機(jī)床產(chǎn)品創(chuàng)新的概念和趨勢(shì)
發(fā)布日期：2016-11-08 來(lái)源：《上海設(shè)備管理》
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一、新需求是創(chuàng)新的拉動(dòng)者
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，制造業(yè)，特別是汽車(chē)、航空航天、微電子、模具等新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，新產(chǎn)品層出不窮，零件的形狀越來(lái)越復(fù)雜，零件的材料更加難以加工，零件的幾何精度和表面質(zhì)量要求也越來(lái)越高。這些國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)的新需求不僅促使新的工藝、新的刀具材料和結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，更需要能夠滿足這些加工要求的新一代機(jī)床。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，數(shù)控機(jī)床的加工精度和切削速度每8～10 年提高一倍。定位精度很快將告別微米時(shí)代而進(jìn)入亞微米時(shí)代，機(jī)床的精密化與高速化匯合而成新一代高性能數(shù)控機(jī)床。高性能數(shù)控機(jī)床是下一代汽車(chē)和航空制造需要的關(guān)鍵裝備，是未來(lái)10 年數(shù)控機(jī)床的亮點(diǎn)。
制造技術(shù)的進(jìn)步不僅是切削速度和加工精度的提高，還表現(xiàn)在加工工藝的變化。例如，1990～1995 年期間，數(shù)控車(chē)床主要用于加工回轉(zhuǎn)體零件；從20 世紀(jì)90 年代中期開(kāi)始，在數(shù)控車(chē)床上配置了自驅(qū)動(dòng)的銑削刀具，可以加工具有回轉(zhuǎn)表面的殼體零件；進(jìn)入21 世紀(jì)，各種機(jī)器的性能日益提高，其能加工零件的結(jié)構(gòu)和形狀也越來(lái)越復(fù)雜，并且希望在一臺(tái)機(jī)床上將一個(gè)復(fù)雜零件加工完畢，借助工序集中以縮短加工流程、提高效率和保證加工精度。工序集約化的需求導(dǎo)致車(chē)銑復(fù)合加工機(jī)床的出現(xiàn)，機(jī)床的總體配置、加工工藝和數(shù)控軸數(shù)，與傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床相比都發(fā)生了很大的變化。
二、機(jī)床與人和環(huán)境的關(guān)系
機(jī)床不是孤立的貨物，它是在車(chē)間運(yùn)行的生產(chǎn)裝備，在把毛坯轉(zhuǎn)化為零件的同時(shí)消耗能源，排放固體、液體和氣體廢棄物，并與操作者、其他機(jī)器、車(chē)間環(huán)境和生態(tài)環(huán)境發(fā)生各式各樣的關(guān)系。機(jī)床與人和環(huán)境的關(guān)系是外部矛盾，其大部分影響都是負(fù)面的，處理不當(dāng)會(huì)造成內(nèi)部矛盾的激化，降低機(jī)床的加工效率，甚至導(dǎo)致對(duì)人的危害和對(duì)環(huán)境的破壞。
研究和理解機(jī)床與人和環(huán)境的關(guān)系，可以減少機(jī)床使用時(shí)所產(chǎn)生的負(fù)面影響，提高機(jī)床的使用效率，保護(hù)操作者的健康，改善車(chē)間環(huán)境，降低生產(chǎn)成本，從而獲得更強(qiáng)大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
1、宜人學(xué)：人機(jī)關(guān)系
宜人學(xué)，也稱(chēng)為人機(jī)工程，是研究人與機(jī)器關(guān)系的科學(xué)。在工業(yè)革命初期，工人是機(jī)器的附屬物。在昏暗、嘈雜和擁擠的車(chē)間里，機(jī)器快節(jié)奏地運(yùn)轉(zhuǎn)，工人不斷重復(fù)簡(jiǎn)單而枯燥的動(dòng)作，容易產(chǎn)生疲勞，損害健康，造成各種職業(yè)病。
隨著科學(xué)技術(shù)和社會(huì)的進(jìn)步，人們開(kāi)始發(fā)現(xiàn)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的途徑不僅是提高機(jī)器的效率，更重要的是人的能動(dòng)性，機(jī)器是在人的指揮下工作的。何況現(xiàn)代生產(chǎn)需要的不僅是人的體力，更重要的是人的知識(shí)和智慧，人是生產(chǎn)中最寶貴的資源。保持人力資源的可用性和高效率，即勞動(dòng)者的身體健康和良好的心理狀態(tài)，成為現(xiàn)代化生產(chǎn)面臨的新挑戰(zhàn)。數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)了人與機(jī)在空間和時(shí)間上的可分離性。機(jī)床主要是在數(shù)控程序的指揮下完成加工任務(wù)的，人不再需要直接操作機(jī)床的動(dòng)作。機(jī)床設(shè)計(jì)師的任務(wù)是使車(chē)間編程和仿真能夠有效地應(yīng)用，使機(jī)床操作和維護(hù)更加方便，不僅要保證操作者的安全和健康，還能使工作更加輕松和愉快。
智能化是改善人機(jī)關(guān)系、加強(qiáng)人機(jī)協(xié)作的高級(jí)階段。機(jī)床不僅延伸了人的體力和腦力，而且越來(lái)越聰明。機(jī)床的智能化使數(shù)控機(jī)床的操作更加方便，進(jìn)一步提高機(jī)床的性能，加強(qiáng)人機(jī)之間的交互和通信，防止意外的發(fā)生。例如，馬扎克公司開(kāi)發(fā)了下列7 種機(jī)床智能化功能：①主動(dòng)振動(dòng)抑制（AVC），可減少刀具運(yùn)動(dòng)軌跡突然轉(zhuǎn)向時(shí)的振動(dòng)；②智能溫度補(bǔ)償（ITS），可補(bǔ)償溫升引起的熱變形位移；③智能安全屏障（ISS），可防止運(yùn)動(dòng)部件之間碰撞和干涉；④語(yǔ)音警示（MVA），在可能發(fā)生事故時(shí)，提示操作者注意；⑤運(yùn)動(dòng)精度測(cè)量（IPS），監(jiān)控定位精度的變化；⑥機(jī)床維護(hù)支持（IMS），提示需要維修部位并提供維護(hù)指南；⑦智能慣性平衡（IBA），消除高速轉(zhuǎn)動(dòng)的不平衡度。
2、廢棄物：車(chē)間環(huán)境
在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中不斷產(chǎn)生廢氣、廢液和切屑，它們污染車(chē)間的工作環(huán)境，消耗能源，危害人的健康。如何在機(jī)床設(shè)計(jì)時(shí)就考慮減少?gòu)U棄物的排放，節(jié)約能源，凈化車(chē)間環(huán)境，對(duì)廢棄物的回收和再利用是新的挑戰(zhàn)和發(fā)展趨勢(shì)。
例如，德國(guó)戴姆勒奔馳（Daimler Benz）汽車(chē)公司為改善車(chē)間工作環(huán)境和提高生產(chǎn)過(guò)程能效的措施主要從以下3 方面入手：
1）廢氣排放管理，保證車(chē)間的空氣流通和溫度適中。
2）冷卻液和切屑處理，實(shí)現(xiàn)廢棄物的回收和再利用。
3）廢水處理，經(jīng)過(guò)過(guò)濾和處理后再排放。
車(chē)間通風(fēng)方式為層流通風(fēng)，該方式通風(fēng)面積率高，能耗較低。對(duì)切削加工產(chǎn)生的油霧可采取水淋法處理，空氣凈化再循環(huán)。對(duì)熱加工設(shè)備，則可采用熱交換能量回收系統(tǒng)，使加工過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣所蘊(yùn)含的能量得到利用。機(jī)械加工的冷卻液回收和切屑分離由切削冷卻液回收系統(tǒng)、切屑分離系統(tǒng)和溫度可控的冷卻液制備裝置組成。冷卻液和切屑的混合物經(jīng)過(guò)過(guò)濾后借助離心機(jī)甩干后用壓力機(jī)將切屑?jí)撼蓧K狀，以便回收再利用。而已經(jīng)不含切屑的冷卻液用泵輸送到冷卻液集中供給系統(tǒng)，進(jìn)一步過(guò)濾和溫度控制后循環(huán)再利用。
對(duì)于不是大量生產(chǎn)的車(chē)間需要考慮機(jī)床本身的冷卻液循環(huán)、工作空間溫度的控制以及切屑分離。對(duì)于采用干切削、微量潤(rùn)滑（MQL）和高速加工的機(jī)床，切屑往往帶有大量熱量，如何保證切屑快速?gòu)臋C(jī)床移除是保證機(jī)床工作精度的重要環(huán)節(jié)。
三、機(jī)床產(chǎn)品的創(chuàng)新理念
產(chǎn)品創(chuàng)新不僅是機(jī)床產(chǎn)業(yè)本身發(fā)展的需要，還將為其他產(chǎn)業(yè)帶來(lái)直接和間接的效益。在直接效益方面，首先許多新興產(chǎn)業(yè)（如生物芯片、量子光電器件、復(fù)合材料等）的產(chǎn)業(yè)化所需的新裝備，都要先行開(kāi)發(fā)相應(yīng)的新型機(jī)床作為必要的生產(chǎn)手段；其次，機(jī)床產(chǎn)品創(chuàng)新帶來(lái)的效率提升，直接讓所有用戶企業(yè)得益，也就是說(shuō)一臺(tái)機(jī)床提高生產(chǎn)效率，就能降低所生產(chǎn)的工業(yè)品和消費(fèi)品的成本。在間接效益方面，機(jī)床創(chuàng)新構(gòu)思往往超越原先的應(yīng)用領(lǐng)域，“溢出”到機(jī)床用戶企業(yè)，啟發(fā)用戶將創(chuàng)新構(gòu)思移植到自身的新產(chǎn)品中，帶動(dòng)進(jìn)一步的創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)。
1、產(chǎn)品創(chuàng)新的基本概念
眾多的研究表明，產(chǎn)品創(chuàng)新不是孤立的事件，其形成機(jī)制和過(guò)程呈現(xiàn)出與生物進(jìn)化類(lèi)似的路徑依賴特征。在一個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，業(yè)內(nèi)對(duì)技術(shù)的應(yīng)用范圍、實(shí)用價(jià)值、未來(lái)發(fā)展方向等方面的共識(shí)，會(huì)逐漸地形成一套技術(shù)范式，表現(xiàn)為行業(yè)內(nèi)奉為典范的主流產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路和引導(dǎo)行業(yè)創(chuàng)新路線的技術(shù)軌跡。
基于技術(shù)軌跡概念，創(chuàng)新可分為2 種模式：1）沿著既有技術(shù)軌跡向前推進(jìn)，對(duì)主流設(shè)計(jì)進(jìn)行模仿性、維持性、演進(jìn)性改良的連續(xù)創(chuàng)新；2）另辟蹊徑、跳出原來(lái)的技術(shù)軌跡，對(duì)既有市場(chǎng)格局和技術(shù)產(chǎn)生突破性、顛覆性改變的不連續(xù)創(chuàng)新。
連續(xù)創(chuàng)新和不連續(xù)創(chuàng)新除了在技術(shù)軌跡上不同之外，在風(fēng)險(xiǎn)、回報(bào)、實(shí)施方法等各個(gè)方面都有所區(qū)別。開(kāi)發(fā)不連續(xù)創(chuàng)新產(chǎn)品是實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新的重要一環(huán)，但開(kāi)發(fā)不連續(xù)創(chuàng)新產(chǎn)品所需的技術(shù)較為陌生，可供借鑒的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)不多。此外，用戶對(duì)不連續(xù)創(chuàng)新不熟悉，在推廣應(yīng)用方面需要投入的資源較多，而且需要面對(duì)產(chǎn)品不為用戶接受的風(fēng)險(xiǎn)。
機(jī)床是復(fù)雜的工業(yè)產(chǎn)品，其開(kāi)發(fā)周期和投資都遠(yuǎn)比一般消費(fèi)品要高，企業(yè)在規(guī)劃?rùn)C(jī)床創(chuàng)新路線之前，有必要把握好新產(chǎn)品的創(chuàng)新度，平衡連續(xù)創(chuàng)新與不連續(xù)創(chuàng)新構(gòu)思所伴隨的風(fēng)險(xiǎn)和回報(bào)，以取得較好的創(chuàng)新績(jī)效。
金屬切削機(jī)床是機(jī)床產(chǎn)業(yè)的主體產(chǎn)品。它以高剛性金屬鑄造或焊接床身、笛卡兒坐標(biāo)系運(yùn)動(dòng)學(xué)、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主軸等作為產(chǎn)品的主流設(shè)計(jì)概念，并以不斷提高機(jī)床的功率和定位精度作為技術(shù)進(jìn)步的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。在這個(gè)基礎(chǔ)上，持續(xù)不斷地出現(xiàn)各種以功能部件改進(jìn)為標(biāo)志的連續(xù)創(chuàng)新。
持續(xù)的創(chuàng)新和不斷的改進(jìn)，帶動(dòng)機(jī)床產(chǎn)品性能的不斷提升。以金屬切削加工機(jī)床為例，從20 世紀(jì)40 年代到現(xiàn)在，車(chē)削、銑削、磨削機(jī)床等的加工精度都經(jīng)歷了持續(xù)的、大幅度的提高。
在各類(lèi)機(jī)床的演進(jìn)過(guò)程中，雖然部分機(jī)床引入了人造大理石（礦物鑄件）床身、無(wú)機(jī)械傳動(dòng)的直接驅(qū)動(dòng)等技術(shù)跨度較大的新技術(shù)，但總的來(lái)說(shuō)，機(jī)床產(chǎn)業(yè)和用戶仍然以主流設(shè)計(jì)為參照系來(lái)理解和評(píng)價(jià)這些新技術(shù)的優(yōu)劣。加以上述突破性創(chuàng)新構(gòu)思具有共性，能應(yīng)用在各類(lèi)機(jī)床上，除了牛頭刨床、仿形機(jī)床等個(gè)別情況外，沒(méi)有出現(xiàn)整個(gè)機(jī)床類(lèi)別被淘汰的現(xiàn)象，反而在原有機(jī)床類(lèi)別中派生出諸如車(chē)銑復(fù)合機(jī)床等新的機(jī)床類(lèi)別，令機(jī)床產(chǎn)品的技術(shù)范式在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定和漸進(jìn)發(fā)展，并以連續(xù)創(chuàng)新為主。
連續(xù)創(chuàng)新雖然為機(jī)床產(chǎn)業(yè)和用戶帶來(lái)很大的直接和間接的效益，技術(shù)范式的規(guī)范作用也指引著機(jī)床產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展方向，降低創(chuàng)新所帶來(lái)的不確定性和風(fēng)險(xiǎn)。但是，技術(shù)范式約束了企業(yè)和用戶的思維，降低了機(jī)床產(chǎn)業(yè)對(duì)當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)變化的敏感性，令即使領(lǐng)先的企業(yè)也可能會(huì)變得短視，不研究或不積極推出脫離技術(shù)軌跡的創(chuàng)新產(chǎn)品。因此，當(dāng)代表嶄新產(chǎn)品類(lèi)別和使用模式的創(chuàng)新構(gòu)思進(jìn)入市場(chǎng)時(shí)，積極采納新構(gòu)思的企業(yè)將取得絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，顛覆當(dāng)前市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者的控制，并且創(chuàng)造新的周期。那些不能預(yù)見(jiàn)技術(shù)軌跡變化的企業(yè)，則隨著舊范式的瓦解而逐漸衰亡。作者認(rèn)為，在制定企業(yè)長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略時(shí)固然應(yīng)該重視不連續(xù)創(chuàng)新，但也不能偏廢連續(xù)創(chuàng)新，必須處理好兩者的互動(dòng)和互補(bǔ)關(guān)系。
2、機(jī)床產(chǎn)品的不連續(xù)創(chuàng)新
回顧歷史，機(jī)床產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了幾次主要的技術(shù)范式更迭。100 多年來(lái)，機(jī)床產(chǎn)品在技術(shù)層面依次出現(xiàn)了天軸皮帶傳動(dòng)、交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、計(jì)算機(jī)數(shù)控、加工中心和多軸復(fù)合加工5 類(lèi)不連續(xù)創(chuàng)新。
以上列舉的機(jī)床不連續(xù)創(chuàng)新，并沒(méi)有改變機(jī)床的基本工作原理，其不連續(xù)性主要體現(xiàn)在大幅度提高了機(jī)床的性能和用戶價(jià)值。它的深遠(yuǎn)影響在于觸發(fā)了用戶企業(yè)改變既有的生產(chǎn)模式、生產(chǎn)流程和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，而新的生產(chǎn)模式和新的產(chǎn)品又促進(jìn)了對(duì)新機(jī)床的需求。
3、機(jī)床不連續(xù)創(chuàng)新的啟示
回顧機(jī)床創(chuàng)新的歷史，毫無(wú)疑問(wèn)連續(xù)創(chuàng)新是機(jī)床創(chuàng)新的主流。通過(guò)不斷推出連續(xù)創(chuàng)新，領(lǐng)先的機(jī)床企業(yè)可在一定時(shí)間內(nèi)有效地鞏固自身的市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)地位，但是在很多情況下不連續(xù)創(chuàng)新才是根本性地改變機(jī)床產(chǎn)業(yè)格局的決定性因素。目前世界機(jī)床產(chǎn)業(yè)是否處于技術(shù)軌跡轉(zhuǎn)軌的關(guān)鍵時(shí)刻，最近國(guó)外機(jī)床制造商推出的某些新產(chǎn)品的出發(fā)點(diǎn)與以前大不相同，是否正在孕育著重大變革？應(yīng)密切加以關(guān)注。
因此，有必要進(jìn)一步分析哪些因素促成不連續(xù)創(chuàng)新？在什么情況下會(huì)再出現(xiàn)？
（1）技術(shù)革命的推動(dòng)。工業(yè)革命導(dǎo)致天軸皮帶傳動(dòng)機(jī)床的出現(xiàn)，電氣革命使交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)獲得普遍應(yīng)用，微電子革命推動(dòng)數(shù)控機(jī)床功能不斷完善。進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，機(jī)床將不僅是一臺(tái)設(shè)備，而且是網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，這對(duì)機(jī)床的產(chǎn)品創(chuàng)新將會(huì)產(chǎn)生什么影響？能夠借助網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)大機(jī)床功能范圍和提高其創(chuàng)造價(jià)值能力的將不是硬件，而是網(wǎng)絡(luò)和軟件，軟硬結(jié)合、虛實(shí)結(jié)合將成為下一代智能機(jī)床的重要特征，是機(jī)床產(chǎn)品不連續(xù)創(chuàng)新的方向。
（2）用戶需求的拉動(dòng)。不斷提高生產(chǎn)效率是永恒的主題。交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)與天軸皮帶傳動(dòng)相比，大幅度提高了機(jī)床的切削速度和功率，而數(shù)控機(jī)床進(jìn)一步解決了復(fù)雜形狀工件加工的難題，加工精度不斷提高。用戶的新需求在哪里？作者認(rèn)為，首先是新材料（例如復(fù)合材料和難加工材料）存在許多加工難題，需要新機(jī)床和新刀具去加以解決。其次是極限制造，超大、超重和細(xì)微加工已經(jīng)進(jìn)入機(jī)床產(chǎn)品創(chuàng)新者的視野。
（3）社會(huì)環(huán)境的影響�；仡櫄v史，機(jī)床是生產(chǎn)設(shè)備，是構(gòu)成工廠的重要組成部分，不斷改善人機(jī)關(guān)系和機(jī)床與環(huán)境的關(guān)系將成為可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。首先機(jī)床是用電產(chǎn)品，我國(guó)大約有近千萬(wàn)臺(tái)機(jī)床在運(yùn)行，僅2010 年就生產(chǎn)金屬切削機(jī)床75 萬(wàn)臺(tái)、成形加工機(jī)床26 萬(wàn)臺(tái)，節(jié)能和環(huán)保是大問(wèn)題。何況歐盟2013 年已將機(jī)床能效列為新標(biāo)準(zhǔn)制定項(xiàng)目之一，在機(jī)床產(chǎn)品創(chuàng)新時(shí)不考慮節(jié)能和環(huán)保將導(dǎo)致重大失誤。
（4）知識(shí)供應(yīng)鏈。機(jī)床產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展離不開(kāi)科學(xué)研究。百年來(lái)機(jī)床列強(qiáng)都是以強(qiáng)大的科研為支撐的。例如，20 世紀(jì)初德國(guó)柏林工業(yè)大學(xué)機(jī)床研究所所長(zhǎng)Schesinger 教授領(lǐng)導(dǎo)下制定的機(jī)床檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)原則一直沿用至今。亞琛工業(yè)大學(xué)機(jī)床實(shí)驗(yàn)室主任Opitz 教授在20 世紀(jì)60 年代提出的成組技術(shù)編碼系統(tǒng)對(duì)成組技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生重大的影響。20 世紀(jì)80 年代塔姆斯特工業(yè)大學(xué)生產(chǎn)技術(shù)與機(jī)床研究所在高速加工機(jī)床和工藝以及斯圖加特大學(xué)機(jī)床控制研究所在開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)領(lǐng)域的研究，對(duì)德國(guó)機(jī)床工業(yè)的發(fā)展和不連續(xù)創(chuàng)新都起到了很大的推動(dòng)作用。
4、機(jī)床創(chuàng)新的未來(lái)趨勢(shì)
從社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大趨勢(shì)來(lái)看，機(jī)床作為生產(chǎn)工具和用能產(chǎn)品，其產(chǎn)品創(chuàng)新今后若干年的焦點(diǎn)可以概括為以下4 個(gè)方面：
（1）生態(tài)機(jī)床。綠色制造是可持續(xù)發(fā)展的前提，機(jī)床作為制造裝備必須體現(xiàn)節(jié)能減排、以整體效益為本的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。多年來(lái)，精度、速度、功率等測(cè)度的機(jī)床能力指標(biāo)是機(jī)床產(chǎn)品的主要追求目標(biāo)。當(dāng)前在生態(tài)環(huán)境不斷惡化的壓力下，工業(yè)生產(chǎn)需要全方位地降低對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，機(jī)床的發(fā)展方向也應(yīng)該從提高能力指標(biāo)轉(zhuǎn)變?yōu)樘岣咝б嬷笜?biāo)，以更少的資源投入獲得更多產(chǎn)出。例如，通過(guò)移動(dòng)部件輕量化可以減少驅(qū)動(dòng)功率的消耗，配合先進(jìn)刀具、工藝過(guò)程和切削液可以減少?gòu)U棄物的排放。
（2）智能機(jī)床�；诨ヂ�(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的智能化是機(jī)床進(jìn)一步延伸人的腦力的體現(xiàn)。智能化可以提高機(jī)床工作的穩(wěn)定性和可靠性。聰明機(jī)床能借助各種傳感器對(duì)自己的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，自行分析與機(jī)床狀態(tài)、加工過(guò)程以及周邊環(huán)境有關(guān)的信息，然后自行采取應(yīng)對(duì)措施來(lái)保證最優(yōu)化的加工。換句話說(shuō)，機(jī)床已經(jīng)進(jìn)化為可感知當(dāng)前狀態(tài)、自行進(jìn)行思考決策和控制調(diào)節(jié)的智能機(jī)器。例如，按照加工要求幫助操作者選擇切削參數(shù)，將機(jī)床狀態(tài)以短信方式發(fā)送給有關(guān)人員等。
（3）客戶化。從大批量生產(chǎn)向大規(guī)模定制轉(zhuǎn)變是制造業(yè)發(fā)展的總趨勢(shì)，機(jī)床產(chǎn)業(yè)也不例外。為用戶創(chuàng)造價(jià)值不是一句空話。用戶生產(chǎn)的產(chǎn)品是不同的，對(duì)機(jī)床設(shè)備的要求也當(dāng)然各異。例如，復(fù)合加工機(jī)床的目標(biāo)是一個(gè)復(fù)雜工件在一臺(tái)機(jī)床上就能加工完畢，而不同工件對(duì)應(yīng)不同的工藝過(guò)程和加工方法，那么復(fù)合機(jī)床的配置就應(yīng)該有所不同�？梢灶A(yù)見(jiàn)，相當(dāng)一部分只專(zhuān)注生產(chǎn)和銷(xiāo)售傳統(tǒng)通用機(jī)床的企業(yè)將被為用戶提供模塊化、可重構(gòu)、柔性化的全面解決方案的競(jìng)爭(zhēng)者所取代。
（4）軟硬結(jié)合。已經(jīng)是互聯(lián)網(wǎng)＋物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的今天，機(jī)床越來(lái)越與信息化和軟件有關(guān)。機(jī)床不僅是一臺(tái)生產(chǎn)設(shè)備，更是工廠網(wǎng)絡(luò)、甚至全球供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。在網(wǎng)絡(luò)中，機(jī)床能夠與生產(chǎn)管理系統(tǒng)、刀具和物料管理系統(tǒng)，甚至機(jī)床制造商、刀具供應(yīng)商建立聯(lián)系，自動(dòng)處理生產(chǎn)中出現(xiàn)的問(wèn)題。在即將到來(lái)的新一輪的工業(yè)革命中，不同企業(yè)的機(jī)床將處于網(wǎng)絡(luò)化的信息物理融合系統(tǒng)（cyberphysical system）中，與人和其他設(shè)備連成一體，進(jìn)行運(yùn)算、通信和控制。
作者：1、張曙 同濟(jì)大學(xué)現(xiàn)代制造技術(shù)研究所 2、衛(wèi)漢華 香港理工大學(xué)工業(yè)中心 3、張柄生 上海納儂精密機(jī)械公司
