《“數(shù)控一代”機械產(chǎn)品創(chuàng)新工程》的戰(zhàn)略意義和技術(shù)路線

周 濟 邵新宇 周艷紅

1.中國工程院，北京，100088 2.華中科技大學，武漢，430074

1 《“數(shù)控一代”機械產(chǎn)品創(chuàng)新工程》的戰(zhàn)略意義

1.1 機械產(chǎn)品創(chuàng)新是機械工業(yè)科學發(fā)展的關(guān)鍵

我國今后的發(fā)展，要以科學發(fā)展為主題，以加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式為主線。加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式，必須加快推進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整優(yōu)化，關(guān)鍵是產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新和升級換代。

經(jīng)過新中國60多年特別是改革開放30多年的奮斗，中國機械工業(yè)實現(xiàn)了歷史性的跨越式發(fā)展，制造業(yè)生產(chǎn)總值成為世界第一，我們國家已經(jīng)成為“制造大國”。但是，我們還不是“制造強國”，機械工業(yè)還沒有擺脫粗放型、外延式發(fā)展的模式，核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)掌握得不多，自主創(chuàng)新的產(chǎn)品少，附加值不高，核心競爭力不強。中國制造既面臨大好發(fā)展機遇，又面臨極為嚴峻的挑戰(zhàn)。面臨的挑戰(zhàn)很多，問題主要有兩個：產(chǎn)品質(zhì)量問題和產(chǎn)品創(chuàng)新問題。因而，產(chǎn)品創(chuàng)新和產(chǎn)品質(zhì)量應該成為今后一段時期機械工程科技進步的主要方向。

應用數(shù)控技術(shù)實現(xiàn)我國機械產(chǎn)品的全面創(chuàng)新和升級換代，非常必要，完全可能，對于我國機械工業(yè)的科學發(fā)展，具有重要的戰(zhàn)略意義。

1.2 數(shù)控化是全面創(chuàng)新機械產(chǎn)品的有效途徑

機械產(chǎn)品的創(chuàng)新可以有多種途徑，其中主要有兩種方法：一是創(chuàng)新工作原理或者說工作裝置；二是創(chuàng)新運動的驅(qū)動和控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)機械產(chǎn)品的構(gòu)成如圖1所示，包括動力裝置、傳動裝置、工作裝置。工作裝置的創(chuàng)新是根本性的，極為重要。千百年來，人們一直在不斷創(chuàng)造出各種新的機械，形成了適用于完成各種不同任務的成千上萬的機械產(chǎn)品。數(shù)控化則是對于機械運動的驅(qū)動和控制系統(tǒng)的創(chuàng)新，數(shù)控機械產(chǎn)品的構(gòu)成如圖2所示。

圖1 傳統(tǒng)機械產(chǎn)品的構(gòu)成

圖2 數(shù)控機械產(chǎn)品的構(gòu)成

數(shù)控化是創(chuàng)新機械產(chǎn)品的有效途徑，其技術(shù)路線是用伺服電機驅(qū)動系統(tǒng)取代傳統(tǒng)機械中的動力裝置與傳動裝置，更為重要的是用計算機控制系統(tǒng)對機械運動與工作過程進行控制。數(shù)控技術(shù)是機械產(chǎn)品創(chuàng)新的使能技術(shù)，是先進的信息技術(shù)與自動控制、機械制造技術(shù)相結(jié)合的集成技術(shù)，其核心是數(shù)字化。數(shù)控技術(shù)的應用引起機械產(chǎn)品本身的內(nèi)涵發(fā)生根本性變化，使機械產(chǎn)品的功能極大豐富，性能發(fā)生質(zhì)的變化，可以從根本上提高機械產(chǎn)品的水平和市場競爭力。

綜觀全球?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和機械產(chǎn)品升級的歷程（圖3）：蒸汽機技術(shù)使機械工業(yè)由人力制作時代進入機械化時代；電氣技術(shù)使機械工業(yè)由機械化時代進入電氣化時代；數(shù)控技術(shù)正在使機械工業(yè)由電氣化時代躍升為數(shù)字化時代；在可預見的將來，機械工業(yè)將由數(shù)字化時代進入智能化時代。

圖3 機械產(chǎn)品的升級換代

“蒸汽一代”機械產(chǎn)品的核心推動力是由于蒸汽機技術(shù)這一使能技術(shù)帶來的一場動力革命；“電氣一代”機械產(chǎn)品的核心推動力則是由于電機技術(shù)這一使能技術(shù)帶來的另一場動力革命；而數(shù)控技術(shù)這一使能技術(shù)對機械產(chǎn)品帶來的革命則更加深刻，一方面，用伺服電機取代普通電機可極大簡化機械結(jié)構(gòu)、提升控制能力、節(jié)省能源與材料，更本質(zhì)的是數(shù)控化機械擁有一個具有強大信息處理與控制能力的計算機控制系統(tǒng)，可使機械產(chǎn)品的功能與性能產(chǎn)生質(zhì)的飛躍，并為各種先進信息技術(shù)的進一步應用乃至于將來實現(xiàn)智能化奠定了基礎(chǔ)。因此，“數(shù)控一代”機械產(chǎn)品是信息化與工業(yè)化深度融合的產(chǎn)物，其實質(zhì)是信息化技術(shù)引起的一場深刻變革?？梢钥吹剑瑱C械產(chǎn)品的數(shù)控化創(chuàng)新具有鮮明的特征，具有本質(zhì)的規(guī)律，可以普遍運用于各種機械產(chǎn)品創(chuàng)新，可以引起機械產(chǎn)品的升級換代，引起機械工業(yè)的深刻變革。這也是我們提出“數(shù)控一代”這樣一個概念的緣由和根據(jù)。

1.3 當前是中國機械產(chǎn)品升級換代的最佳機遇期

當前，我國機械工業(yè)正處于產(chǎn)品數(shù)字化發(fā)展時期，全世界的機械工業(yè)也正處于產(chǎn)品數(shù)字化發(fā)展時期。由“電氣一代”到“數(shù)控一代”是一場深刻的變革，必然要經(jīng)過艱難的攀登過程。在這方面，西方發(fā)達國家已經(jīng)先行了60年，還要經(jīng)過數(shù)十年才能完成這樣一個歷程。對于中國機械工業(yè)來說，經(jīng)過我們大家的艱苦奮斗，一定能夠在較短時間內(nèi)完成這一場變革，完成向“數(shù)控一代”的進軍，這是中國機械產(chǎn)品升級換代的最佳機遇，是中國機械工業(yè)跨越式發(fā)展的最佳機遇。主要理由是：

（1）需求強大。需求是最強大的發(fā)展動力。由于國民經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展以及國際國內(nèi)市場的激烈競爭，數(shù)控機械產(chǎn)品的市場需求越來越旺盛，企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新積極性越來越高。我們現(xiàn)在面臨的形勢是：一是要將數(shù)控技術(shù)廣泛應用于中、低檔機械產(chǎn)品，以提升產(chǎn)品的市場競爭力；二是要攻克高端數(shù)控機械產(chǎn)品，以滿足經(jīng)濟、社會、國防等方面日益提高的需求。

（2）技術(shù)支持。數(shù)控技術(shù)的落后是長期以來制約我國機械產(chǎn)品創(chuàng)新與質(zhì)量提升的一個重要因素。經(jīng)過多年來對數(shù)控技術(shù)的持續(xù)攻關(guān)，特別是電機技術(shù)、功率器件技術(shù)、控制技術(shù)、計算機技術(shù)的突破性進展，我國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)已經(jīng)基本形成，國產(chǎn)經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)已主導國內(nèi)市場，中檔數(shù)控系統(tǒng)形成了產(chǎn)業(yè)規(guī)模，高檔數(shù)控系統(tǒng)也已經(jīng)掌握了關(guān)鍵技術(shù)。我國的數(shù)控技術(shù)已發(fā)展到了技術(shù)成熟、質(zhì)量可靠的階段，全面推廣應用的條件已經(jīng)成熟。

（3）人才隊伍與應用示范帶動。數(shù)控機械產(chǎn)品的創(chuàng)新需要有掌握數(shù)控技術(shù)、機械設計與制造技術(shù)、產(chǎn)品領(lǐng)域知識等復合型知識結(jié)構(gòu)的人才，這也是長期以來影響我國機械產(chǎn)品創(chuàng)新的一個重要原因。經(jīng)過多年努力，我們在人才隊伍和應用示范方面已具備了良好的基礎(chǔ)。

1.4 《“數(shù)控一代”機械產(chǎn)品創(chuàng)新工程》的戰(zhàn)略目標

2011年初，18位院士提出了關(guān)于實施《“數(shù)控一代”機械產(chǎn)品創(chuàng)新工程》的建議，中央領(lǐng)導同志高度重視、親切關(guān)懷，科技部、工信部、發(fā)改委等深入調(diào)研、認真部署，已于近日正式啟動了《“數(shù)控一代”機械產(chǎn)品創(chuàng)新應用示范工程》。

《“數(shù)控一代”機械產(chǎn)品創(chuàng)新工程》既是數(shù)控技術(shù)應用工程，更是機械產(chǎn)品創(chuàng)新工程；既有機械工業(yè)發(fā)展強大需求的推動，又有成熟數(shù)控技術(shù)的支撐。要充分發(fā)揮我國的制度優(yōu)越性，采取協(xié)同創(chuàng)新技術(shù)路線，在整個機械行業(yè)推進有組織的創(chuàng)新。

《“數(shù)控一代”機械產(chǎn)品創(chuàng)新工程》的戰(zhàn)略目標是：在機械行業(yè)全面推廣應用數(shù)控技術(shù)，在10年內(nèi)，實現(xiàn)各行各業(yè)各類各種機械產(chǎn)品的全面創(chuàng)新，使中國的機械產(chǎn)品總體升級為“數(shù)控一代”，為我國機械工業(yè)從“大”到“強”的跨越式發(fā)展做出重大貢獻。

2 應用數(shù)控技術(shù)實現(xiàn)機械產(chǎn)品創(chuàng)新的技術(shù)路線

2.1 從X52K到XK714到XHK714到XHK714／3－5

數(shù)控機械產(chǎn)品的出現(xiàn)是以數(shù)控加工機床的誕生為標志的。20世紀40年代末，美國帕森斯公司提出了應用計算機控制機床加工樣板曲線的設想，并與麻省理工學院合作，于1952年研制成功世界上第一臺三坐標立式數(shù)控銑床。它的誕生標志著機械制造數(shù)字控制時代的開始。

（1）X52K立式銑床。圖4表示的是X52K普通立式銑床傳動系統(tǒng)圖，為實現(xiàn)不同的刀具切削速度，X52K立式銑床設計了復雜的主傳動和進給傳動變速系統(tǒng)。

（2）XK714數(shù)控立式銑床。應用數(shù)控技術(shù)對X52K立式銑床進行產(chǎn)品升級得到數(shù)控立式銑床XK714，如圖5所示。XK714數(shù)控立式銑床采用計算機數(shù)控系統(tǒng)對機床運動和工作過程進行控制，進給運動和主軸運動均用速度精確可控的伺服電機取代原普通電機和機械傳動機構(gòu)（圖6）。XK714數(shù)控立式銑床具有（X、Y、Z）三坐標聯(lián)動的功能，適合加工形狀復雜的零件（如箱體、殼體、曲線曲面輪廓等），同時，可有效節(jié)省工藝裝備與縮短生產(chǎn)準備周期，提高零件加工質(zhì)量與生產(chǎn)效率。

圖4 X52K立式銑床傳動系統(tǒng)

圖5 數(shù)控立式銑床XK714整機

圖6 數(shù)控立式銑床XK714傳動系統(tǒng)圖

（3）XHK714三坐標立式加工中心與XHK714／3－5五坐標立式加工中心。在XK714數(shù)控立式銑床的基礎(chǔ)上，增裝刀庫和自動換刀裝置，升級為三坐標立式加工中心XHK714。由于具備自動換刀功能，XHK714的自動化程度有顯著提升，適宜于加工形狀復雜、工序多、需用多種類型普通機床和刀具夾具且經(jīng)多次裝夾和調(diào)整才能完成加工的零件。

進一步在工作臺上增加一個兩坐標（θ、Φ）數(shù)控轉(zhuǎn)臺，即升級為五坐標聯(lián)動的立式加工中心XHK714／3－5（圖7）。與三坐標相比，五坐標聯(lián)動機床可使刀具相對于工件呈任意姿態(tài)，從而可給加工更大的自由度，可以加工在三坐標機床上由于存在刀具干涉而難以完成的復雜曲面零件，例如發(fā)動機葉輪；可以選擇更有效的刀具和采用最有效的刀具相對工件的姿態(tài)進行加工，有效提高加工效率與質(zhì)量。

圖7 XHK714／3－5五坐標立式加工中心

進而，通過傳感、控制、信息處理、人工智能等技術(shù)的升級，可使機床性能和智能化程度不斷提高，如實現(xiàn)智能編程、自適應控制、機械幾何誤差補償、熱變形誤差補償、三維刀具補償、運動參數(shù)動態(tài)補償、故障監(jiān)控與診斷等。

2.2 應用數(shù)控技術(shù)創(chuàng)新機械產(chǎn)品的技術(shù)路線

總結(jié)從X52K到XK714到XHK714和XHK714／3－5的產(chǎn)品創(chuàng)新升級過程，比較圖1和圖2，數(shù)控機械產(chǎn)品與傳統(tǒng)機械產(chǎn)品之間存在一個相同點和兩個不同點。

（1）相同點：兩者的工作裝置基本相同。

（2）不同點之一在于動力傳動系統(tǒng)。在數(shù)控機械產(chǎn)品中，傳統(tǒng)機械中作為動力源的普通電動機被具有動力與變速功能的伺服電動機取代，使傳統(tǒng)的機械變速機構(gòu)得以取消或極大簡化；同時，每個機械運動由單獨的伺服電機驅(qū)動，并由計算機控制系統(tǒng)進行協(xié)調(diào)和控制，使機械產(chǎn)品的運動和跟蹤過程控制能力極大提高。

（3）不同點之二是數(shù)控機械產(chǎn)品擁有一個計算機控制系統(tǒng)，也可以說是增加了一個“大腦”。計算機控制系統(tǒng)使數(shù)控機械的運動和工作過程可根據(jù)需要進行相應的控制，從而使數(shù)控機械具有多功能、高柔性、高精度、高效能、高可靠性和操作方便等特征；進一步，可使機械產(chǎn)品智能化成為可能。

歸納起來，應用數(shù)控技術(shù)創(chuàng)新機械產(chǎn)品的設計內(nèi)容如圖8所示。先是進行總體方案設計，確定運動與控制方案，再是進行四個方面的設計，這四個方面不斷協(xié)調(diào)、迭代完善，形成優(yōu)化的設計方案。

圖8 應用數(shù)控技術(shù)創(chuàng)新機械產(chǎn)品的設計內(nèi)容

（1）適配伺服驅(qū)動系統(tǒng)。根據(jù)被控對象的要求確定系統(tǒng)的組成、控制方式（開環(huán)、半閉環(huán)、全閉環(huán)、混合閉環(huán)）、驅(qū)動電機類型（步進電動、直流伺服電機、交流伺服電機）與大小、功率驅(qū)動裝置、檢測裝置以及校正方式及其參數(shù)。

（2）適配計算機控制系統(tǒng)。首先根據(jù)數(shù)控機械產(chǎn)品的性能指標確定其控制系統(tǒng)需要具備的功能，包括運動控制、邏輯控制、測量、人機交互、編程、補償、保護、通信、監(jiān)測與診斷等方面的功能以及其他可能需要實現(xiàn)的特殊功能；然后確定系統(tǒng)的實現(xiàn)方案，從數(shù)控機械產(chǎn)品開發(fā)者的角度，其控制系統(tǒng)的實現(xiàn)可選擇直接購買市場上的產(chǎn)品、委托控制系統(tǒng)生產(chǎn)商進行開發(fā)或聯(lián)合開發(fā)等方式。

（3）研制應用軟件系統(tǒng)。從數(shù)控機械產(chǎn)品的使用角度，一般需要通過一個編程軟件系統(tǒng)來有效獲得控制數(shù)控機械運行的工作程序。數(shù)控編程系統(tǒng)的性能直接決定數(shù)控機械產(chǎn)品的可使用性與柔性，影響產(chǎn)品的工作質(zhì)量和效率；而且，由于數(shù)控機械產(chǎn)品種類繁多，具體任務各不相同，其編程系統(tǒng)也千差萬別，對于產(chǎn)品的領(lǐng)域知識有很高要求。

（4）設計機械、檢測系統(tǒng)。機械系統(tǒng)的高剛度、低摩擦、低慣量化設計；選配合適的傳感檢測裝置等。

3 機械產(chǎn)品的全面創(chuàng)新與升級換代

應用數(shù)控技術(shù)進行機械產(chǎn)品創(chuàng)新的技術(shù)路線具體、明確，相關(guān)技術(shù)成熟可靠，適用于各行各業(yè)機械產(chǎn)品的全面創(chuàng)新。機械產(chǎn)品種類很多，大都可以通過數(shù)控化實現(xiàn)創(chuàng)新，提升到“數(shù)控一代”的水平，從根本上提高產(chǎn)品的功能、性能和競爭力。

3.1 制造裝備類機械產(chǎn)品的數(shù)控化升級換代

制造裝備是發(fā)展國民經(jīng)濟與國防建設的基礎(chǔ)裝備，其技術(shù)水平?jīng)Q定著整個國民經(jīng)濟和國防現(xiàn)代化的水平。各種制造裝備均可以通過數(shù)控化以創(chuàng)新升代，如各種切削機床、成形機床、切割及焊接等各種金屬加工設備；塑料、玻璃、木材、陶瓷等各種非金屬加工專用設備；食品、飲料、農(nóng)副產(chǎn)品、日用化工、制藥等制造行業(yè)專用設備。

例1 注塑機的數(shù)控化創(chuàng)新升代

注塑成形是最有效的塑料成形方法之一。我國是全球最大的注塑機生產(chǎn)國，產(chǎn)量占世界年產(chǎn)量的70%以上。

與傳統(tǒng)的液壓式注塑機相比，數(shù)控注塑機的工作裝置基本不變，其主要變化在于：

（1）采用伺服電機驅(qū)動配合滾珠絲杠和同步齒形帶傳動取代了液壓注塑機的液壓泵、液壓缸、液壓馬達等構(gòu)成的液壓驅(qū)動系統(tǒng)；

（2）采用計算機數(shù)控系統(tǒng)取代了液壓注塑機的模擬量電液控制系統(tǒng)。

與液壓注塑機相比，數(shù)控注塑機具有如下優(yōu)點：

（1）提高精度及穩(wěn)定性?？蓪崿F(xiàn)復雜的控制功能，柔性好，具有優(yōu)良的控制精度和穩(wěn)定性，生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量好且穩(wěn)定。

（2）提高生產(chǎn)效率。伺服電機有優(yōu)良的高速性，且其控制系統(tǒng)容易實現(xiàn)復雜的同步重疊動作，可大大提高生產(chǎn)效率；同時，數(shù)控系統(tǒng)可“智能”設置、調(diào)整和優(yōu)化工藝參數(shù)，使生產(chǎn)效率與質(zhì)量進一步提高。

（3）節(jié)能與環(huán)保。消耗電力可以減少40%左右，噪聲低、無油污染。

3.2 其他機械產(chǎn)品的數(shù)控化升級換代

除制造裝備外，國民經(jīng)濟各行業(yè)以及國防軍工中的眾多其他機械產(chǎn)品也可以數(shù)控化以實現(xiàn)創(chuàng)新升代，如汽車、火車、飛機、輪船等交通運輸設備，火炮、雷達、坦克等武器裝備，工程機械、農(nóng)業(yè)機械、建筑機械、港口機械、印刷機械、醫(yī)療機械等。

例2 火箭炮的數(shù)控化創(chuàng)新升代

火箭炮的高精度自動操瞄是提高火箭炮機動性能和打擊能力的關(guān)鍵，操瞄裝置可以通過伺服電機驅(qū)動和計算機控制以實現(xiàn)數(shù)控化創(chuàng)新升級。

新一代火箭炮可以大大提高其機動性能，縮短戰(zhàn)斗反應時間，提高射速和射擊準確性；并且可以與先進的戰(zhàn)場管理系統(tǒng)一道，通過“群控”以形成精確而強大的火力網(wǎng)。

3.3 全面創(chuàng)新、升級換代

《“數(shù)控一代”機械產(chǎn)品創(chuàng)新工程》需要克服許多困難，最突出的還是要克服人們思想認識上的困難。畏難情緒嚴重者有之，認為數(shù)控化創(chuàng)新很神秘、很難搞，缺乏勇氣，缺乏信心；看不起推廣應用工作者有之，覺得不上檔次，沒有水平，缺乏興趣，缺乏熱情。我們要解放思想，勇于創(chuàng)新，堅持“頂天立地”的正確方向，盡好盡快地推進各種機械產(chǎn)品的數(shù)控化創(chuàng)新，同時創(chuàng)造一大批高端數(shù)控機械產(chǎn)品。

東莞華中科技大學制造工程研究院與企業(yè)密切結(jié)合，研制出數(shù)十種數(shù)控機械產(chǎn)品，大大提高了產(chǎn)品的水平和競爭力，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益與社會效益。這里介紹兩個創(chuàng)新產(chǎn)品實例。

例3 編織機的創(chuàng)新升代

我國是毛紡編織大國，僅東莞大朗鎮(zhèn)每年生產(chǎn)毛衣就超過3億件。目前，國內(nèi)毛衣生產(chǎn)主要依靠手動編織機（橫機）完成，其效率低下，操作工人的勞動強度很大。

數(shù)控編織機（圖9）的單機編織速度比手工橫機提高5～8倍；每個工人可同時操作5臺設備，大大提高生產(chǎn)效率；與毛衣設計CAD／CAM系統(tǒng)集成，大大提高了毛衣花色品種、質(zhì)量與市場競爭力。

圖9 數(shù)控編織機

例4 木工機械的創(chuàng)新升代

傳統(tǒng)木工機械功能單一，效率低下，污染嚴重。

數(shù)控木材加工中心（圖10）的加工精度高、生產(chǎn)柔性好，工序復合，具備很高的生產(chǎn)效率，并且安全可靠，粉塵、噪聲污染低，具有很強的市場競爭力。

圖10 數(shù)控木工機械

數(shù)控化使機械產(chǎn)品裝備了“大腦”，開辟了機械產(chǎn)品創(chuàng)新的廣闊空間，不斷引領(lǐng)機械產(chǎn)品攀登新的高峰；進而，可以在機械設計理論上和學術(shù)上做出高水平的貢獻。這里舉一個高端創(chuàng)新的實例。

例5 光刻機精密工作臺

光刻機是IC制造中最關(guān)鍵、最復雜和最昂貴的設備。超精密工作臺是光刻機核心關(guān)鍵裝置，要求實現(xiàn)加速度高至2g、速度1m／s以上、精度為納米級的六自由度運動；對于100nm線寬的掃描曝光，要求定位精度小于10nm，硅片臺和掩模臺間的同步平均誤差小于5nm、均方誤差小于12nm，幾乎接近物理極限，常規(guī)機械制造工藝無法實現(xiàn)。

要實現(xiàn)光刻機的高速、大行程、六自由度納米級精度運動，除合理的運動結(jié)構(gòu)與精密檢測技術(shù)外，關(guān)鍵在于控制，核心在于補償。其補償?shù)膬?nèi)容包括臺體質(zhì)量與質(zhì)心位置誤差、六自由度運動耦合干擾誤差、粗微動耦合干擾、電機與驅(qū)動非線性誤差、電路噪聲與延時誤差、測量干擾誤差、環(huán)境與溫度變化誤差等。通過補償控制，我國研制的100nm光刻機工作臺實現(xiàn)了高速高精的技術(shù)要求。

4 實施《“數(shù)控一代”機械產(chǎn)品創(chuàng)新工程》的技術(shù)路線

《“數(shù)控一代”機械產(chǎn)品創(chuàng)新工程》既是技術(shù)推廣工程也是產(chǎn)品創(chuàng)新工程：對數(shù)控技術(shù)而言是技術(shù)推廣工程，對于各行各業(yè)的機械產(chǎn)品而言是產(chǎn)品創(chuàng)新工程?！丁皵?shù)控一代”機械產(chǎn)品創(chuàng)新工程》是一個復雜的大系統(tǒng)工程，必須依靠有組織創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和協(xié)同創(chuàng)新。

4.1 有組織創(chuàng)新

充分發(fā)揮我國制度的優(yōu)越性，總體規(guī)劃、分步實施、重點突破、全面推進，動員千軍萬馬，實行有組織的創(chuàng)新。

（1）總體規(guī)劃、頂層設計。制定國家與各行業(yè)、各地方、各企業(yè)的數(shù)控化機械產(chǎn)品創(chuàng)新升級的總體規(guī)劃和推廣計劃（路線圖）。國家和行業(yè)主管部門與地方科技部門聯(lián)動，行業(yè)和地方組織企業(yè)實施。

（2）重點突破、典型示范。從全國范圍內(nèi)篩選代表性區(qū)域、行業(yè)和企業(yè)，由國家重點支持實施示范工程，然后進一步在全國范圍內(nèi)全面推廣。

（3）技術(shù)攻關(guān)、推廣應用。加強對數(shù)控機械產(chǎn)品共性關(guān)鍵技術(shù)的技術(shù)攻關(guān)，進而在行業(yè)內(nèi)和地區(qū)內(nèi)進行全面推廣應用。

（4）人才培訓、技術(shù)服務。學校、科研機構(gòu)全面動員，大力開展數(shù)控機械產(chǎn)品創(chuàng)新設計的人才培養(yǎng)與專業(yè)培訓，特別是要廣泛動員與強力組織對廣大企業(yè)家和設計工程師的培訓。組織各方面力量，努力以幾種模式提供數(shù)控機械產(chǎn)品創(chuàng)新設計的技術(shù)服務：①企業(yè)委托設計；②與企業(yè)聯(lián)合設計；③為企業(yè)進行人員培訓，由企業(yè)自主設計。

4.2 集成創(chuàng)新

數(shù)控機械產(chǎn)品的創(chuàng)新是數(shù)控技術(shù)、機械設計與制造技術(shù)以及產(chǎn)品領(lǐng)域工藝技術(shù)的有效集成，需要數(shù)控、機械設計、產(chǎn)品工藝等多方面工程師的密切合作，管理、設計、制造和市場等各方面人才的密切合作，必須采取有效措施進行集成創(chuàng)新。

4.3 協(xié)同創(chuàng)新

以企業(yè)為主體、市場為導向，政產(chǎn)學研用緊密結(jié)合，推進協(xié)同創(chuàng)新。

（1）科技部、工信部等國務院有關(guān)部門將實行強有力的領(lǐng)導，建立領(lǐng)導機構(gòu)，推進頂層設計，加強宏觀管理。各行業(yè)主管部門和地方科技部門將加強組織管理，制定行業(yè)規(guī)劃和推廣計劃，落實各方面保障措施。

（2）建立各個層面的產(chǎn)學研用創(chuàng)新聯(lián)盟，將各行業(yè)、各地方具有技術(shù)優(yōu)勢的生產(chǎn)企業(yè)、高校、研究院所、用戶企業(yè)組織起來，形成數(shù)控機械產(chǎn)品創(chuàng)新聯(lián)盟。

（3）企業(yè)是面向市場的主體，是財政投入的主體，當然是技術(shù)創(chuàng)新的主體。市場的驅(qū)動和企業(yè)的積極性是產(chǎn)品創(chuàng)新成功的關(guān)鍵，必須從根本上調(diào)動企業(yè)家、管理者和工程師的積極性。同時，高校和科研院所中蘊藏著為我國機械工業(yè)貢獻力量的巨大積極性，要采取有力措施，動員他們、組織他們、依靠他們。政產(chǎn)學研用協(xié)同創(chuàng)新，形成中國特色的“數(shù)控一代”機械產(chǎn)品創(chuàng)新體系，團結(jié)奮斗，努力完成這樣一個偉大的創(chuàng)新工程。

我們有一個共同的奮斗目標：經(jīng)過10年的時間，中國的機械產(chǎn)品全面應用數(shù)控技術(shù)，總體升級為“數(shù)控一代”；再經(jīng)過10年左右的時間，到2030年，中國的機械產(chǎn)品全面升級為“智能一代”，整體上走到世界前列，為中國的現(xiàn)代化做出基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性的貢獻。