打造數(shù)控系統(tǒng)中國“芯”

■科技創(chuàng)新 教育力量·高校科技創(chuàng)新成果巡禮 

“請幫我編寫一個車削直徑40mm、長度30mm、螺距1.5mm的外螺紋加工程序，使用一號刀進(jìn)行加工，使用切削循環(huán)模式，主軸正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為410。”“代碼生成，請確認(rèn)?！薄按a正在一鍵傳送?！薄凹庸こ绦蚪鉀Q方案下發(fā)至機(jī)床操作成功，請知悉！”

在近期舉行的中國數(shù)控機(jī)床展覽會上，數(shù)控工程師與華中9型智能數(shù)控系統(tǒng)AI數(shù)控助手的對話火熱“出圈”。這款由華中科技大學(xué)國家智能設(shè)計(jì)與數(shù)控技術(shù)創(chuàng)新中心和武漢華中數(shù)控股份有限公司自主研發(fā)的華中9型數(shù)控系統(tǒng)，是世界上首個搭載AI芯片的智能數(shù)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了中國數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)從“跟跑”到“領(lǐng)跑”的“換道超車”。

數(shù)控機(jī)床被譽(yù)為現(xiàn)代工業(yè)的“神奇魔棒”和“手術(shù)刀”，從智能手機(jī)到飛機(jī)，都離不開高精度的數(shù)控機(jī)床。數(shù)控系統(tǒng)則是數(shù)控機(jī)床的“大腦”。長久以來，先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)一直掌握在外國企業(yè)手中。用中國“大腦”裝備中國制造，成為一代又一代科研人員的追求和目標(biāo)。

2018年，國家智能設(shè)計(jì)與數(shù)控技術(shù)創(chuàng)新中心（以下簡稱“國智中心”）聯(lián)合武漢華中數(shù)控股份有限公司（以下簡稱“華中數(shù)控”）攻堅(jiān)克難，奮勇突破技術(shù)難關(guān)。國智中心副主任、華中數(shù)控董事長陳吉紅說：“沖破封鎖線，我們不服這口氣?！眻F(tuán)隊(duì)百人歷經(jīng)十余輪百日攻關(guān)，率先在數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化數(shù)控系統(tǒng)三方面開展了探索和實(shí)踐，形成了完整的思想體系和技術(shù)創(chuàng)新，自主研發(fā)了華中9型新一代智能數(shù)控系統(tǒng)，這也是世界首臺具備自主學(xué)習(xí)、自主優(yōu)化補(bǔ)償能力的iNC智能數(shù)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過綜合應(yīng)用空間誤差補(bǔ)償、智能溫度管控、智優(yōu)曲面等智能化技術(shù)，使得新能源汽車渦旋壓縮機(jī)零件加工精度比國外系統(tǒng)提升了10%到20%，達(dá)到世界先進(jìn)水平。“性能上的核心技術(shù)指標(biāo)，硬給攻克下來了?！?/p>

華中9型智能數(shù)控系統(tǒng)的“大腦”里面裝著大量“數(shù)控工程師”的經(jīng)驗(yàn)，讓它具備自覺感知、自主學(xué)習(xí)、自主決策、自主執(zhí)行的能力。

數(shù)據(jù)顯示，這款A(yù)I“最強(qiáng)大腦”可以讓故障診斷系統(tǒng)通過半年的訓(xùn)練，處理能力達(dá)到入職三年的工程師水平。這是怎么做到的呢？原來，團(tuán)隊(duì)在多年的數(shù)控應(yīng)用場景中累積了豐富的數(shù)據(jù)、專家知識及外部特色資源，融合本地大模型及知識圖譜技術(shù)，共同構(gòu)建出華中9型生成式故障診斷智能決策支持系統(tǒng)——能夠理解并處理復(fù)雜的故障描述，從而生成具有操作性的解決策略，系統(tǒng)背后的智能算法也會不斷從用戶反饋及新的故障案例中學(xué)習(xí)，以不斷提高診斷的準(zhǔn)確率和效率及處理未知故障的能力。同時，華中9型智能工藝優(yōu)化技術(shù)具有數(shù)控加工程序驗(yàn)證、機(jī)床運(yùn)動仿真、加工過程實(shí)體仿真等功能，可以實(shí)現(xiàn)對三軸及多軸機(jī)床的數(shù)控加工過程的仿真和驗(yàn)證，并可以在實(shí)際加工前對加工過程的切削負(fù)載進(jìn)行預(yù)測，實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工程序的優(yōu)化，有效縮短用戶加工準(zhǔn)備時間，提高加工效率。

擁有“最強(qiáng)大腦”的華中9型智能數(shù)控系統(tǒng)還有著“開放胸襟”，能提供開放平臺，定制個性化專屬APP，以遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)對機(jī)床的監(jiān)控管理。

匯聚共享、統(tǒng)一賦碼，實(shí)現(xiàn)“一數(shù)一源、一源多用”。團(tuán)隊(duì)建立了平臺和數(shù)據(jù)資源共享機(jī)制，為高校、科研院所、軟件集成企業(yè)、機(jī)床企業(yè)、終端用戶提供深度開放的智能數(shù)控系統(tǒng)平臺，形成數(shù)控機(jī)床綜合補(bǔ)償系統(tǒng)、刀具切削狀態(tài)監(jiān)控等一系列自主開發(fā)的APP，共同打造數(shù)控行業(yè)智能應(yīng)用生態(tài)圈，推動新一代人工智能技術(shù)賦能數(shù)控技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展。目前，華中數(shù)控以華中9型智能數(shù)控系統(tǒng)為平臺，與江西佳時特精密機(jī)械有限公司、寶雞機(jī)床集團(tuán)有限公司等多家機(jī)床企業(yè)一起實(shí)現(xiàn)“深度融合、聯(lián)合攻關(guān)、協(xié)同創(chuàng)新”，研制不同領(lǐng)域、多種類型的智能機(jī)床，推動機(jī)床的智能化轉(zhuǎn)型升級，助力機(jī)床行業(yè)“由絲入微，提質(zhì)增效”。

當(dāng)前，數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能化升級春潮涌動，機(jī)床產(chǎn)業(yè)迎來新的變革。陳吉紅表示，“更精、更快、更智能”是中國制造的發(fā)展趨勢，更是國智中心與華中數(shù)控多年堅(jiān)守的初心?！拔覀円弥袊竽X’，裝備中國制造，矢志不渝、不懈奮斗，為數(shù)控系統(tǒng)裝上中國‘芯’，走出一條中國機(jī)床智能化跨越式發(fā)展新路?！标惣t說。

《中國教育報》2024年06月21日第1版