始于某個(gè)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(guò)產(chǎn)品逐步滾動(dòng)，逐步發(fā)展起來(lái)。因此，我國(guó)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(jià)格惡性競(jìng)爭(zhēng)，產(chǎn)品利潤(rùn)率都處于較低水平，因此能夠支持的軟件開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)規(guī)模更是非常有限。

　　陳虎覺(jué)得，對(duì)于目前我國(guó)的數(shù)控產(chǎn)業(yè)而言，數(shù)控系統(tǒng)軟件的產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題不是一兩個(gè)高性能插補(bǔ)算法或某些高性能控制指標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)的技術(shù)問(wèn)題，而是數(shù)控軟件整體開(kāi)發(fā)模式的問(wèn)題。

　　由于我國(guó)數(shù)控產(chǎn)業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)源于某個(gè)技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)的突破，缺乏系統(tǒng)的需求分析，沒(méi)有很好的進(jìn)行抽象和概念、邏輯設(shè)計(jì)，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(lái)的產(chǎn)品所使用。加之，國(guó)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(gè)產(chǎn)品完全重起爐灶，和老的產(chǎn)品沒(méi)有半點(diǎn)關(guān)系，在這種開(kāi)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(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)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(lái)，憑借我國(guó)目前控制軟件的開(kāi)發(fā)模式很難與國(guó)際知名數(shù)控廠商進(jìn)行有效地競(jìng)爭(zhēng)。

　　此外，目前我國(guó)數(shù)控軟件的開(kāi)發(fā)模式與其他應(yīng)用領(lǐng)域的軟件開(kāi)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(shí)時(shí)性、嵌入式特征以及面向特定制造工藝特殊分析的特點(diǎn)，使得數(shù)控軟件行業(yè)準(zhǔn)入門(mén)檻較高，一般的軟件企業(yè)較難深入這一領(lǐng)域。

　　因此，如何借鑒其它應(yīng)用領(lǐng)域軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)成為數(shù)控產(chǎn)業(yè)改進(jìn)軟件開(kāi)發(fā)模式的一個(gè)重要問(wèn)題。

　　軟件開(kāi)發(fā)與應(yīng)用脫節(jié)

　　業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，低水平的重復(fù)研發(fā)不僅僅體現(xiàn)在開(kāi)發(fā)模式上，還體現(xiàn)在數(shù)控軟件的應(yīng)用技術(shù)手段上。由于數(shù)控軟件需求的特殊性，致使其它計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的軟件技術(shù)向數(shù)控軟件開(kāi)發(fā)領(lǐng)域滲透較慢。

　　近十年來(lái)，在設(shè)計(jì)模式上其他應(yīng)用領(lǐng)域的軟件技術(shù)上都有許多重要的發(fā)展，例如從面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析設(shè)計(jì)方法正在向面向服務(wù)的系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)方法衍變。而數(shù)控軟件領(lǐng)域基本還停留在結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)階段，這些技術(shù)手段對(duì)于支撐更完善功能的控制器及更有效地利用計(jì)算機(jī)硬件資源是不利的。

　　“數(shù)控產(chǎn)業(yè)軟件開(kāi)發(fā)的另一個(gè)重要的問(wèn)題就是數(shù)控軟件開(kāi)發(fā)與應(yīng)用脫節(jié)。”陳虎說(shuō)，首先從國(guó)產(chǎn)控制系統(tǒng)的功能層面上就可以看出，國(guó)產(chǎn)控制系統(tǒng)的基本功能僅包含最通用的G代碼功能，除了典型數(shù)控車(chē)床和數(shù)控銑床外，很少包含其他設(shè)備如加工中心的功能。磨削機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的軟件產(chǎn)品更是基本空白，面向機(jī)床調(diào)試的PLC調(diào)試功能、伺服調(diào)試和參數(shù)整定功能基本也是空白。而能夠?qū)崿F(xiàn)上述功能的數(shù)控軟件已經(jīng)廣泛出現(xiàn)在國(guó)外廠商的普及型數(shù)控系統(tǒng)中。

　　“作為數(shù)控軟件，未能預(yù)見(jiàn)到可能的工藝需求，以及未能在體系結(jié)構(gòu)中具備融合應(yīng)用技術(shù)的接口，這將是先天缺陷。”陳虎說(shuō)。

　　三方面入手推進(jìn)軟件產(chǎn)業(yè)化

　　中國(guó)機(jī)床工具協(xié)會(huì)數(shù)控系統(tǒng)分會(huì)人士認(rèn)為，消除數(shù)控系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)短板，推進(jìn)數(shù)控產(chǎn)業(yè)化，從而提升我國(guó)裝備制造業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力已是當(dāng)務(wù)之急。而要實(shí)現(xiàn)數(shù)控軟件的產(chǎn)業(yè)化可以從管理模式開(kāi)放化、技術(shù)方法工程化、領(lǐng)域架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化三個(gè)方面突破。

　　由于數(shù)控軟件產(chǎn)業(yè)的相關(guān)技術(shù)鏈比較長(zhǎng)，涉及機(jī)械、電子、自動(dòng)控制等諸多技術(shù)領(lǐng)域；而我國(guó)的數(shù)控制造商都屬于中小型企業(yè)，大多不具備完整而強(qiáng)大的技術(shù)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈的支持，因此，要將現(xiàn)有的管理模式開(kāi)放化，集中相關(guān)產(chǎn)業(yè)的合力，突破數(shù)控產(chǎn)業(yè)的共性問(wèn)題，這才是實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)立足于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，與國(guó)際壟斷數(shù)控系統(tǒng)制造商競(jìng)爭(zhēng)的必由之路。

　　而所謂技術(shù)方法工程化則是指在提升軟件開(kāi)發(fā)能力的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化工程化的技術(shù)開(kāi)發(fā)水平，而不是尋求某一項(xiàng)或某幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的突破。從產(chǎn)業(yè)的角度來(lái)看，工程化技術(shù)能力的培育，遠(yuǎn)比關(guān)鍵技術(shù)的突破更重要，它是未來(lái)關(guān)鍵技術(shù)突破與應(yīng)用的重要支持。另一方面，數(shù)控產(chǎn)業(yè)軟件開(kāi)發(fā)模式與其他應(yīng)用領(lǐng)域的軟件開(kāi)發(fā)是基本相同的，其核心目的就是要用工程化方法構(gòu)建和維護(hù)有效的、高質(zhì)量的控制軟件。這也就是說(shuō)，當(dāng)技術(shù)方法工程化了以后，就可有效的借鑒其他領(lǐng)域軟件的開(kāi)發(fā)模式。

　　此外，由于數(shù)控機(jī)床裝備的多樣性，新型的制造裝備隨著制造工藝的革新不斷涌現(xiàn)，為保證數(shù)控軟件產(chǎn)品在較長(zhǎng)的生命周期中的適用性，并最大限度地避免低水平的重復(fù)開(kāi)發(fā)則需要一個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)。提供一個(gè)被全行業(yè)廣泛認(rèn)同的、面向領(lǐng)域解決法案的軟件架構(gòu)，就可使得企業(yè)按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)去開(kāi)發(fā)，有效避免低水平研發(fā)重復(fù)外還可實(shí)現(xiàn)行業(yè)整體的技術(shù)積累，其有效性已在發(fā)達(dá)國(guó)家的數(shù)控軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)。