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- 作者：中國機床工具工業協會 黃韶娟
- 2025年5月30日 09:45
一、前言
本文對我國機床企業數字化轉型情況進行梳理與適度延伸，旨在為業界提供參考，引發大家更深入的探討與思考。希望能借此引發行業內更多的關注與討論，為推動我國機床行業數字化轉型提供有益借鑒，助力行業實現高質量發展。
二、機床企業數字化轉型的實踐與成效
當前，世界正快步邁入新一輪工業革命時期，數字技術日新月異，全球制造理念也隨之發生深刻變革。各國調整戰略、研究對策，紛紛建設起新的現代化工廠，這對我國機床工具行業的發展也產生著巨大影響，企業對數字化轉型的需求日益迫切，有力推動了中國制造業的全面轉型升級。
企業的數字化轉型是一項復雜的系統工程，不僅需要企業領導和員工突破固有觀念，樹立數字化思維，還需從設計、生產流程到企業經營手段等全方位進行革新，從而提升企業決策與組織管理效率。推進數字化轉型，能讓企業與市場、員工和客戶實現更高效的溝通交流，達成信息的共享與整合。這不僅有助于提高生產效率、降低運營成本，更重要的是能助力企業實現經營模式的轉變，業務流程的優化，推動產品研發與服務模式的創新，進一步穩定產品質量，提升企業在市場中的核心競爭力。
通過多年的努力與堅持，許多機床企業已經在數字化轉型方面取得了積極成效，部分企業通過建設智能工廠，實現了生產過程的數字化管理和優化，顯著提升了生產效率和產品質量。一些企業通過數字化手段實現了定制化生產，滿足不同客戶的個性化需求。
1.數控系統企業
開展數字化轉型工作，數控系統企業是主力軍。不僅自身積極踐行數字化制造，同時也為用戶進行數字化轉型提供技術支持。據了解，目前國內數控系統的控制精度可以達到進口系統的級別，完全能滿足市場需要。從芯片到電路板，從硬件到軟件，包括通訊協議在內，數控系統的國產化率已經達到了較高水平。雖然在使用體驗上與進口系統仍存在一定差距，但國產數控系統憑借顯著的成本優勢，能夠有效避免外部制約，為企業提供更具性價比和安全保障的選擇。
在為用戶數字化轉型服務的過程中，數控系統企業主要聚焦于搭建數字化車間和實現智能制造。早期的數字化車間搭建工作，主要圍繞機床數據監控展開，通過將生產線、數控系統以及裝配、存儲、物流等周邊環節進行數字化連接，實現統一管控，并以看板形式直觀展示關鍵數據，如操作模式、各軸狀態、機行狀態、開機時間、切削時間和運行時間等。這些數據的采集與分析，均基于企業自主編寫的代碼，可根據用戶需求進行定制化開發，這一階段的數字化車間被稱為第一代數字化車間，這項工作目前許多數控系統企業都能夠勝任。
近年來，數控系統企業的能力不斷提升，能夠打造更為完整的數字化解決方案。以機械加工車間項目為例，涵蓋了從設備參數設定、工藝規劃、加工流程優化、任務排產，到數字孿生、視覺識別、自動化物流與上傳ERP訂單交互等全流程，構建成高度自動化的 “黑燈工廠”，人員從幾十人減到個位數，每班僅需一到兩人即可維持高效運轉。整個數字化車間集成了原料庫、堆垛機、轉料架、加工機床（粗 / 精加工）、珩架、打標機、二維碼生成器、AGV 小車、機械手、出庫入庫系統、抽檢臺等設備，以及其他一些搬運工作，并對所有相關數據進行采集與分析，以可視化方式呈現，為生產決策提供精準依據。不僅如此，在熱加工車間、熱處理車間和表面處理車間等領域，也都有許多成功案例，基本覆蓋了制造業的全工藝鏈條。在第一代數字化車間的基礎上，通過持續的技術迭代和實踐探索，各數控系統企業已建立起自己的一套完整的數字化車間建設架構，包括上層可視化展示、中間層大數據挖掘治理與分析計算以及下層數據采集、邊緣計算與輔助視覺等技術，每一層都有成熟的應用案例可供借鑒，標志著第二代數字化車間的全面升級。
除了數字化車間建設，數控系統企業還積極開展單機智能制造項目。單機數字孿生系統以虛擬仿真為核心，通過傳感器實時采集數據并進行分析計算，在虛擬環境中對溫度、速度、壓力等關鍵參數進行優化調整，確保各項參數在最佳范圍內匹配后，驅動機器進行實際生產，實現單機層面的智能制造。
未來，人工智能技術將為數控系統帶來新的變革。機床將具備更強的自主決策能力，能夠自動優化加工過程，實現設備間的高效協同和智能化管理，甚至在無人干預的情況下保持連續生產，大幅提升整個生產系統的運行效率和穩定性。
2.機床主機企業
對于機床企業的數字化轉型，如果主機企業能夠同時擁有自主數控系統，將更具優勢。數字化轉型是企業發展的重要決策，需要時間積累與技術迭代。機床企業的數字化轉型通常分為三個階段：流程驅動的信息化、數據驅動的數字化以及AI驅動的智能化。現在絕大部分企業都在第一、第二階段實踐，真正能到第三階段的非常少。
早在上世紀九十年代初就有一部分國內機床企業開展了信息化工作，包括OA（辦公自動化）、CRM（客戶關系管理）、ERP（企業的資源計劃）、PLM（產品生命周期管理）等。如今，一些企業逐步迭代為數字化轉型，實現在數字化環境中進行設計研發和生產工藝過程的優化，以數據驅動機床制造及調試的虛擬仿真升級。比較完善的包括管理數字化、服務數字化、研發數字化和產品數字化等，貫穿售前、產品的設計研發、生產、售后等環節，構建起一整套企業管理的數字化系統解決方案，企業領導都非常重視。
（1）管理數字化。企業現有做法，一般是以ERP為主線，前端搭配CRM，初期的產品設計使用PDM(產品數據管理)過渡，后期進化到PLM以實現產品全生命周期管理。MES（制造企業生產過程執行系統）作為整個車間生產管理系統，是生產執行端，涵蓋訂單管理、工藝流程、計劃排程、生產制造以及品質管控等多個環節，結合軟硬件一體化，實現了從生產制造、數據采集、管理運營業務的全面覆蓋，服務于加工和裝配，服務于業務和財務。MES系統的排產功能則依據ERP系統提供的生產計劃進行智能調度和資源優化。為了管理的高效和顯性化，很多車間引入了數字化看板系統，顯示工作進度、設備狀態和生產結果等，以獲取實時生產數據，提高車間管理效率，縮短訂單交付周期。
（2）服務數字化。企業通過拓展服務業務，為機床提供遠程監控和運維服務支持，實現數控機床的故障預測、診斷和維護。通過對數控機床運行數據的分析和處理，識別出可能引發故障的異常情況，提前預警，降低設備維修成本和停機時間，減少對人工的依賴，提升設備使用效率。不僅提升了企業的服務質量和響應速度，還增強了設備的可靠性和可維護性。
（3）研發數字化。企業在研發的手段上，除了使用CAD/CAE/CAM等工具進行機床設計和編程外，在實體機制造之前先創建虛擬機床，提前完成機床運動、控制調試及加工軟件測試。許多調試工作以仿真形式先行，比如路徑規劃、節拍優化、機床運動動作測試等，有效縮短研發周期。當機床實物完成后，將虛擬調試好的所有程序導入，可以快速驗證其適用性，與在真實機床上調試效果相當，這在新產品開發中極具價值。
（4）產品數字化。是給用戶賦能，例如狀態監控、運動過程的仿真等，這些數字化功能都集成在機床上。還有虛擬機床隨機看功能，讓用戶體驗到無需觀察實機的運動，就可以通過虛擬機床給用戶展示機床的加工過程，尤其在用戶加工貴重工件、對可靠性要求較高時，可在虛擬機床上進行預加工，提高成功率。虛擬機床技術的軟件開發，部分由企業自主完成，也有部分委托給第三方。
3.NC-LINK推廣
在推動工廠數字化與信息化升級的過程中，設備集成商及企業需優先解決設備聯網與數據采集問題，這是構建MES系統或推進車間信息化建設的基礎。然而，當前數控系統及各類公共設備廠商眾多，可以說有成百上千的操作系統或數據接口，就有成百上千不一樣的通訊協議。面對用戶不同工藝要求，面對不同廠商提供的設備，數字化工廠或自動化產線對零件制造數據信息的需求也各不相同，因此在數字化改造前，必須先完成各類設備和系統的協議適配工作，否則數據采集與后續工作將無法順利開展，這就要消耗大量的資源投入去做接口適配的這個工作。
如果能有一個統一的協議標準，各方均遵循此標準提供數據，無需依賴專有協議，將徹底消除設備間的協議適配問題，顯著降低數據采集、轉換與連接的成本。企業可將更多精力與資源投入到開發對用戶具有實際價值的高效制造應用程序中，從而減少在基礎數據采集與整理上的投入。
NC-LINK標準協議正是為了解決這一問題而制定的。我國制造業的體量龐大，若數字化管控系統集成商及企業均基于統一的NC-LINK協議進行數據采集，將無需投入大量人力進行底層兼容性開發，而是專注于管控軟件的開發，為用戶和企業提供具有易用性和適用性的功能，創造更多價值。即使在引進國外設備或數控系統時，若其支持NC-LINK協議，也將極大簡化集成工作，促進國內整個行業的發展與進步。
在數字化與智能制造的大趨勢下，企業通常愿意在維護自身私有協議的同時，支持通用的標準協議，前提是該標準協議成熟且應用廣泛。目前，NCLINK標準的推廣程度有限，這不僅制約了其迭代更新的速度，也影響了技術的成熟度與行業認可度，是推廣動力不足的重要原因之一。盡管NC-LINK在技術層面與國際先進水平相比仍存在一定差距，但其完全自主可控、更新迭代靈活應變的特點，正是我們的優勢所在。
NC-LINK推廣動力不足的另一個關鍵因素是企業面臨的額外成本問題。數控系統企業原本各自擁有成熟的通訊協議，而且因研發基礎和技術來源不同，各企業的私有協議不一樣，若要同時支持私有協議與NC-LINK協議，并將NCLINK集成進數控系統，需要投入額外的研發成本與IT人員進行研發與長期維護。目前，大多數企業的數控系統沒有內置NC-LINK協議。
推廣NC-LINK需要多方面力量。一方面，如果用戶明確要求支持NCLINK，那么上游的集成商和APP開發商就會為滿足用戶需求而開發適應NCLINK協議的軟件和管理系統，進而促進數控系統廠商提供支持NC-LINK協議的系統以滿足市場需求；另一方面，如果數控系統廠商普遍提供NC-LINK協議，也將促使上游的集成商去適配 NC-LINK，從而構建起完善的上游生態，減少集成商的工作量，形成良性發展循環。但是這個推廣過程確實是痛苦的，需要集成商和數控系統廠商先期投入大量的人力和成本，而且還需要相對較長的維護和迭代周期，短期內并不能產生多少明顯收益。因此現在兩方面還都是處于比較初期的階段，支持的都不太好。此外，國家從自主可控的角度給予政策支持也至關重要，但僅靠幾個項目的支持難以達到預期效果，最終仍需各方力量共同推動NC-LINK的廣泛應用。
在梳理機床企業數字化轉型的實踐與成效時，發現盡管許多企業取得了顯著突破，但部分企業在轉型過程中仍面臨戰略方向模糊、技術應用碎片化等問題，折射出在信息化、數字化轉型和智能制造的認知層面存在分歧與盲點。因此，有必要先厘清信息化與數字化轉型的關系、智能制造的本質內涵。
三、對企業信息化、數字化轉型和智能制造的認識
企業信息化、數字化轉型和智能制造的概念現在還沒有明確的官方定義，但三者之間是有聯系和區別的，有必要加以明確。
1.三者概念的關系描述
（1）企業信息化：是指企業以業務流程的優化和重構為基礎，借助計算機技術、網絡技術和數據庫技術，對生產經營活動中的各類信息進行控制和集成化管理，實現企業內外部信息的共享與有效利用。也可以說是利用信息技術對企業的生產、管理、銷售等各個環節進行改造，以提高內部管理效率和決策的科學性，增強市場響應能力。
（2）數字技術：是一個更廣泛的概念，涵蓋了所有使用數字信號進行信息處理和傳輸的技術。這包括計算機硬件和軟件、網絡技術、數據編碼和壓縮、數字信號處理等多個方面，同時也涉及信息的存儲、檢索、分析和應用等方面。數字化則是指將模擬信息轉換成數字格式的過程，將客觀世界中的事物轉換成計算機唯一能識別的機器語言，即二進制0和1。這個過程通常包括采樣和量化，即將連續變化的模擬信號轉換為離散的數字信號，以便于計算機處理。數字化是實現數字技術的基礎步驟之一，它是信息數字化的前提。
（3）企業數字化轉型：是在企業信息化的基礎上，利用數字化技術對物理機床和生產過程進行數字化建模，以優化生產流程，提升產品質量，并通過現代技術和通信手段，改變企業為客戶創造價值的方式。數字化轉型并不是對企業以往的信息化推倒重來，而是在整合優化企業信息化系統基礎上，進一步提升管理和運營水平。數字化轉型與企業信息化的區別在于，信息化側重于將傳統業務數字化以提高效率，而數字化轉型則更強調利用數字技術改變商業模式，以應對日益嚴重的勞動力短缺等挑戰。
（4）智能化：是指由現代通信與信息技術、計算機網絡技術、行業技術、智能控制技術匯集而成的針對某一個方面的應用，按照與人類思維模式相近的方式和給定的知識與規則，通過數據的處理和反饋，對隨機性的外部環境做出決策并付諸行動。智能制造則具體體現在制造過程的各個環節與新一代信息技術的深度融合，通過物聯網、大數據、云計算、人工智能等技術，把設計、生產、供應鏈和售后服務整合成一個高度協同的系統，包括智能產品、智能生產、智能工廠、智能物流等。目前，智能制造仍處于初期階段，各國政府均將此列入國家發展計劃，并大力推動實施。
信息化是數字化和智能化的基礎，它通過計算機技術、網絡技術等手段實現了信息的電子化和初步的集成與共享，為數字化提供了數據資源和信息基礎。數字化是信息化的延伸和深化，進一步將各種信息和物理世界的實體、現象進行數字化處理，使得數據更加精確、豐富和易于處理，從而為智能化提了大量的高質量數據。
智能化則是信息化和數字化發展的更高目標，借助人工智能、物聯網等技術對數字化數據進行深度分析和學習，實現系統或設備的智能行為，如智能決策、智能控制、智能服務等，從而提升整個社會和經濟的運行效率和質量。
2.對機床企業數字化轉型的理解
談到數字化轉型，有時會被單純理解成數字化車間或工廠，其實信息化本身也是數字化轉型的重要基礎。數字化設計和制造過程能夠對機床的生產參數進行精確控制，有效減少人為因素導致的誤差。借助對生產過程數據的實時監測和反饋，企業能夠及時調整生產工藝、加工參數等，確保產品質量的穩定性。
具體到機床機械結構的數字化建模，這一過程離不開CAD/CAE等專業工具的應用。這些工具可以分析形變、環境溫度變化、振動等因素對機械結構的影響，還能分析材料在不同溫度條件下的形變特性、結構產生的機械應力以及內部應力的釋放情況等。此外，機床的連接方式，如螺栓連接、焊接及整體鑄造等不同工藝的效果，也需要借助專業的軟件來精確的模擬與評估。
數字化轉型的協同效應不僅體現在生產環節，更可全方位拓展至設備、流程、人員、部門及產業鏈上下游。一方面，數字化轉型能夠實現設備之間的協同，自動完成調度、排產等工作；另一方面，企業還可以依據數字化模型和數據分析結果，對生產流程進行優化，例如縮短物料搬運距離、調整機床加工順序、提高設備利用率等。數字化轉型還涵蓋人員、部門、上下游企業、供應鏈以及客戶等，構成一個龐大的協同工作生態系統。通過數字化平臺，企業之間能夠實現信息的實時交互與共享，共同優化產品設計和生產工藝，整合資源并開展協同創新，為客戶量身定制個性化的解決方案，增強產業競爭力，達成高效的設計、生產和管理目標。此外，機床本身的數字化同樣是機床企業數字化轉型的重要組成部分。
3. 機床本身的數字化功能
機床作為車間和生產線上的關鍵設備，其操作和維護的便捷性對于整個生產流程的順暢運行起著至關重要的作用。在傳統管理模式下，企業依賴于一套成熟的常規方法來掌控生產全局。隨著數字化轉型的深入推進，可實現更高效、省力的智能化管理，避免人為干擾導致的錯誤，通過預測性維護方案，提前規劃設備保養，減少設備停機時間，從而提高生產效率。
機床數字化并非無中生有的新應用需求，而是強大的實用工具。它能夠幫助在各個應用場景下提高效率，增強可行性，節約大量時間和資金。數字化的范疇非常廣泛，企業要做的是從寬泛的數字化內涵中篩選出最適合自己的部分，以實現更高的投資回報比。
需要指出的是，數控機床本身就是數字化產品。機床的數字化還體現在：可視化監控機床工作狀態，監控加工條件和診斷刀具磨損及破損情況，自動托盤裝卸工件系統，自動空間誤差補償，保證高精度加工和自動生產及長時間無人化生產等。
從功能角度來看，機床本身的數字化大致可以分為以下幾類：
（1）新設計的機床：在機床設計與制造的全流程中，融入數字技術與專業軟件進行仿真、分析及優化迭代，能夠精準識別并修正設計初期的潛在缺陷，規避不必要調整所帶來的資源與時間損耗，顯著提升產品設計的精度與效率，更快更好地保障新產品開發成功率。
同時，數字化手段貫穿制造環節，通過實時監測與智能調控，精簡工序，削減浪費，實現生產效率與產品品質的雙提升，有效縮短從研發到量產的周期，降低開發成本。
（2）已有的機床：面對新的市場競爭態勢，尤其是那些銷售效果較好的機床，通過實施數字化升級舉措來提升其性能表現，例如提高加工效率、加工質量和加工穩定性等，以滿足用戶更高的要求，提升企業的競爭力，使競爭對手處于跟隨狀態，這將對企業極為有利，同時也能為行業技術的持續進步與創新發展注入源源不斷的動力。
（3）安裝傳感器：數控機床通過數字化設計和優化，實現了虛擬與現實的無縫交互，提高了加工精度和效率。在機床設備的數字化進程中，為其安裝傳感器是一關鍵步驟，這些傳感器能夠實時采集設備運行數據，并將這些數據穩定傳輸至云端或本地服務器，進行分析和處理。例如，通過對機床振動數據的分析，可以提前預測機床刀具的磨損程度與磨損趨勢，提前安排刀具的更換維護，規避因刀具損壞而引發的加工質量問題，確保生產過程的連續性與穩定性。
4. 數字孿生技術
在機床數控系統的數字化進程中，數字孿生技術不僅帶來震撼的視覺效果，更在實際應用中發揮著舉足輕重的作用。數字孿生極大地改變了機床開發和零件加工中的高風險及不確定性，解決了試切階段長期存在的高耗能、高耗資、高耗材等弊端。當下數控系統的數字孿生一般做到了以下幾個層次：
（1）比較初級的：是構建包含機床、刀具、夾具和工件等實體的三維幾何模型，搭建機床各部件之間的連接配合關系，以及各軸之間的精確運動關系，通過模擬真實的零件切削過程，包括合理選擇切削參數、科學規劃刀具路徑、優化分配加工余量等，確保加工過程的高效和精確。同時，利用模擬結果驗證機床結構的合理性和運動干涉情況。
（2）中級的：是將加工零件的模型導入數控系統后，系統可自動生成對應的加工程序，并在虛擬機床上進行模擬加工，加工完成后，系統能夠對整個加工過程及結果進行深入分析。其內置的大數據應用場景能夠對加工參數、加工條件、刀具負載等進行優化分析，如果加工參數超出機床的承受范圍，系統會自動提示修改。此外，機床還可以配備在線測量功能，加工完成后，自動調用測頭測量零件尺寸，并與理論值對比，若存在偏差，系統將自動調整和補償相關加工參數，并反饋以進行二次加工；若發現過切，系統將立即停機報警，從而實現對加工過程和程序的自主優化。
（3）更高級的：是以西門子為代表的在數字孿生世界里構建一個虛擬數控內核，能夠模擬真實機床上的邏輯運動。我們所見到的每一步動畫，均是在虛擬數控內核中執行真實機床上給定的G代碼指令，調用和執行PLC等指令操作后所呈現出的結果，執行完成后又會反饋到創建的虛擬環境中，這一過程是基于真實計算得出的。例如，在加工常見的金屬材料（如鋼、鐵、鋁）時，系統不僅能夠模擬刀具路徑和進行干涉驗證，還能進一步模擬出材料的加工運動特性，模擬刀具在設定速度下能否實現有效加工，若需要更大的加速度，系統會智能提醒機械設計中的電機選型是否合適、伺服電流是否充足，或者是否存在冗余設計導致成本增加等問題。此外，虛擬內核還會精確計算所配置電機和伺服性能在刀尖處的表現，包括速度和加速度等參數，從而確保加工質量的一致性，有效避免模擬加工結果與實際加工結果出現偏差的情況。當加工零件的加工時間較長（以天計）或工件材料昂貴且程序尚未編寫完成時，系統內部還可增加一個加速條的形式，讓它運算的更快，通過快速驗證，可以提醒程序員編程時應注意某些難加工問題，更好地優化程序。當然這種加速功能也是有其極限的。
四、機床企業數字化轉型的相關思考
機床工具行業作為制造業的根基，為航空航天、汽車、船舶等高端制造領域提供了重要支撐。在當下，數字化轉型已成為中國機床工具企業提升競爭力、邁向高端制造的關鍵路徑。通過數字化技術賦能，企業能夠優化生產流程，提高產品質量，實現精準服務，從而在激烈的市場競爭中脫穎而出。
目前，不少機床企業已在設計、生產環節以及產品功能上融入數字化技術。同時，各地區政府也在積極推動數字化轉型，搭建區域級工業互聯網平臺，實現設備資源與技術服務的共享，促進協同制造。越來越多的機床企業已意識到數字化轉型的重要性，行業協會連續以數字化轉型為主題，舉辦研討會與成果展，激發了企業之間的學習交流熱情。許多中小企業也開始主動尋求數字化改造方案，嘗試引入新技術、新模式，以改善經營環境，擺脫不良的同質化競爭。在數控機床的全生命周期中，會產生大量關于設計、生產以及產品應用的數據和信息。如何有效采集和分析這些數據，并將其用于提高生產效率，已成為提升企業未來競爭力的關鍵。
數字化轉型是一個復雜且龐大的課題。在實際操作中，部分企業的嘗試取得了成功，但也有一些企業的努力付諸東流。要解決這一問題，關鍵在于技術的落地必須結合具體行業、應用場景以及企業的實際情況。每個企業在人力儲備、資金狀況、發展決心和研發投入等方面都存在差異，因此不能盲目跟風。企業一定要有清晰的的認識，先從高處看全局，再結合自身條件，找到最重要的適合自己的那一部分做起來。正如毛主席在抗美援朝時期提出的 “你打你的，我打我的！” 在全球數字化轉型的浪潮中，很多時候企業家也需要具備這種破局思維，立足自身實際，走出一條獨特的數字化轉型之路。
1.機床企業數字化轉型的作用
機床作為“工業母機”，在制造業中占據著舉足輕重的地位。機床企業的數字化轉型，已然成為推動制造業邁向數字化變革的關鍵驅動力。從本質上講，它意味著將數字技術全方位、深層次地融入機床的設計、生產、銷售、服務等各個環節，打破傳統制造業的固有模式，構建一個智能化、高效化、協同化的全新生態系統。
（1）設計環節：是數字化轉型的前沿，借助計算機輔助設計（CAD）軟件、虛擬現實（VR）/ 增強現實（AR）技術，工程師能夠突破二維圖紙的局限，進行三維立體建模，提前模擬產品性能，精準優化產品結構，將傳統的試錯式設計升級為可預見性創新，大幅縮短新品研發周期，使設計出的機床更貼合市場多樣化、個性化的需求。還可通過模擬分析不同工況下機床的應力分布，通過數據閉環實現缺陷自診斷與參數自優化，避免實際加工中發現結構缺陷而造成的浪費，提高機床的可靠性。
（2）生產環節：是數字化轉型的主陣地，通過設備聯網，將數控機床、工業機器人、自動化物流系統等生產要素無縫連接，實現對生產過程的實時數據采集與監控。基于這些數據，制造執行系統（MES）能夠發揮其強大的智能排產功能。它能夠根據訂單需求、設備狀態、物料庫存等多方面信息，自動生成生產計劃，精準調度生產任務，優化生產流程，合理分配人力、物力和設備資源。這不僅有效避免了生產擁堵或設備閑置，還可顯著提高生產效率，讓生產節奏更加緊湊、有序。此外，在物料搬運、上下料、裝配等環節，自動化設備和機器人取代傳統的人工操作，它們以精準的動作、穩定的性能，可實現24小時不間斷作業，不僅能提升生產節拍，還將人工操作帶來的誤差降至最低，使產品質量的一致性和穩定性得到保障，同時減少浪費，進一步降低生產成本，為企業在市場競爭中贏得更大的優勢。
（3）銷售與售后環節：因此成為企業提升競爭力和服務質量的關鍵領域。借助大數據分析客戶的瀏覽習慣、采購歷史、地域分布等信息，企業得以精準定位目標客戶群體，制定針對性的營銷策略，精準推送符合潛在客戶需求的機床產品，提高營銷效率和銷售轉化率。售后服務方面，通過物聯網技術，機床在使用過程中設備的運行狀態、故障信息等關鍵數據能夠實時回傳至機床企業的數據中心，維修人員借助遠程診斷工具，能夠快速對故障進行精準定位和分析，對于簡單故障，維修人員可以遠程指導客戶快速排除，確保設備迅速恢復運行；而對于復雜故障，企業則能夠提前準備好維修配件和專業人員，實現精準維修。大幅縮短停機時間，提升客戶體驗和滿意度，贏得客戶長期信任與合作。機床企業實施數字化轉型，核心在于破解一系列棘手難題：將原本無法完成的任務變為可能，讓低效的流程變得高效快捷，將高風險的環節變得成功率更高、風險更低等等。這一轉型過程，是通過引入前沿技術手段，提升企業的技術實力，從而更好地適應數字化時代帶來的新挑戰和新要求。
當下，機械制造業正面臨著嚴峻的人力短缺問題。許多年輕人不愿從事相關行業，導致行業人員缺口不斷擴大。因此，企業對于提升生產效率、減少對人力的依賴的訴求愈發迫切。如何通過數字化轉型升級來滿足企業的這一需求，已成為整個社會亟待解決的重要課題。這絕非僅僅依靠國家出臺政策、投入資金、示范項目引領就能解決，而更需要企業實實在在地投入人力、物力和財力，深入分析自身特點與基礎條件，精準規劃出符合自身發展的數字化轉型路徑，一步一個腳印地付諸實踐。
2.企業數字化轉型面臨的問題
數字化轉型能夠促進企業創新，激發企業活力。數字化技術為企業提供了更多的創新工具與平臺，企業可以利用這些資源開展新產品研發、新業務模式探索等活動，從而在市場競爭中脫穎而出。
（1）為何必須由企業一把手主導
濟南二機床前董事長張世順在演講中曾分享過他對企業數字化轉型的兩個重要觀點，引發了眾多企業的共鳴與思考。一是企業數字化轉型一定是個一把手工程，如果一把手不下決心，下面的人很難去推行，這個觀點已經越來越多的得到企業的認可。第二個是企業數字化轉型做起來眼要高手要低，“眼高”的含義在于做之前要有很清晰的認知，不一定是一把手本人，也可以是被授權的一個數字化團隊，要有全局觀念，從戰略高度審視數字化轉型的方向和目標，確保轉型工作能夠契合企業的整體發展戰略。“手低”則是在實際操作中，要基于企業眼下有限的基礎條件、有限的預算、有限的人員等，制定出切實可行的方案，避免好高騖遠，確保轉型工作能夠落地生根，真正為企業帶來價值。機床企業進行數字化改造需購置硬件設備、升級軟件系統、引進專業人才及建設數據中心等，投資回報周期長，短期內難以看到顯著經濟效益提升，企業決策層易陷入猶豫觀望。此外，數字化轉型帶來的效益不僅體現在成本降低、產量提升等直觀指標上，還包括產品質量優化、客戶滿意度提高、市場響應速度加快等隱性收益，難以用傳統財務數據精準度量，導致企業難以清晰評估轉型投入產出比，從而制定出合理的轉型策略與資源配置計劃。因此，數字化轉型并不意味著一把手要成為數字化的專家，但一把手的決心和行動至關重要。一把手需堅定不移地推動數字化轉型，將其融入企業長期發展規劃，明確方向并提供充足資源。同時，要定期評估轉型效果，及時發現并解決問題，持續關注并推動轉型進程。
（2）數字化轉型還是一個信任工程
企業要上數字化，通常會組建專門的工作小組來負責項目規劃和預算編制。然而，當工作小組提交預算時，領導層往往面臨艱難的決策：這個預算是否合理？投入這么多資金后究竟能帶來怎樣的效果？這些問題很難在短時間內得到清晰的答案。由于數字化轉型的復雜性和不確定性，領導層往往難以僅憑表面數據做出準確判斷。工作小組在數字化轉型中扮演著至關重要的角色。他們需要帶著明確的任務和目標，深入學習、咨詢和研究，明確企業真正需要解決的核心問題，并從不同角度充分考慮是否有優化空間。只有這樣，才能制定出詳盡且準確的工作方案和預算，為領導層的決策提供有力支撐。因為不同企業的數字化轉型深度和廣度各異，僅從表面看到的結果可能大同小異，但實際投入的資金和內在邏輯卻可能天差地別，這些差異需要經過時間的積累才能逐漸顯現。
企業領導對工作小組要有充分的信任。數字化轉型最終需要投入大量資金，這些資金不僅包括硬件設備的采購費用，還包括集成商的報價和利潤，以及企業自身的隱性投入。這些隱性投入包括人員的時間和精力、員工和管理者思維的轉變等，都需要時間去適應，需要由上而下接受這樣的技術變革，雖無法直接體現在財務報表上，但卻是實實在在的投入并直接影響著企業的轉型進程。因此，企業在制定前期方案和規劃時，必須基于企業的特點和現狀，確保方案真正契合企業的需求。
數字化轉型的許多環節具有隱性特征，難以直接觀察，這給企業領導層的決策帶來了很大困難。他們不可能像專業工程師那樣對數字化相關技術有深入的了解，但又必須具備一定的專業素養，才能理解并有效推進。
在國內，許多機床企業規模很大，但電氣工程師數量卻很少，甚至有時僅為個位數。這些工程師不僅要承擔繁重的電氣設計和設備調試工作，還要兼顧數字化轉型的研究，精力有限。在這種情況下，選擇合適的合作方顯得尤為重要，合作方需要真正深入企業，全面了解企業的具體情況，才能設計出切實可行的數字化轉型規劃。在數字化轉型過程中，企業引入新的數字化技術和工具，員工需要信任這些系統能夠高效助力工作，而非增添負擔，要相信系統中的數據是準確的，員工還需要信任企業在數字化轉型過程中的決策是為了整體的發展和效率提升。
不同部門之間需要共享數據來實現業務流程的優化，這種數據共享建立在部門間相互信任的基礎上。供應商同樣需要信任企業數字化平臺的穩定性和安全性，同時企業也需要信任供應商能夠按照數字化流程準確地提供貨物和服務。企業與客戶的互動方式發生了很大變化，企業會通過網站、移動應用等數字化渠道收集客戶數據，以提供個性化的產品與服務。客戶需充分信任這些技術、流程和數據的安全性、可靠性及隱私保護，相信企業會妥善保護其關鍵信息，并利用這些信息提供高質量、可靠的服務，給他們帶來更好的體驗等等。在當前數字化浪潮的推動下，國家滾動出臺了一系列支持政策，這些政策不斷更新和完善。然而，如何將這些政策轉化為企業實際的效益，無論是集成商還是制造企業，要在數字化轉型中實現共贏，真正為企業帶來實實在在的效果，不僅需要技術的支持，更需要各方的信任與合作。
（3）解決成本與效益平衡問題
企業實施數字化轉型，面臨的是全方位的巨大投入。為了實現數據的高效存儲、處理與傳輸，企業需要購置或更新先進的服務器、網絡設備、智能終端等硬件。這些設備價格昂貴，動輒數百上千萬，軟件系統的采購與定制開發成本同樣不容小覷。且隨著技術的快速迭代，更新換代的頻率也在加快，使得企業在軟硬件方面的投入持續上升。
數字化轉型需要既懂技術又懂業務的復合型人才，這類人才在市場上供不應求，薪資待遇較高。企業不僅要支付高額的薪酬，還需投入大量資源用于人才培訓與職業發展規劃，成為企業數字化轉型中的一大開支。
然而，與高昂的成本相對應的效益產出卻并非立竿見影，回報存在滯后性和不確定性。轉型初期，企業會面臨業務流程的調整與磨合問題，新的數字化系統與原有的業務模式可能存在沖突，員工需要時間去適應新的工作方式，導致工作效率在短期內或許不升反降。更糟糕的是，如果企業在數字化轉型過程中未能精準把握市場需求，推出的產品或服務無法滿足客戶的期望，即使投入大量資源進行數字化改造，也難以獲得預期收益。
如何平衡這些難題，以較小成本撬動更大價值，考驗著企業家的智慧。企業應立足定位與目標，做好頂層設計，基于自身產品特色、市場定位、客戶群體制定數字化轉型戰略。
大型龍頭企業瞄準全球高端制造，以打造智能化工廠、引領行業標準為目標，全方位布局數字化技術研發、產業鏈協同創新；中小企業聚焦細分市場，優先解決生產瓶頸、質量痛點，選擇性價比高、易實施的數字化項目，如引入簡易 MES 優化車間調度、利用云服務外包設計計算，逐步提升數字化能力。企業還可將數字化轉型分解為短、中、長期目標分階段穩步推進，先從關鍵環節入手，做容易見效的部分，比如設備聯網、數據采集等，優先實施能明顯提升效率或節省成本的項目，比如預測性維護，減少停機時間；為客戶提供設備狀態監控服務，增加服務收入；通過數據優化供應鏈，減少庫存成本等等，這樣初期投入少，見效快，能增強信心。各階段設定明確里程碑與考核指標，按照自己的節奏，避免盲目跟風與全面鋪開帶來的資源浪費與項目爛尾，降低轉型風險與成本。
在硬件設施采購方面，企業可以通過租賃、共享等方式降低一次性投入成本；在軟件系統采購與開發方面，選擇適合自身需求的軟件產品，合理控制定制開發的范圍與深度；利用政府補貼、合作生態來分擔成本。優化人才結構，通過內部培訓與外部引進相結合的方式，逐步提升員工的數字化技能水平，同時建立科學合理的績效考核與激勵機制，提高人才的使用效率與價值創造能力。
數字化轉型和智能制造是一項長期投入的系統工程，絕非一蹴而就，其真正的價值在于運用技術去改變企業的思維方式和運營邏輯。企業必須在戰略上保持足夠的耐心，在執行上注重細節，每個階段都要有扎實的基礎。未來的競爭，不僅是技術層面的競爭，更是思維方式的深度較量。
3.我國機床企業數字化轉型的有力因素
我國機床行業的數字化轉型是近年來國家戰略推動下的重要產業升級方向，技術的發展和市場的需求加速了這一進程。機床企業的數字化轉型，包括產品研發、生產制造、企業管理及服務等多個方面，幾乎所有企業已或多或少地參與進來，雖然各企業轉型的深度和廣度有所不同，但轉型的目的是一致的，即提高效率、降低成本、提升自主可控的能力和市場競爭力等，不是為了數字化而數字化。
（1）政策推動
在國家層面，出臺了如《中國制造 2025》、《工業互聯網發展行動指南》、《工業強基工程》等一系列政策，推動了機床工具行業的技術升級和產業鏈完善；《制造業數字化轉型行動方案》強調要加快核心技術攻關和成果推廣應用，推動設備聯網、協議互認、標準制定和平臺建設；國家制造業轉型升級基金將高端數控機床等領域的智能化改造作為重點支持對象。在地方層面，各地政策形成疊加效應，通過設立產業基金、提供稅收優惠、給予財政補貼以及開展"智改數轉"行動等方式，為機床企業的數字化改造提供了實實在在的資金支持和政策便利。降低了企業數字化轉型的成本，提高了企業開展數字化轉型的積極性和主動性。
（2）技術應用
一方面，機床企業基本普及了設計過程的數字化，越來越多的機床企業將工業互聯網技術應用于生產制造中。CAD、CAE、CAM、ERP、SCM、CRM等在機床企業中得到廣泛應用，實現了企業內部管理的信息化和數字化。有些企業還通過設備聯網，實現了機床之間、機床與系統之間的數據共享，對生產過程進行實時監控、調度和優化，提高了生產效率和設備利用率。
另一方面，部分機床企業開始利用大數據分析技術幫助機床企業挖掘生產數據中的價值，用于優化生產流程、預測設備故障，實現預防性維護，降低設備停機時間。將人工智能技術應用于機床的自適應控制、智能編程等方面，提高了加工效率和質量。開始采用數字孿生技術，為機床設備創建虛擬模型，實時反映物理實體的狀態和性能。有的企業已通過數字孿生模型，在虛擬環境中進行產品設計驗證、工藝優化和生產調度模擬，減少了實際生產中的試錯成本。企業實現了對人、財、物等資源進行集中管理和優化配置，提高了管理效率和決策的科學性。
（3）生態協同
機床行業的數字化轉型不僅是單個企業的努力，還涉及產業鏈上下游的協同合作。企業借助數字化手段，與上下游供應商和客戶之間的信息交互更加順暢高效，實現了供應鏈的協同設計、協同采購、協同生產和協同物流，根據市場需求快速調整生產計劃和供應鏈策略，提高了供應鏈的響應速度和靈活性，降低了庫存成本和物流成本。有些企業通過工業互聯網平臺，實現數據共享和資源整合，比如工藝參數共享，大幅提升設備利用率和加工效率，提升了整個產業鏈的效率。企業從單純的設備制造商向綜合服務提供商轉變，基于數字化技術，開展遠程運維、故障診斷、設備租賃等，提高服務效率。
一些有能力的企業，他們更是構建了自己的工業互聯網平臺，搭載自主數控系統，應用虛擬調試技術，大幅縮短研發周期，精確控制加工精度，壓縮設備調試時間，不僅提升了加工過程數據的實時處理效率，還減少了遠程運維服務的故障響應時間，顯著提高了設備利用率，為企業帶來了實實在在的效益提升。
4.自主可控是必須走通的路徑
機床企業的數字化轉型，不僅是生產效率與智能化水平的提升，更是全球競爭格局重構的體現。自主可控成為保障數據主權、規避技術封鎖、實現可持續發展的核心。機床企業通過數字化轉型，能夠打破信息孤島，實現數據的集中管理和高效共享，不僅提高企業內部的協作效率，還為產業鏈上下游企業提供數據支持，促進整個行業的協同發展。
數字化轉型依賴工業互聯網平臺，若使用國外系統，國外軟件，加工參數、設備狀態、工藝模型等數據可能被境外服務器實時監控。應采用國產工業云平臺、部署本地化加密協議、國產軟件，確保設計、編程國產化，工藝數據不出廠。
以協會主導推廣的NC-LINK為例，現在在國內機床企業和用戶中推廣的還不夠理想，其實，歐洲主導的OPCUA及美國主導的MTConnect，都已經發展近20年了，推廣得也不快，說明這確實需要一個比較漫長的過程，急不來。不過，相關的工作還是要持續做下去，特別是對于NCLINK來說，目前還不很完善，將來如何完善，誰來完善，誰來做標準的推廣工作，這些都需要相關部門沉下心來做好總體調度，分工合作，以“應用—改進—完善”這樣的良性循環持續推進，直至成熟，真正打造出適合中國制造業的成熟的統一的標準協議。
NC-LINK是我國真正自主設計開發且自主可控的通訊協議，所有的軟件設計以及整個生態的建立和維護都是自己做的，這也是保障我國制造領域生態安全很重要的一環。如果我們照搬并支持OPCUA、MTConnect等國外相對成熟的協議，那么我們就會依附于它們，受制于它們。這些協議也會不斷發展，后續我們需要一直跟隨它的發展，并且與協議相應的一些附屬的各種設施，不管是軟件還是硬件，無論代碼還是生態等，等都需要與它們的生態去兼容和接入，這顯然不是我們所希望的。
作為過渡方案，攜匯智聯開發了軟硬兼備的NC-LINK接口轉換模塊，一端與數控系統私有協議通信，另一端轉換為NC-LINK協議。這使得上游集成商和其他軟件開發商能夠通過NC-LINK協議與設備進行通信，實現協議兼容。如果企業積極采用，將推動相關技術不斷進步。
未來，工業通信標準也可能成為大國利益訴求和博弈的焦點。雖然互聯方式的變化更迭帶來了便利，但不同的通信標準又造成了新的壁壘。機床行業通信標準的建立，也絕不僅僅是一個協會、一個聯盟的事情。國家的一些政策，包括規劃的2025、2030、2035幾個時間節點，都設定了智能制造的目標。如果NC-LINK協議能夠與這些政策相結合，其推廣動力將會更足，推廣速度也會更快。
機床企業的數字化轉型，絕非只是簡單地“上云用數賦智”，而是一場深層次的變革，涉及數據主權、技術生態和產業規則的重塑，自主可控是抵御“卡脖子”風險的堅固盾牌。只有掌握從底層芯片到頂層軟件、從物理設備到數字孿生的全棧能力，才能在全球工業4.0的競爭中，實現從跟隨者到規則制定者的跨越。
五、結語
隨著數字化轉型的深入推進，機床工具行業將迎來更多發展機遇。數字化轉型不僅是企業自身發展的需要，更是推動行業生態與協同發展的關鍵。通過數據共享、生態構建、產業鏈優化、智能制造、跨行業合作、人才培養和客戶體驗提升等多種方式，機床行業的數字化轉型將為整個制造業的高質量發展注入新的活力，同時，國家政策的持續支持和市場需求的不斷升級，將成為行業高質量發展的有力保障。
數字化轉型不僅是技術的升級，更是企業戰略思維的轉變。機床企業需要從整體戰略的高度出發，冷靜審視現狀，關注技術、人才、數據、成本效益等關鍵問題，不斷地評估和改進，將數字化轉型融入企業的核心競爭力之中。通過精準的市場洞察、高效的資源配置和持續的技術創新，動態調整策略，緊跟技術迭代與市場變化節奏，探索出適合自身的數字化發展路徑，使企業能夠在數字化時代中脫穎而出，實現可持續發展。
