国家制造强国建设战略咨询委员会委员、中国机械科学研究总院集团有限公司党委书记、董事长、集团首席科学家王德成
工业母机的发展与挑战
工业母机(MachineTools)，是制器之器，一般包括金属切削机床(减材装备)、基础制造装备(等材装备)以及正在兴起的增材制造装备等。工业母机是构成现代工业的心脏，是制造业高质量发展基石，是现代化产业体系的核心枢纽和制高点。
中国工业母机行业在发展过程中面临着围堵和遏制。从2017年德国科堡机床核心叶片加工装备对我国的禁运，到2024年我国多家工业母机企业因对俄出口被美英制裁，我国企业持续遭遇技术封锁，限制了中国获取关键技术和装备的途径。
王德成表示，过去，中国工业母机与世界先进水平存在差距，高档数控机床与基础装备对外依存度较高。但2023年实现了出口大于进口的历史性突破，特别是减材金切机床，中国稳居世界机床出口第一梯队。
中国工业母机虽已有了长足进步，但仍存在产业大而不强、配套相对薄弱、创新链与产业链缺乏深度融合等问题。王德成指出，当前我国工业母机发展面临三大挑战。
第一，在关键指标上仍有差距，特别是工艺适应性、可靠性和精度保持性。例如，五轴加工中心直线轴的定位精度和重复定位精度与国际先进水平相比还有提升空间。第二，高端化、智能化、绿色发展趋势更加迫切，需要利用人工智能和大数据等前沿技术提升工业母机的智能化水平，以满足碳中和、碳达峰背景下对工业母机的新要求。第三，虽然我国工业母机产业规模庞大，但在技术创新体系、前瞻性与颠覆性技术研究布局方面还存在不足。
工业母机智能化转型的新引擎
人工智能作为制造业智能化转型的驱动力，能模拟、延伸和扩展人的智能行为，在制造业的应用前景非常广泛，涵盖生产流程的多环节，包括生产计划、生产执行、质量控制、设备维护等，正在深层次赋能新型工业化。例如，华为的昇腾AI解决方案便是一个典型例子。在航天和航空领域，人工智能的应用实现了生产流程的透明化和可视化，突破了生产瓶颈，展现了其在高端制造领域的巨大潜力。
工业母机与人工智能的融合经历了从数控系统到互联网，再到人工智能的逐步深化。王德成表示：“新一代人工智能技术融入数控的工业母机，赋予了工业母机学习能力，使得人的知识学习性脑力劳动可以交由数控系统完成。”例如，华中9型新一代人工智能数控系统，作为世界上首个搭载AI芯片的智能数控系统，具备了自觉感知、自主学习、自主决策、自主执行的能力。
王德成分享了大量人工智能在工业母机上的应用案例，包括多种智能化设备和系统。萨瓦尼尼PX精华型折弯中心集成了智能化板材特性自动补偿技术，提升了产品合格率。大族E03-Pro协作机器人通过拖曳示教(具备一体化末端力控能力)、图形化编程，快速完成自动化焊接设置，确保了焊接质量。
AI引领工业母机革新
随着人工智能的飞速发展，工业母机行业正迎来前所未有的革新浪潮。王德成表示，人工智能和工业母机加速融合的关键期已经到来，呈现三大趋势。首先，加速向软件定义工业母机主机的“新制造”发展。人工智能与数控系统软件的集成，不仅能够定义更多工业母机的机型、更广泛的应用，还能赋予其更强的逻辑思维能力。这种集成，意味着允许未来的算法、软件仿真和数据驱动与不同的工业母机主机相衔接，实现智能逻辑、计算逻辑、控制逻辑和生产单元的模块化衔接。这将使工业母机行业的发展速度加快，从而推动整个制造业的转型升级。
其次，加速向自主可控创新的“新服务”发展。新服务作为新质生产力的重要分支，能够通过自主开发基于人工智能的数控系统和功能部件，补齐产品短板，加速进口替代，实现弯道超车。人工智能技术，结合我国广泛的应用场景、庞大的工业母机产用量和丰富的数据资源等优势，为解决工业母机工艺适应性、可靠性和精度保持性等关键技术指标与国际先进水平有差距的难题供了新思路。通过迭代完善大模型，人工智能能够加速在故障预测与诊断、加工参数优化、智能维护管理等核心技术领域实现突破，满足产业对个性化和多元化的需求。
最后，加速催生下一代工业母机“新业态”。工业母机正加速迈向智能正向设计的新时代，其核心在于利用数据和算法支持设计决策。新一代工业母机将更加智能化、精准、高效和柔性化，具备自主决策、自主分析、精准执行等功能。人工智能与超算能力的结合，将实时预测出成本最低、性能最佳的工业母机设计方案，打破传统主机类型的界限，促进多功能融合和多工艺复合的变革。