數控產業發展關鍵在控制軟件產業化

　　據了解，無論是工業控制電源、工業控制計算機主板、還是其他嵌入式設備，我國的產業化水平都很高。問題在于數控系統的另一組成部分——軟件。數控系統技術方案中軟件承載著數控系統的運動控制、邏輯控制和人機交互等主要功能。同時，在數控系統硬件趨同化的趨勢下，軟件正在成為系統中重要的價值構成部分。因此，軟件產業化的問題已經成為數控系統產業化的關鍵。

　　一套高檔機床的軟件價格究竟有多貴？

　　威海華東數控股份有限公司董事長湯世賢曾經接受記者采訪時談道：“我們生產的第一臺用于機車軌道博格板磨床的軟件是公司花10萬歐元進口德國的軟件，約占我們一臺博格板磨床售價的十分之一?！?

　　正是因為其價格昂貴，華東數控決定在西門子的系統上自行承擔軟件的開發任務。經過半年的努力，公司開發的軟件成功運用在后來承接的26臺博格板磨床上。而這一舉措，也給華東數控2009年的業績添色不少。

　　然而，這也反映出我國數控系統產業的軟肋———控制軟件的開發能力不強。

　　開發模式落后

　　據了解，數控系統硬件部分的核心是高效的運算平臺和一組控制設備的接口，也就是說，數控硬件部分可以看做是一臺工業計算機。從這方面來看，無論是工業控制電源、工業控制計算機主板、還是其他嵌入式設備，我國的產業化水平都很高。業內人士表示，我國是世界上最大的PC制造國，我們有能力自主開發、制造高性能、高可靠性的通信設備，因此，只要將對PC、通信設備等產業的支持條件轉接在數控產業上，那么實現數控系統硬件的產業化是完全沒有問題的。

　　而問題在于數控系統的另一組成部分———軟件。數控系統技術方案中軟件承載著數控系統的運動控制、邏輯控制和人機交互等主要功能。同時，在數控系統硬件趨同化的趨勢下，軟件正在成為系統中重要的價值構成部分。因此，軟件產業化的問題已經成為數控系統產業化的關鍵。

　　大連光洋科技工程有限公司總工程師陳虎認為，目前我國數控系統供應商的創業之路大多都始于某個數控系統核心技術的突破，然后由核心技術轉化為產品，再通過產品逐步滾動，逐步發展起來。因此，我國的數控產業規模都比較小，缺乏相關產業鏈的支撐。加上數控產品同質化導致的價格惡性競爭，產品利潤率都處于較低水平，因此能夠支持的軟件開發團隊規模更是非常有限。

　　陳虎覺得，對于目前我國的數控產業而言，數控系統軟件的產業化問題不是一兩個高性能插補算法或某些高性能控制指標能否實現的技術問題，而是數控軟件整體開發模式的問題。

　　由于我國數控產業技術開發源于某個技術關鍵點的突破，缺乏系統的需求分析，沒有很好的進行抽象和概念、邏輯設計，造成的結果是很難從以往的產品中提取出一些有用的、共性的技術為后來的產品所使用。加之，國內很多公司的產品很少具有連續性，往往是新的一個產品完全重起爐灶，和老的產品沒有半點關系，在這種開發模式下，軟件功能完善程度，軟件產品的可靠性，可持續發展能力都受到很大的局限。在整個產業發展過程中，低水平的重復研發的現象也較為普遍，使得技術積累緩慢。如此一來，憑借我國目前控制軟件的開發模式很難與國際知名數控廠商進行有效地競爭。

　　此外，目前我國數控軟件的開發模式與其他應用領域的軟件開發模式也存在較大差距。這是由于數控軟件要求具有實時性、嵌入式特征以及面向特定制造工藝特殊分析的特點，使得數控軟件行業準入門檻較高，一般的軟件企業較難深入這一領域。

　　因此，如何借鑒其它應用領域軟件產業的發展經驗已經成為數控產業改進軟件開發模式的一個重要問題。

　　軟件開發與應用脫節

　　業內專家認為，低水平的重復研發不僅僅體現在開發模式上，還體現在數控軟件的應用技術手段上。由于數控軟件需求的特殊性，致使其它計算機應用領域的軟件技術向數控軟件開發領域滲透較慢。

　　近十年來，在設計模式上其他應用領域的軟件技術上都有許多重要的發展，例如從面向對象的系統分析設計方法正在向面向服務的系統分析設計方法衍變。而數控軟件領域基本還停留在結構化程序設計階段，這些技術手段對于支撐更完善功能的控制器及更有效地利用計算機硬件資源是不利的。

　　“數控產業軟件開發的另一個重要的問題就是數控軟件開發與應用脫節?！标惢⒄f，首先從國產控制系統的功能層面上就可以看出，國產控制系統的基本功能僅包含最通用的G代碼功能，除了典型數控車床和數控銑床外，很少包含其他設備如加工中心的功能。磨削機床數控系統的軟件產品更是基本空白，面向機床調試的PLC調試功能、伺服調試和參數整定功能基本也是空白。而能夠實現上述功能的數控軟件已經廣泛出現在國外廠商的普及型數控系統中。

　　“作為數控軟件，未能預見到可能的工藝需求，以及未能在體系結構中具備融合應用技術的接口，這將是先天缺陷?！标惢⒄f。

　　三方面入手推進軟件產業化

　　中國機床工具協會數控系統分會人士認為，消除數控系統軟件開發短板，推進數控產業化，從而提升我國裝備制造業的核心競爭力已是當務之急。而要實現數控軟件的產業化可以從管理模式開放化、技術方法工程化、領域架構標準化三個方面突破。

　　由于數控軟件產業的相關技術鏈比較長，涉及機械、電子、自動控制等諸多技術領域；而我國的數控制造商都屬于中小型企業，大多不具備完整而強大的技術鏈和產業鏈的支持，因此，要將現有的管理模式開放化，集中相關產業的合力，突破數控產業的共性問題，這才是實現國產數控系統立足于國內市場，與國際壟斷數控系統制造商競爭的必由之路。

　　而所謂技術方法工程化則是指在提升軟件開發能力的基礎上，強化工程化的技術開發水平，而不是尋求某一項或某幾項關鍵技術的突破。從產業的角度來看，工程化技術能力的培育，遠比關鍵技術的突破更重要，它是未來關鍵技術突破與應用的重要支持。另一方面，數控產業軟件開發模式與其他應用領域的軟件開發是基本相同的，其核心目的就是要用工程化方法構建和維護有效的、高質量的控制軟件。這也就是說，當技術方法工程化了以后，就可有效的借鑒其他領域軟件的開發模式。

　　此外，由于數控機床裝備的多樣性，新型的制造裝備隨著制造工藝的革新不斷涌現，為保證數控軟件產品在較長的生命周期中的適用性，并最大限度地避免低水平的重復開發則需要一個領域內的標準。提供一個被全行業廣泛認同的、面向領域解決法案的軟件架構，就可使得企業按照這個標準去開發，有效避免低水平研發重復外還可實現行業整體的技術積累，其有效性已在發達國家的數控軟件產業發展的過程中表現出來。