w66中国数控机床“逆袭”之路

  数控是一种借助数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的方法。数控系统是指为实现数字控制功能而设计的一套解决方案,一般数控系统由三大部分组成:控制系统、伺服系统和位置测量系统。从数控系统的发展轨迹来看,一个大的趋势是,数控系统的体系结构从原有的专用嵌入式的封闭系统,逐步向通用开放的PC平台系统转变。

  嵌入式系统是一种为特定应用而设计的专用计算机系统,其特点是专用性强,相对封闭,系统资源有限。嵌入式系统的这些特征深深影响到数控系统的开发,在此技术轨道上,先进入者对后进入者形成了很高的技术和资产壁垒,后进入者想要开发数控系统是非常困难的,不仅缺乏有效的供应链,还会因为缺乏技术积累容易被领先者扼杀在“摇篮”里。这就是中国在上世纪80~90年代靠技术引进和市场洞开的条件下怎么也做不出数控系统的原因,也是朱志浩在2006年对自主开发国产数控系统没有信心的主要原因之一。

  PC平台的系统相比于嵌入式系统,最本质的区别在于软硬件的结合程度,嵌入式系统的软硬件结合非常紧密,而PC系统则可实现软硬件分离。这就意味着数控系统制造商可以直接在个人计算机的基础上进行软件开发,不用在硬件设计和建立供应链上花精力。而且PC系统平台拥有更优越的计算能力,硬件的升级换代更快。

  A公司的数控系统就是采用的PC系统平台,它让朱志浩兴奋,因为它为后进入者带来一个绕开嵌入式系统领先者优势的机会:可以外购PC主板(CPU),不需要专门设计硬件并拥有专门的芯片供应商,于是可以把更多的精力集中于算法的研究和软件的开发。

  2007年10月,沈阳机床集团设计研究院有限公司上海分公司正式成立,朱志浩担任研究院副院长,全权负责上海分公司(以下简称上海团队)。公司成立后,7名技术开发人员也立即进入了高强度的学习阶段。第一站是沈阳机床集团的车间现场,在那里,他们第一次对数控机床是什么有了客观的概念。一个月后,7人又被派去欧洲A公司接受数控系统的基础知识培训。

  这种学习方式,让刚毕业的年轻人从一开始就接触到了数控系统最本源的理论,从而形成了一种原始的、没有框架的、最基础的创新的可能性。在后来的开发中,大家敢在基础的理论上发挥想象,发散性的思维,也在这个过程中被慢慢培养起来。

  2008年1月,完成培训回国后,上海团队即刻投入到合资公司的产品合作开发当中。合作开发中,由A公司打包向上海团队提供底层技术,包括控制系统、总线、驱动器和接口等。但所有的数据和代码一律不向中方开放,唯一开放的内容是人机界面和译码的一部分,上海团队可以在对方提供的开发包上进行二次开发,但这些工作都没有涉及到数控系统最核心的部分,只是边缘性开发,例如修改用户界面中的文字或图标颜色。

  除此之外,A公司的高层还对上海团队有很强的防范心理,拒绝与中方的技术人员探讨任何有关技术问题的细节,同时也禁止他们的工程师对这方面的内容做出介绍。

  经过大半年的合作,上海团队深刻地意识到“市场换技术”的方式其实根本没有换来技术,因为外方根本就不会把核心技术交给自己。想要掌握核心技术,就只有自主研发一条路可以走。

  真正导致双方矛盾激化的焦点在于产品开发理念。朱志浩与机床用户打交道近20年,他坚持认为产品开发要面对客户,这样产品才能卖出去。而A公司一直占据高端市场,完全站在产品的角度看问题,完全不管中国市场是否接受,专注于高精尖技术。

  2008年下半年,朱志浩私下询问团队成员,如果完全自己做一个数控系统有没有把握,已经具备一定基础知识的开发人员回答说,可以,但是需要时间。于是,朱志浩决定甩开A公司自己干。不过,这样做就让关锡友不得不经历一个“漫长”的等待过程。

  2008年下半年,朱志浩决定自主开发数控系统,并开始组建一个完全进行自主开发的团队,除了原先的几位“元老”,又招进更多的新人。因为当时受到和A公司的合同束缚,这个新团队只能悄悄地进行“地下”开发工作,每次有A公司或者沈机的领导来视察,朱志浩就给这个小团队放假,或把门锁上。直到后来老莫(A公司老板)和老朱干掰了以后,老莫才明白他们在走自己的路。

  从2008年下半年开始自主开发,差不多4年时间里,朱志浩并没有什么特别苦恼的事,他说真正的问题是得一步步走下去,“沈机这边真没有给我们特别大的压力,压力都是关老板去扛着了。”但是朱志浩坦白地说,那时应该怎么走、能走到什么程度,心里是没有谱的。

  面临巨大的不确定性,只有一件事是肯定的,就是与外国企业的合作是一条死路。朱志浩说,因为关锡友最初也没想到数控系统完全可以自己做出来,“所以他一直说我是在偷偷地干。”但不论怎样,关锡友仍然坚持对朱志浩的信任和承诺:不干预。

  对此,朱志浩深感这种信任的宝贵和难得,直到2015年6月还说:“如果过程中间关锡友被换掉了,我们就夭折了。我做的这七八年中,我身边的朋友不断跟我说这个,问我孤注一掷值不值得,国有企业的领导说换就换了。换了就没有第二个人会以这种模式同意你这么做下去。”

  从2007年到2012年,上海团队处于完全的埋头研发状态。5年间,关锡友除了等待结果,没有任何其他办法。尤其是2012年,是关锡友最难过的一年:对数控开发项目的投资已经是第5年,上海团队已经花掉五六亿元,沈阳的库房里还有一堆做实验报废的机床,但关锡友却看不到成果。

  “老朱找我说又没钱了,还要3800万,我问你都花哪去了?这也看不着啊,他那除了计算机啥也没有。他说废品都给扔了,我说你得留着啊,审计要查就跟他说花这上面了啊……我不知道老朱承担了多少压力,我承担的压力就是没法交待。”

  关锡友甚至琢磨着把项目断掉。他说:“后来我着急了,就跟老朱说,别人都能拼(凑),你咋不能拼(凑)一个呢?老朱就是不干。他说他不做假的,就是要整一个线年从德国回来我就告诉自己,豁出来了,就再给老朱他们投一年吧。”

  当上海团队于2008年下半年开始自主开发时,他们把数控系统的核心研发项目命名为Nut(i5最初的工程代号)。这个名称包含着两层含义。

  第一层含义是美国俚语中的“傻瓜”,因为在和A公司的合作过程中,中方的开发人员经常感到对方把自己当傻子一样糊弄;

  2011年6月,第一台Nut样机成功搭载在VMC(立式加工中心)系列机床上。

  到2012年,上海团队开始着手推进整个系统的工程化开发,第一台自主研发的数控车床产品和第一台数控铣床产品前后测试成功。

  如果你想从上海团队开发数控系统的过程中找到“壮举”,你会失望的。从2008年到2012年,上海团队做的就是开发出一个一个的算法,写出一行一行的代码,然后把一个一个的“空格”填满。截止到2011年年底,上海团队一共进行了1917个大小版本的数控系统更新,累计了1032条测试用例。

  其中,数控核心部分拥有整体代码20余万行,核心代码2万行,核心算法50余个。在伺服驱动控制技术上拥有核心代码2万余行,核心算法20余个。大部分组件及算法因为保密没有申请著作权或专利,申请了软件著作权的非涉密组件有10项,还为3种独创的算法申请了发明专利。经过4年的努力,上海团队攻克了框架里的每一项技术,做出了所有的算法,写出了所有的代码。

  中国过去“引进外国先进技术”大多不成功的原因之一,是没有人愿意转让这些凝聚着开发者自己经验和诀窍的“技术”。但更重要的原因,恐怕是这些“技术”的不可转让性。由于代码及其所反映的算法是开发者能力的体现,比如策略以及经验,所以开发者即使把代码告诉给技术接受方,后者也不明白为什么这样写,除非自己在做研发。

  因此,“引进外国先进技术”只有在一种条件下才能成功:引进者自己通过自主研发积累起相当的技术能力,并且把引进的技术服务于自主研发。

  比如,朱志浩之所以让关锡友等待到快要崩溃的地步,就是因为“一根筋”的他和上海团队要把自己定义的架构中的所有“空格”都由自己填满。于是,不是过程中的任何事件,而是这个过程本身,成为中国工业技术史上的一个伟大壮举——这是中国第一个这样做出来的数控系统。

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