学者谈国产高端数控机床的突破之路 迈向自主正向设计新阶段

　　谭建荣

　　工业母机是支撑现代制造业的关键设备，其技术水平直接反映了工业体系的发展程度。作为工业母机的重要组成部分，我国的高端数控机床正从“逆向模仿”转向“自主正向设计”的新阶段。中国工程院院士谭建荣将深入解读国产高端数控机床的战略价值，拆解“正向设计”的技术核心，并展望人工智能赋能的产业变革。

　　工业母机是制造工业设备的基础机器，没有它，从手机到飞机等各类产品都无法生产。近年来，国产高端数控机床取得了显著进展。2023年4月21日，在第十四届中国数控机床展览会期间，“工业母机正向设计平台”在上海首次发布。这一平台不仅填补了相关技术空白，也标志着国产高端数控机床研发进入“自主正向设计”新阶段。浙江大学团队研发的高档数控机床整机方案“正向设计”技术体系是其中的重要部分。

　　小到精密芯片基座、复杂光学镜片，大到飞机引擎叶片、航母核心构件，各种机械设备都离不开机床加工。一个国家的数控机床技术水平直接影响其航空航天、高铁船舶、核电设施等领域的发展。目前，我国已形成较为完整的机床产业体系，与世界领先水平的差距正在快速缩小，已成为全球数控机床第一大产销国。预计到2025年，行业规模以上企业营收将达到1万多亿元，同时我国机床出口份额也将跃升至世界第一。

　　然而，在高端机床产品的设计和生产方面，我国仍与世界领先水平存在差距。高端数控机床具有高性能、高可靠性和智能化等特点，快移速度可达60-200米/分钟，加工定位精度达到1微米。超精密加工机床更是要求亚微米级乃至纳米级精度。长期以来，我国高端数控机床采用逆向设计思路，虽然能模仿高端机床的外观、结构和尺寸，但在性能上仍有不足。例如，在超高精度加工、复杂曲面五轴联动、长时间连续加工的精度稳定性等方面，与国际顶尖水平相比仍有差距。此外，高端数控机床的核心部件如高精度数控系统、高转速电主轴、精密滚珠丝杠、直线导轨等，自主化率还不够高。