一、前言

本文对我国机床企业数字化转型情况进行梳理与适度延伸，旨在为业界提供参考，引发大家更深入的探讨与思考。希望能借此引发行业内更多的关注与讨论，为推动我国机床行业数字化转型提供有益借鉴，助力行业实现高质量发展。

二、机床企业数字化转型的实践与成效

当前，世界正快步迈入新一轮工业革命时期，数字技术日新月异，全球制造理念也随之发生深刻变革。各国调整战略、研究对策，纷纷建设起新的现代化工厂，这对我国机床工具行业的发展也产生着巨大影响，企业对数字化转型的需求日益迫切，有力推动了中国制造业的全面转型升级。

企业的数字化转型是一项复杂的系统工程，不仅需要企业领导和员工突破固有观念，树立数字化思维，还需从设计、生产流程到企业经营手段等全方位进行革新，从而提升企业决策与组织管理效率。推进数字化转型，能让企业与市场、员工和客户实现更高效的沟通交流，达成信息的共享与整合。这不仅有助于提高生产效率、降低运营成本，更重要的是能助力企业实现经营模式的转变，业务流程的优化，推动产品研发与服务模式的创新，进一步稳定产品质量，提升企业在市场中的核心竞争力。

通过多年的努力与坚持，许多机床企业已经在数字化转型方面取得了积极成效，部分企业通过建设智能工厂，实现了生产过程的数字化管理和优化，显著提升了生产效率和产品质量。一些企业通过数字化手段实现了定制化生产，满足不同客户的个性化需求。

1.数控系统企业

开展数字化转型工作，数控系统企业是主力军。不仅自身积极践行数字化制造，同时也为用户进行数字化转型提供技术支持。据了解，目前国内数控系统的控制精度可以达到进口系统的级别，完全能满足市场需要。从芯片到电路板，从硬件到软件，包括通讯协议在内，数控系统的国产化率已经达到了较高水平。虽然在使用体验上与进口系统仍存在一定差距，但国产数控系统凭借显著的成本优势，能够有效避免外部制约，为企业提供更具性价比和安全保障的选择。

在为用户数字化转型服务的过程中，数控系统企业主要聚焦于搭建数字化车间和实现智能制造。早期的数字化车间搭建工作，主要围绕机床数据监控展开，通过将生产线、数控系统以及装配、存储、物流等周边环节进行数字化连接，实现统一管控，并以看板形式直观展示关键数据，如操作模式、各轴状态、机行状态、开机时间、切削时间和运行时间等。这些数据的采集与分析，均基于企业自主编写的代码，可根据用户需求进行定制化开发，这一阶段的数字化车间被称为第一代数字化车间，这项工作目前许多数控系统企业都能够胜任。

近年来，数控系统企业的能力不断提升，能够打造更为完整的数字化解决方案。以机械加工车间项目为例，涵盖了从设备参数设定、工艺规划、加工流程优化、任务排产，到数字孪生、视觉识别、自动化物流与上传ERP订单交互等全流程，构建成高度自动化的 “黑灯工厂”，人员从几十人减到个位数，每班仅需一到两人即可维持高效运转。整个数字化车间集成了原料库、堆垛机、转料架、加工机床（粗 / 精加工）、珩架、打标机、二维码生成器、AGV 小车、机械手、出库入库系统、抽检台等设备，以及其他一些搬运工作，并对所有相关数据进行采集与分析，以可视化方式呈现，为生产决策提供精准依据。不仅如此，在热加工车间、热处理车间和表面处理车间等领域，也都有许多成功案例，基本覆盖了制造业的全工艺链条。在第一代数字化车间的基础上，通过持续的技术迭代和实践探索，各数控系统企业已建立起自己的一套完整的数字化车间建设架构，包括上层可视化展示、中间层大数据挖掘治理与分析计算以及下层数据采集、边缘计算与辅助视觉等技术，每一层都有成熟的应用案例可供借鉴，标志着第二代数字化车间的全面升级。

除了数字化车间建设，数控系统企业还积极开展单机智能制造项目。单机数字孪生系统以虚拟仿真为核心，通过传感器实时采集数据并进行分析计算，在虚拟环境中对温度、速度、压力等关键参数进行优化调整，确保各项参数在最佳范围内匹配后，驱动机器进行实际生产，实现单机层面的智能制造。

未来，人工智能技术将为数控系统带来新的变革。机床将具备更强的自主决策能力，能够自动优化加工过程，实现设备间的高效协同和智能化管理，甚至在无人干预的情况下保持连续生产，大幅提升整个生产系统的运行效率和稳定性。

2.机床主机企业

对于机床企业的数字化转型，如果主机企业能够同时拥有自主数控系统，将更具优势。数字化转型是企业发展的重要决策，需要时间积累与技术迭代。机床企业的数字化转型通常分为三个阶段：流程驱动的信息化、数据驱动的数字化以及AI驱动的智能化。现在绝大部分企业都在第一、第二阶段实践，真正能到第三阶段的非常少。

早在上世纪九十年代初就有一部分国内机床企业开展了信息化工作，包括OA（办公自动化）、CRM（客户关系管理）、ERP（企业的资源计划）、PLM（产品生命周期管理）等。如今，一些企业逐步迭代为数字化转型，实现在数字化环境中进行设计研发和生产工艺过程的优化，以数据驱动机床制造及调试的虚拟仿真升级。比较完善的包括管理数字化、服务数字化、研发数字化和产品数字化等，贯穿售前、产品的设计研发、生产、售后等环节，构建起一整套企业管理的数字化系统解决方案，企业领导都非常重视。

（1）管理数字化。企业现有做法，一般是以ERP为主线，前端搭配CRM，初期的产品设计使用PDM(产品数据管理)过渡，后期进化到PLM以实现产品全生命周期管理。MES（制造企业生产过程执行系统）作为整个车间生产管理系统，是生产执行端，涵盖订单管理、工艺流程、计划排程、生产制造以及品质管控等多个环节，结合软硬件一体化，实现了从生产制造、数据采集、管理运营业务的全面覆盖，服务于加工和装配，服务于业务和财务。MES系统的排产功能则依据ERP系统提供的生产计划进行智能调度和资源优化。为了管理的高效和显性化，很多车间引入了数字化看板系统，显示工作进度、设备状态和生产结果等，以获取实时生产数据，提高车间管理效率，缩短订单交付周期。

（2）服务数字化。企业通过拓展服务业务，为机床提供远程监控和运维服务支持，实现数控机床的故障预测、诊断和维护。通过对数控机床运行数据的分析和处理，识别出可能引发故障的异常情况，提前预警，降低设备维修成本和停机时间，减少对人工的依赖，提升设备使用效率。不仅提升了企业的服务质量和响应速度，还增强了设备的可靠性和可维护性。

（3）研发数字化。企业在研发的手段上，除了使用CAD/CAE/CAM等工具进行机床设计和编程外，在实体机制造之前先创建虚拟机床，提前完成机床运动、控制调试及加工软件测试。许多调试工作以仿真形式先行，比如路径规划、节拍优化、机床运动动作测试等，有效缩短研发周期。当机床实物完成后，将虚拟调试好的所有程序导入，可以快速验证其适用性，与在真实机床上调试效果相当，这在新产品开发中极具价值。

（4）产品数字化。是给用户赋能，例如状态监控、运动过程的仿真等，这些数字化功能都集成在机床上。还有虚拟机床随机看功能，让用户体验到无需观察实机的运动，就可以通过虚拟机床给用户展示机床的加工过程，尤其在用户加工贵重工件、对可靠性要求较高时，可在虚拟机床上进行预加工，提高成功率。虚拟机床技术的软件开发，部分由企业自主完成，也有部分委托给第三方。

3.NC-LINK推广

在推动工厂数字化与信息化升级的过程中，设备集成商及企业需优先解决设备联网与数据采集问题，这是构建MES系统或推进车间信息化建设的基础。然而，当前数控系统及各类公共设备厂商众多，可以说有成百上千的操作系统或数据接口，就有成百上千不一样的通讯协议。面对用户不同工艺要求，面对不同厂商提供的设备，数字化工厂或自动化产线对零件制造数据信息的需求也各不相同，因此在数字化改造前，必须先完成各类设备和系统的协议适配工作，否则数据采集与后续工作将无法顺利开展，这就要消耗大量的资源投入去做接口适配的这个工作。

如果能有一个统一的协议标准，各方均遵循此标准提供数据，无需依赖专有协议，将彻底消除设备间的协议适配问题，显著降低数据采集、转换与连接的成本。企业可将更多精力与资源投入到开发对用户具有实际价值的高效制造应用程序中，从而减少在基础数据采集与整理上的投入。

NC-LINK标准协议正是为了解决这一问题而制定的。我国制造业的体量庞大，若数字化管控系统集成商及企业均基于统一的NC-LINK协议进行数据采集，将无需投入大量人力进行底层兼容性开发，而是专注于管控软件的开发，为用户和企业提供具有易用性和适用性的功能，创造更多价值。即使在引进国外设备或数控系统时，若其支持NC-LINK协议，也将极大简化集成工作，促进国内整个行业的发展与进步。

在数字化与智能制造的大趋势下，企业通常愿意在维护自身私有协议的同时，支持通用的标准协议，前提是该标准协议成熟且应用广泛。目前，NCLINK标准的推广程度有限，这不仅制约了其迭代更新的速度，也影响了技术的成熟度与行业认可度，是推广动力不足的重要原因之一。尽管NC-LINK在技术层面与国际先进水平相比仍存在一定差距，但其完全自主可控、更新迭代灵活应变的特点，正是我们的优势所在。

NC-LINK推广动力不足的另一个关键因素是企业面临的额外成本问题。数控系统企业原本各自拥有成熟的通讯协议，而且因研发基础和技术来源不同，各企业的私有协议不一样，若要同时支持私有协议与NC-LINK协议，并将NCLINK集成进数控系统，需要投入额外的研发成本与IT人员进行研发与长期维护。目前，大多数企业的数控系统没有内置NC-LINK协议。

推广NC-LINK需要多方面力量。一方面，如果用户明确要求支持NCLINK，那么上游的集成商和APP开发商就会为满足用户需求而开发适应NCLINK协议的软件和管理系统，进而促进数控系统厂商提供支持NC-LINK协议的系统以满足市场需求；另一方面，如果数控系统厂商普遍提供NC-LINK协议，也将促使上游的集成商去适配 NC-LINK，从而构建起完善的上游生态，减少集成商的工作量，形成良性发展循环。但是这个推广过程确实是痛苦的，需要集成商和数控系统厂商先期投入大量的人力和成本，而且还需要相对较长的维护和迭代周期，短期内并不能产生多少明显收益。因此现在两方面还都是处于比较初期的阶段，支持的都不太好。此外，国家从自主可控的角度给予政策支持也至关重要，但仅靠几个项目的支持难以达到预期效果，最终仍需各方力量共同推动NC-LINK的广泛应用。

在梳理机床企业数字化转型的实践与成效时，发现尽管许多企业取得了显著突破，但部分企业在转型过程中仍面临战略方向模糊、技术应用碎片化等问题，折射出在信息化、数字化转型和智能制造的认知层面存在分歧与盲点。因此，有必要先厘清信息化与数字化转型的关系、智能制造的本质内涵。

三、对企业信息化、数字化转型和智能制造的认识

企业信息化、数字化转型和智能制造的概念现在还没有明确的官方定义，但三者之间是有联系和区别的，有必要加以明确。

1.三者概念的关系描述

（1）企业信息化：是指企业以业务流程的优化和重构为基础，借助计算机技术、网络技术和数据库技术，对生产经营活动中的各类信息进行控制和集成化管理，实现企业内外部信息的共享与有效利用。也可以说是利用信息技术对企业的生产、管理、销售等各个环节进行改造，以提高内部管理效率和决策的科学性，增强市场响应能力。

（2）数字技术：是一个更广泛的概念，涵盖了所有使用数字信号进行信息处理和传输的技术。这包括计算机硬件和软件、网络技术、数据编码和压缩、数字信号处理等多个方面，同时也涉及信息的存储、检索、分析和应用等方面。数字化则是指将模拟信息转换成数字格式的过程，将客观世界中的事物转换成计算机唯一能识别的机器语言，即二进制0和1。这个过程通常包括采样和量化，即将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号，以便于计算机处理。数字化是实现数字技术的基础步骤之一，它是信息数字化的前提。

（3）企业数字化转型：是在企业信息化的基础上，利用数字化技术对物理机床和生产过程进行数字化建模，以优化生产流程，提升产品质量，并通过现代技术和通信手段，改变企业为客户创造价值的方式。数字化转型并不是对企业以往的信息化推倒重来，而是在整合优化企业信息化系统基础上，进一步提升管理和运营水平。数字化转型与企业信息化的区别在于，信息化侧重于将传统业务数字化以提高效率，而数字化转型则更强调利用数字技术改变商业模式，以应对日益严重的劳动力短缺等挑战。

（4）智能化：是指由现代通信与信息技术、计算机网络技术、行业技术、智能控制技术汇集而成的针对某一个方面的应用，按照与人类思维模式相近的方式和给定的知识与规则，通过数据的处理和反馈，对随机性的外部环境做出决策并付诸行动。智能制造则具体体现在制造过程的各个环节与新一代信息技术的深度融合，通过物联网、大数据、云计算、人工智能等技术，把设计、生产、供应链和售后服务整合成一个高度协同的系统，包括智能产品、智能生产、智能工厂、智能物流等。目前，智能制造仍处于初期阶段，各国政府均将此列入国家发展计划，并大力推动实施。

信息化是数字化和智能化的基础，它通过计算机技术、网络技术等手段实现了信息的电子化和初步的集成与共享，为数字化提供了数据资源和信息基础。数字化是信息化的延伸和深化，进一步将各种信息和物理世界的实体、现象进行数字化处理，使得数据更加精确、丰富和易于处理，从而为智能化提了大量的高质量数据。

智能化则是信息化和数字化发展的更高目标，借助人工智能、物联网等技术对数字化数据进行深度分析和学习，实现系统或设备的智能行为，如智能决策、智能控制、智能服务等，从而提升整个社会和经济的运行效率和质量。

2.对机床企业数字化转型的理解

谈到数字化转型，有时会被单纯理解成数字化车间或工厂，其实信息化本身也是数字化转型的重要基础。数字化设计和制造过程能够对机床的生产参数进行精确控制，有效减少人为因素导致的误差。借助对生产过程数据的实时监测和反馈，企业能够及时调整生产工艺、加工参数等，确保产品质量的稳定性。

具体到机床机械结构的数字化建模，这一过程离不开CAD/CAE等专业工具的应用。这些工具可以分析形变、环境温度变化、振动等因素对机械结构的影响，还能分析材料在不同温度条件下的形变特性、结构产生的机械应力以及内部应力的释放情况等。此外，机床的连接方式，如螺栓连接、焊接及整体铸造等不同工艺的效果，也需要借助专业的软件来精确的模拟与评估。

数字化转型的协同效应不仅体现在生产环节，更可全方位拓展至设备、流程、人员、部门及产业链上下游。一方面，数字化转型能够实现设备之间的协同，自动完成调度、排产等工作；另一方面，企业还可以依据数字化模型和数据分析结果，对生产流程进行优化，例如缩短物料搬运距离、调整机床加工顺序、提高设备利用率等。数字化转型还涵盖人员、部门、上下游企业、供应链以及客户等，构成一个庞大的协同工作生态系统。通过数字化平台，企业之间能够实现信息的实时交互与共享，共同优化产品设计和生产工艺，整合资源并开展协同创新，为客户量身定制个性化的解决方案，增强产业竞争力，达成高效的设计、生产和管理目标。此外，机床本身的数字化同样是机床企业数字化转型的重要组成部分。

3. 机床本身的数字化功能

机床作为车间和生产线上的关键设备，其操作和维护的便捷性对于整个生产流程的顺畅运行起着至关重要的作用。在传统管理模式下，企业依赖于一套成熟的常规方法来掌控生产全局。随着数字化转型的深入推进，可实现更高效、省力的智能化管理，避免人为干扰导致的错误，通过预测性维护方案，提前规划设备保养，减少设备停机时间，从而提高生产效率。

机床数字化并非无中生有的新应用需求，而是强大的实用工具。它能够帮助在各个应用场景下提高效率，增强可行性，节约大量时间和资金。数字化的范畴非常广泛，企业要做的是从宽泛的数字化内涵中筛选出最适合自己的部分，以实现更高的投资回报比。

需要指出的是，数控机床本身就是数字化产品。机床的数字化还体现在：可视化监控机床工作状态，监控加工条件和诊断刀具磨损及破损情况，自动托盘装卸工件系统，自动空间误差补偿，保证高精度加工和自动生产及长时间无人化生产等。

从功能角度来看，机床本身的数字化大致可以分为以下几类：

（1）新设计的机床：在机床设计与制造的全流程中，融入数字技术与专业软件进行仿真、分析及优化迭代，能够精准识别并修正设计初期的潜在缺陷，规避不必要调整所带来的资源与时间损耗，显著提升产品设计的精度与效率，更快更好地保障新产品开发成功率。

同时，数字化手段贯穿制造环节，通过实时监测与智能调控，精简工序，削减浪费，实现生产效率与产品品质的双提升，有效缩短从研发到量产的周期，降低开发成本。

（2）已有的机床：面对新的市场竞争态势，尤其是那些销售效果较好的机床，通过实施数字化升级举措来提升其性能表现，例如提高加工效率、加工质量和加工稳定性等，以满足用户更高的要求，提升企业的竞争力，使竞争对手处于跟随状态，这将对企业极为有利，同时也能为行业技术的持续进步与创新发展注入源源不断的动力。

（3）安装传感器：数控机床通过数字化设计和优化，实现了虚拟与现实的无缝交互，提高了加工精度和效率。在机床设备的数字化进程中，为其安装传感器是一关键步骤，这些传感器能够实时采集设备运行数据，并将这些数据稳定传输至云端或本地服务器，进行分析和处理。例如，通过对机床振动数据的分析，可以提前预测机床刀具的磨损程度与磨损趋势，提前安排刀具的更换维护，规避因刀具损坏而引发的加工质量问题，确保生产过程的连续性与稳定性。

4. 数字孪生技术

在机床数控系统的数字化进程中，数字孪生技术不仅带来震撼的视觉效果，更在实际应用中发挥着举足轻重的作用。数字孪生极大地改变了机床开发和零件加工中的高风险及不确定性，解决了试切阶段长期存在的高耗能、高耗资、高耗材等弊端。当下数控系统的数字孪生一般做到了以下几个层次：

（1）比较初级的：是构建包含机床、刀具、夹具和工件等实体的三维几何模型，搭建机床各部件之间的连接配合关系，以及各轴之间的精确运动关系，通过模拟真实的零件切削过程，包括合理选择切削参数、科学规划刀具路径、优化分配加工余量等，确保加工过程的高效和精确。同时，利用模拟结果验证机床结构的合理性和运动干涉情况。

（2）中级的：是将加工零件的模型导入数控系统后，系统可自动生成对应的加工程序，并在虚拟机床上进行模拟加工，加工完成后，系统能够对整个加工过程及结果进行深入分析。其内置的大数据应用场景能够对加工参数、加工条件、刀具负载等进行优化分析，如果加工参数超出机床的承受范围，系统会自动提示修改。此外，机床还可以配备在线测量功能，加工完成后，自动调用测头测量零件尺寸，并与理论值对比，若存在偏差，系统将自动调整和补偿相关加工参数，并反馈以进行二次加工；若发现过切，系统将立即停机报警，从而实现对加工过程和程序的自主优化。

（3）更高级的：是以西门子为代表的在数字孪生世界里构建一个虚拟数控内核，能够模拟真实机床上的逻辑运动。我们所见到的每一步动画，均是在虚拟数控内核中执行真实机床上给定的G代码指令，调用和执行PLC等指令操作后所呈现出的结果，执行完成后又会反馈到创建的虚拟环境中，这一过程是基于真实计算得出的。例如，在加工常见的金属材料（如钢、铁、铝）时，系统不仅能够模拟刀具路径和进行干涉验证，还能进一步模拟出材料的加工运动特性，模拟刀具在设定速度下能否实现有效加工，若需要更大的加速度，系统会智能提醒机械设计中的电机选型是否合适、伺服电流是否充足，或者是否存在冗余设计导致成本增加等问题。此外，虚拟内核还会精确计算所配置电机和伺服性能在刀尖处的表现，包括速度和加速度等参数，从而确保加工质量的一致性，有效避免模拟加工结果与实际加工结果出现偏差的情况。当加工零件的加工时间较长（以天计）或工件材料昂贵且程序尚未编写完成时，系统内部还可增加一个加速条的形式，让它运算的更快，通过快速验证，可以提醒程序员编程时应注意某些难加工问题，更好地优化程序。当然这种加速功能也是有其极限的。

四、机床企业数字化转型的相关思考

机床工具行业作为制造业的根基，为航空航天、汽车、船舶等高端制造领域提供了重要支撑。在当下，数字化转型已成为中国机床工具企业提升竞争力、迈向高端制造的关键路径。通过数字化技术赋能，企业能够优化生产流程，提高产品质量，实现精准服务，从而在激烈的市场竞争中脱颖而出。

目前，不少机床企业已在设计、生产环节以及产品功能上融入数字化技术。同时，各地区政府也在积极推动数字化转型，搭建区域级工业互联网平台，实现设备资源与技术服务的共享，促进协同制造。越来越多的机床企业已意识到数字化转型的重要性，行业协会连续以数字化转型为主题，举办研讨会与成果展，激发了企业之间的学习交流热情。许多中小企业也开始主动寻求数字化改造方案，尝试引入新技术、新模式，以改善经营环境，摆脱不良的同质化竞争。在数控机床的全生命周期中，会产生大量关于设计、生产以及产品应用的数据和信息。如何有效采集和分析这些数据，并将其用于提高生产效率，已成为提升企业未来竞争力的关键。

数字化转型是一个复杂且庞大的课题。在实际操作中，部分企业的尝试取得了成功，但也有一些企业的努力付诸东流。要解决这一问题，关键在于技术的落地必须结合具体行业、应用场景以及企业的实际情况。每个企业在人力储备、资金状况、发展决心和研发投入等方面都存在差异，因此不能盲目跟风。企业一定要有清晰的的认识，先从高处看全局，再结合自身条件，找到最重要的适合自己的那一部分做起来。正如毛主席在抗美援朝时期提出的 “你打你的，我打我的！” 在全球数字化转型的浪潮中，很多时候企业家也需要具备这种破局思维，立足自身实际，走出一条独特的数字化转型之路。

1.机床企业数字化转型的作用

机床作为“工业母机”，在制造业中占据着举足轻重的地位。机床企业的数字化转型，已然成为推动制造业迈向数字化变革的关键驱动力。从本质上讲，它意味着将数字技术全方位、深层次地融入机床的设计、生产、销售、服务等各个环节，打破传统制造业的固有模式，构建一个智能化、高效化、协同化的全新生态系统。

（1）设计环节：是数字化转型的前沿，借助计算机辅助设计（CAD）软件、虚拟现实（VR）/ 增强现实（AR）技术，工程师能够突破二维图纸的局限，进行三维立体建模，提前模拟产品性能，精准优化产品结构，将传统的试错式设计升级为可预见性创新，大幅缩短新品研发周期，使设计出的机床更贴合市场多样化、个性化的需求。还可通过模拟分析不同工况下机床的应力分布，通过数据闭环实现缺陷自诊断与参数自优化，避免实际加工中发现结构缺陷而造成的浪费，提高机床的可靠性。

（2）生产环节：是数字化转型的主阵地，通过设备联网，将数控机床、工业机器人、自动化物流系统等生产要素无缝连接，实现对生产过程的实时数据采集与监控。基于这些数据，制造执行系统（MES）能够发挥其强大的智能排产功能。它能够根据订单需求、设备状态、物料库存等多方面信息，自动生成生产计划，精准调度生产任务，优化生产流程，合理分配人力、物力和设备资源。这不仅有效避免了生产拥堵或设备闲置，还可显著提高生产效率，让生产节奏更加紧凑、有序。此外，在物料搬运、上下料、装配等环节，自动化设备和机器人取代传统的人工操作，它们以精准的动作、稳定的性能，可实现24小时不间断作业，不仅能提升生产节拍，还将人工操作带来的误差降至最低，使产品质量的一致性和稳定性得到保障，同时减少浪费，进一步降低生产成本，为企业在市场竞争中赢得更大的优势。

（3）销售与售后环节：因此成为企业提升竞争力和服务质量的关键领域。借助大数据分析客户的浏览习惯、采购历史、地域分布等信息，企业得以精准定位目标客户群体，制定针对性的营销策略，精准推送符合潜在客户需求的机床产品，提高营销效率和销售转化率。售后服务方面，通过物联网技术，机床在使用过程中设备的运行状态、故障信息等关键数据能够实时回传至机床企业的数据中心，维修人员借助远程诊断工具，能够快速对故障进行精准定位和分析，对于简单故障，维修人员可以远程指导客户快速排除，确保设备迅速恢复运行；而对于复杂故障，企业则能够提前准备好维修配件和专业人员，实现精准维修。大幅缩短停机时间，提升客户体验和满意度，赢得客户长期信任与合作。机床企业实施数字化转型，核心在于破解一系列棘手难题：将原本无法完成的任务变为可能，让低效的流程变得高效快捷，将高风险的环节变得成功率更高、风险更低等等。这一转型过程，是通过引入前沿技术手段，提升企业的技术实力，从而更好地适应数字化时代带来的新挑战和新要求。

当下，机械制造业正面临着严峻的人力短缺问题。许多年轻人不愿从事相关行业，导致行业人员缺口不断扩大。因此，企业对于提升生产效率、减少对人力的依赖的诉求愈发迫切。如何通过数字化转型升级来满足企业的这一需求，已成为整个社会亟待解决的重要课题。这绝非仅仅依靠国家出台政策、投入资金、示范项目引领就能解决，而更需要企业实实在在地投入人力、物力和财力，深入分析自身特点与基础条件，精准规划出符合自身发展的数字化转型路径，一步一个脚印地付诸实践。

2.企业数字化转型面临的问题

数字化转型能够促进企业创新，激发企业活力。数字化技术为企业提供了更多的创新工具与平台，企业可以利用这些资源开展新产品研发、新业务模式探索等活动，从而在市场竞争中脱颖而出。

（1）为何必须由企业一把手主导

济南二机床前董事长张世顺在演讲中曾分享过他对企业数字化转型的两个重要观点，引发了众多企业的共鸣与思考。一是企业数字化转型一定是个一把手工程，如果一把手不下决心，下面的人很难去推行，这个观点已经越来越多的得到企业的认可。第二个是企业数字化转型做起来眼要高手要低，“眼高”的含义在于做之前要有很清晰的认知，不一定是一把手本人，也可以是被授权的一个数字化团队，要有全局观念，从战略高度审视数字化转型的方向和目标，确保转型工作能够契合企业的整体发展战略。“手低”则是在实际操作中，要基于企业眼下有限的基础条件、有限的预算、有限的人员等，制定出切实可行的方案，避免好高骛远，确保转型工作能够落地生根，真正为企业带来价值。机床企业进行数字化改造需购置硬件设备、升级软件系统、引进专业人才及建设数据中心等，投资回报周期长，短期内难以看到显著经济效益提升，企业决策层易陷入犹豫观望。此外，数字化转型带来的效益不仅体现在成本降低、产量提升等直观指标上，还包括产品质量优化、客户满意度提高、市场响应速度加快等隐性收益，难以用传统财务数据精准度量，导致企业难以清晰评估转型投入产出比，从而制定出合理的转型策略与资源配置计划。因此，数字化转型并不意味着一把手要成为数字化的专家，但一把手的决心和行动至关重要。一把手需坚定不移地推动数字化转型，将其融入企业长期发展规划，明确方向并提供充足资源。同时，要定期评估转型效果，及时发现并解决问题，持续关注并推动转型进程。

（2）数字化转型还是一个信任工程

企业要上数字化，通常会组建专门的工作小组来负责项目规划和预算编制。然而，当工作小组提交预算时，领导层往往面临艰难的决策：这个预算是否合理？投入这么多资金后究竟能带来怎样的效果？这些问题很难在短时间内得到清晰的答案。由于数字化转型的复杂性和不确定性，领导层往往难以仅凭表面数据做出准确判断。工作小组在数字化转型中扮演着至关重要的角色。他们需要带着明确的任务和目标，深入学习、咨询和研究，明确企业真正需要解决的核心问题，并从不同角度充分考虑是否有优化空间。只有这样，才能制定出详尽且准确的工作方案和预算，为领导层的决策提供有力支撑。因为不同企业的数字化转型深度和广度各异，仅从表面看到的结果可能大同小异，但实际投入的资金和内在逻辑却可能天差地别，这些差异需要经过时间的积累才能逐渐显现。

企业领导对工作小组要有充分的信任。数字化转型最终需要投入大量资金，这些资金不仅包括硬件设备的采购费用，还包括集成商的报价和利润，以及企业自身的隐性投入。这些隐性投入包括人员的时间和精力、员工和管理者思维的转变等，都需要时间去适应，需要由上而下接受这样的技术变革，虽无法直接体现在财务报表上，但却是实实在在的投入并直接影响着企业的转型进程。因此，企业在制定前期方案和规划时，必须基于企业的特点和现状，确保方案真正契合企业的需求。

数字化转型的许多环节具有隐性特征，难以直接观察，这给企业领导层的决策带来了很大困难。他们不可能像专业工程师那样对数字化相关技术有深入的了解，但又必须具备一定的专业素养，才能理解并有效推进。

在国内，许多机床企业规模很大，但电气工程师数量却很少，甚至有时仅为个位数。这些工程师不仅要承担繁重的电气设计和设备调试工作，还要兼顾数字化转型的研究，精力有限。在这种情况下，选择合适的合作方显得尤为重要，合作方需要真正深入企业，全面了解企业的具体情况，才能设计出切实可行的数字化转型规划。在数字化转型过程中，企业引入新的数字化技术和工具，员工需要信任这些系统能够高效助力工作，而非增添负担，要相信系统中的数据是准确的，员工还需要信任企业在数字化转型过程中的决策是为了整体的发展和效率提升。

不同部门之间需要共享数据来实现业务流程的优化，这种数据共享建立在部门间相互信任的基础上。供应商同样需要信任企业数字化平台的稳定性和安全性，同时企业也需要信任供应商能够按照数字化流程准确地提供货物和服务。企业与客户的互动方式发生了很大变化，企业会通过网站、移动应用等数字化渠道收集客户数据，以提供个性化的产品与服务。客户需充分信任这些技术、流程和数据的安全性、可靠性及隐私保护，相信企业会妥善保护其关键信息，并利用这些信息提供高质量、可靠的服务，给他们带来更好的体验等等。在当前数字化浪潮的推动下，国家滚动出台了一系列支持政策，这些政策不断更新和完善。然而，如何将这些政策转化为企业实际的效益，无论是集成商还是制造企业，要在数字化转型中实现共赢，真正为企业带来实实在在的效果，不仅需要技术的支持，更需要各方的信任与合作。

（3）解决成本与效益平衡问题

企业实施数字化转型，面临的是全方位的巨大投入。为了实现数据的高效存储、处理与传输，企业需要购置或更新先进的服务器、网络设备、智能终端等硬件。这些设备价格昂贵，动辄数百上千万，软件系统的采购与定制开发成本同样不容小觑。且随着技术的快速迭代，更新换代的频率也在加快，使得企业在软硬件方面的投入持续上升。

数字化转型需要既懂技术又懂业务的复合型人才，这类人才在市场上供不应求，薪资待遇较高。企业不仅要支付高额的薪酬，还需投入大量资源用于人才培训与职业发展规划，成为企业数字化转型中的一大开支。

然而，与高昂的成本相对应的效益产出却并非立竿见影，回报存在滞后性和不确定性。转型初期，企业会面临业务流程的调整与磨合问题，新的数字化系统与原有的业务模式可能存在冲突，员工需要时间去适应新的工作方式，导致工作效率在短期内或许不升反降。更糟糕的是，如果企业在数字化转型过程中未能精准把握市场需求，推出的产品或服务无法满足客户的期望，即使投入大量资源进行数字化改造，也难以获得预期收益。

如何平衡这些难题，以较小成本撬动更大价值，考验着企业家的智慧。企业应立足定位与目标，做好顶层设计，基于自身产品特色、市场定位、客户群体制定数字化转型战略。

大型龙头企业瞄准全球高端制造，以打造智能化工厂、引领行业标准为目标，全方位布局数字化技术研发、产业链协同创新；中小企业聚焦细分市场，优先解决生产瓶颈、质量痛点，选择性价比高、易实施的数字化项目，如引入简易 MES 优化车间调度、利用云服务外包设计计算，逐步提升数字化能力。企业还可将数字化转型分解为短、中、长期目标分阶段稳步推进，先从关键环节入手，做容易见效的部分，比如设备联网、数据采集等，优先实施能明显提升效率或节省成本的项目，比如预测性维护，减少停机时间；为客户提供设备状态监控服务，增加服务收入；通过数据优化供应链，减少库存成本等等，这样初期投入少，见效快，能增强信心。各阶段设定明确里程碑与考核指标，按照自己的节奏，避免盲目跟风与全面铺开带来的资源浪费与项目烂尾，降低转型风险与成本。

在硬件设施采购方面，企业可以通过租赁、共享等方式降低一次性投入成本；在软件系统采购与开发方面，选择适合自身需求的软件产品，合理控制定制开发的范围与深度；利用政府补贴、合作生态来分担成本。优化人才结构，通过内部培训与外部引进相结合的方式，逐步提升员工的数字化技能水平，同时建立科学合理的绩效考核与激励机制，提高人才的使用效率与价值创造能力。

数字化转型和智能制造是一项长期投入的系统工程，绝非一蹴而就，其真正的价值在于运用技术去改变企业的思维方式和运营逻辑。企业必须在战略上保持足够的耐心，在执行上注重细节，每个阶段都要有扎实的基础。未来的竞争，不仅是技术层面的竞争，更是思维方式的深度较量。

3.我国机床企业数字化转型的有力因素

我国机床行业的数字化转型是近年来国家战略推动下的重要产业升级方向，技术的发展和市场的需求加速了这一进程。机床企业的数字化转型，包括产品研发、生产制造、企业管理及服务等多个方面，几乎所有企业已或多或少地参与进来，虽然各企业转型的深度和广度有所不同，但转型的目的是一致的，即提高效率、降低成本、提升自主可控的能力和市场竞争力等，不是为了数字化而数字化。

（1）政策推动

在国家层面，出台了如《中国制造 2025》、《工业互联网发展行动指南》、《工业强基工程》等一系列政策，推动了机床工具行业的技术升级和产业链完善；《制造业数字化转型行动方案》强调要加快核心技术攻关和成果推广应用，推动设备联网、协议互认、标准制定和平台建设；国家制造业转型升级基金将高端数控机床等领域的智能化改造作为重点支持对象。在地方层面，各地政策形成叠加效应，通过设立产业基金、提供税收优惠、给予财政补贴以及开展"智改数转"行动等方式，为机床企业的数字化改造提供了实实在在的资金支持和政策便利。降低了企业数字化转型的成本，提高了企业开展数字化转型的积极性和主动性。

（2）技术应用

一方面，机床企业基本普及了设计过程的数字化，越来越多的机床企业将工业互联网技术应用于生产制造中。CAD、CAE、CAM、ERP、SCM、CRM等在机床企业中得到广泛应用，实现了企业内部管理的信息化和数字化。有些企业还通过设备联网，实现了机床之间、机床与系统之间的数据共享，对生产过程进行实时监控、调度和优化，提高了生产效率和设备利用率。

另一方面，部分机床企业开始利用大数据分析技术帮助机床企业挖掘生产数据中的价值，用于优化生产流程、预测设备故障，实现预防性维护，降低设备停机时间。将人工智能技术应用于机床的自适应控制、智能编程等方面，提高了加工效率和质量。开始采用数字孪生技术，为机床设备创建虚拟模型，实时反映物理实体的状态和性能。有的企业已通过数字孪生模型，在虚拟环境中进行产品设计验证、工艺优化和生产调度模拟，减少了实际生产中的试错成本。企业实现了对人、财、物等资源进行集中管理和优化配置，提高了管理效率和决策的科学性。

（3）生态协同

机床行业的数字化转型不仅是单个企业的努力，还涉及产业链上下游的协同合作。企业借助数字化手段，与上下游供应商和客户之间的信息交互更加顺畅高效，实现了供应链的协同设计、协同采购、协同生产和协同物流，根据市场需求快速调整生产计划和供应链策略，提高了供应链的响应速度和灵活性，降低了库存成本和物流成本。有些企业通过工业互联网平台，实现数据共享和资源整合，比如工艺参数共享，大幅提升设备利用率和加工效率，提升了整个产业链的效率。企业从单纯的设备制造商向综合服务提供商转变，基于数字化技术，开展远程运维、故障诊断、设备租赁等，提高服务效率。

一些有能力的企业，他们更是构建了自己的工业互联网平台，搭载自主数控系统，应用虚拟调试技术，大幅缩短研发周期，精确控制加工精度，压缩设备调试时间，不仅提升了加工过程数据的实时处理效率，还减少了远程运维服务的故障响应时间，显著提高了设备利用率，为企业带来了实实在在的效益提升。

4.自主可控是必须走通的路径

机床企业的数字化转型，不仅是生产效率与智能化水平的提升，更是全球竞争格局重构的体现。自主可控成为保障数据主权、规避技术封锁、实现可持续发展的核心。机床企业通过数字化转型，能够打破信息孤岛，实现数据的集中管理和高效共享，不仅提高企业内部的协作效率，还为产业链上下游企业提供数据支持，促进整个行业的协同发展。

数字化转型依赖工业互联网平台，若使用国外系统，国外软件，加工参数、设备状态、工艺模型等数据可能被境外服务器实时监控。应采用国产工业云平台、部署本地化加密协议、国产软件，确保设计、编程国产化，工艺数据不出厂。

以协会主导推广的NC-LINK为例，现在在国内机床企业和用户中推广的还不够理想，其实，欧洲主导的OPCUA及美国主导的MTConnect，都已经发展近20年了，推广得也不快，说明这确实需要一个比较漫长的过程，急不来。不过，相关的工作还是要持续做下去，特别是对于NCLINK来说，目前还不很完善，将来如何完善，谁来完善，谁来做标准的推广工作，这些都需要相关部门沉下心来做好总体调度，分工合作，以“应用—改进—完善”这样的良性循环持续推进，直至成熟，真正打造出适合中国制造业的成熟的统一的标准协议。

NC-LINK是我国真正自主设计开发且自主可控的通讯协议，所有的软件设计以及整个生态的建立和维护都是自己做的，这也是保障我国制造领域生态安全很重要的一环。如果我们照搬并支持OPCUA、MTConnect等国外相对成熟的协议，那么我们就会依附于它们，受制于它们。这些协议也会不断发展，后续我们需要一直跟随它的发展，并且与协议相应的一些附属的各种设施，不管是软件还是硬件，无论代码还是生态等，等都需要与它们的生态去兼容和接入，这显然不是我们所希望的。

作为过渡方案，携汇智联开发了软硬兼备的NC-LINK接口转换模块，一端与数控系统私有协议通信，另一端转换为NC-LINK协议。这使得上游集成商和其他软件开发商能够通过NC-LINK协议与设备进行通信，实现协议兼容。如果企业积极采用，将推动相关技术不断进步。

未来，工业通信标准也可能成为大国利益诉求和博弈的焦点。虽然互联方式的变化更迭带来了便利，但不同的通信标准又造成了新的壁垒。机床行业通信标准的建立，也绝不仅仅是一个协会、一个联盟的事情。国家的一些政策，包括规划的2025、2030、2035几个时间节点，都设定了智能制造的目标。如果NC-LINK协议能够与这些政策相结合，其推广动力将会更足，推广速度也会更快。

机床企业的数字化转型，绝非只是简单地“上云用数赋智”，而是一场深层次的变革，涉及数据主权、技术生态和产业规则的重塑，自主可控是抵御“卡脖子”风险的坚固盾牌。只有掌握从底层芯片到顶层软件、从物理设备到数字孪生的全栈能力，才能在全球工业4.0的竞争中，实现从跟随者到规则制定者的跨越。

五、结语

随着数字化转型的深入推进，机床工具行业将迎来更多发展机遇。数字化转型不仅是企业自身发展的需要，更是推动行业生态与协同发展的关键。通过数据共享、生态构建、产业链优化、智能制造、跨行业合作、人才培养和客户体验提升等多种方式，机床行业的数字化转型将为整个制造业的高质量发展注入新的活力，同时，国家政策的持续支持和市场需求的不断升级，将成为行业高质量发展的有力保障。

数字化转型不仅是技术的升级，更是企业战略思维的转变。机床企业需要从整体战略的高度出发，冷静审视现状，关注技术、人才、数据、成本效益等关键问题，不断地评估和改进，将数字化转型融入企业的核心竞争力之中。通过精准的市场洞察、高效的资源配置和持续的技术创新，动态调整策略，紧跟技术迭代与市场变化节奏，探索出适合自身的数字化发展路径，使企业能够在数字化时代中脱颖而出，实现可持续发展。

作者：中国机床工具工业协会 黄韶娟