4月26日，為期6天的第十九屆中國國際機床展覽會（CIMT2025）在首都國際會展中心落下帷幕。本屆展會展品琳瑯滿目，與上屆展會相比呈現出濃郁的“進化”態勢。如果把機床看成一個物種，從本屆展會的展品明顯能夠看出各家都在努力適應環境的變化，整體都在向中高端進化，與上屆展會相比主要在功能、性能、可靠性、綠色等方面發生較大進步。
首先是功能的進化，由簡單到復雜，表現在聯動軸數、復合種數、工位個數上。一是聯動軸數，各家不約而同向五軸集體進軍，五軸聯動機床從上屆的40多臺暴增到本屆的400多臺，可謂遍地開花；二是復合種數，從過去的車銑復合為主，拓展到車、銑、磨、熱處理、激光的超級大復合，以及機器人參與的抓取、混聯、鉆銑復合，乃至增減材一體化的跨界復合，以至于多工序復合已成為諸多參展商的殺手锏；三是工位個數，持續向多工位方向轉變，到處可見雙刀架雙主軸臥車和立車、中間驅動的雙頭車、雙轉臺雙主軸的立加、四工位的立加，乃至雙五軸頭的大龍門也紛紛登場，八工位的轉臺式車銑加工中心、12工位的水車式車銑加工中心更是頻頻出現，充分體現了一機多工位的優勢，以幾乎相同的占地面積、兩倍甚至多倍的加工效率獲得廣大用戶的青睞。
其次是性能的進化，由中低級到中高級，表現在快移速度、定位精度、生產效率上。一是快移速度提高后可進一步壓縮非加工工序時間，展品大多是48m/min、60m/min打底，在直驅技術的加持下可迅速躍升到120m/min，連大型龍門加工中心都可以通過碳纖維移動部件的輕量化實現高速運轉，動作眼花繚亂，目不暇接；二是定位精度，μ級產品比比皆是，小型機床配置礦物質床身、靜壓軸承，有些定位精度已經達到1個μ，重大型機床中有些標稱精度已經達到3個μ，機床制造已經進入μ時代；三是生產效率，在保證質量的前提下壓縮加工時間，一是通過大進給的單邊進刀量，二是磨序替代，比如高剛車的以車代磨、高精立加的以銑代磨，這兩種方式在保證表面質量的前提下，機床的生產效率大幅提升。
第三是可靠性的進化，由機床本體到制造系統，表現在基于數采應用的加工監控、視覺檢測、主動維護上。一是加工監控，通過對負載電流波動或主軸回轉振動的實時采集，基于AI算法推測刀具是否崩齒或過度磨損，避免發生批量廢件；二是視覺檢測，通過對加工后的零件成品以高清拍照智能識別的方式進行快速檢測，發現問題后及時報警，確保加工過程高度穩定，零件合格率達到100%；三是主動維護，通過大量的數據采集對機床健康狀態進行實時監控，針對可能發生的故障提前予以處置，實施主動型的預測性維護，確保設備零故障。
第四是綠色的進化，由制造環節到全生命周期，表現在材料節省、耗能節約、工藝升級上。一是材料節省，在確保剛性及合理振動頻率的前提下優化機床結構，降低鑄件重量，壓縮占地面積，在設備制造環節可有效減少碳排放；二是耗能節約，通過在機床上安裝大量溫度傳感器，加上獨有算法化解溫升變形帶來的影響，有效縮短熱機時間，擴大溫度適應范圍，在設備使用過程可長期減少碳排放；三是工藝升級，從傳統的刀具切削向超聲波加工進化，具有低熱效應、無污染加工特點，在零件加工過程可大幅減少碳排放。
在制造業中，是用戶選擇決定著機床進化的方向。用戶選擇的從來都是既要又要還要也要更要——既要體積小、范圍大，又要速度快、精度高，還要扭矩大、剛性強，也要工序集成、運行可靠，更要價格低廉、綠色環保……這些選擇想要一股腦全部滿足幾乎是不可能的，每個機床制造商都在基于自身的基礎和特定用戶的選擇摸索著自己的進化方向，在進化的過程中不可避免受到如下環境因素的影響。
一是受到特定需求的影響，典型如五軸機床。本屆展會五軸機床為什么會爆棚？一方面是由于復雜曲面加工市場需求的拉動、五軸功能部件日臻成熟的推動，另一方面則是地方政府扶持政策所致。自從工業母機的地位僅次于集成電路后，各地政府均大力推進工業母機產業發展，給予轄區機床企業高端轉型扶持，而最易衡量、最可視化的方式莫過于生產五軸機床，“非五軸不高端”，一定程度導致了很多機床企業無論是否具備基礎都“百花齊放”，當產量遠大于市場對五軸的需求，就造成了社會成本的浪費。
二是受到高端需求的影響，典型如高精機床。本屆展會的高精機床越來越多，都是μ級精度，主要面向半導體、人形機器人、醫療機械、人體植入物等領域需求，在機床結構上普遍是礦物質床身、靜壓軸承、靜壓導軌甚至氣浮主軸，就是主打金字塔塔尖上的需求，目前正處于市場競爭供不應求的新藍海。
三是受到結構需求的影響，典型如高效機床。過去傳統燃油汽車的核心零部件如缸體缸蓋及一些精密傳動件等需求的是高精高效，相比之下，新能源汽車的電驅、電池、電控相關零部件對精度要求則沒有發動機零件那么高，特別是一體化鋁合金壓鑄件，對高效的需求要高于高精，大龍門雙五軸頭架構成為首選；在增量設備投資中，傳統燃油汽車遠低于新能源汽車，直接迫使過去擅長傳統汽車零部件加工的機床企業轉型，要么聚焦新能源，要么聚焦航空航天。
四是受到可靠性需求的影響，典型如高成熟度機床。對用戶來說，所購買的機床產品檔次可以不高端，但產品質量上不能有任何含糊。無論是主機，還是單機自動化，或是成線成套化，整個系統必須非常成熟，主機、刀具、工裝等一個都不能出問題，引領著機床向著制造系統可靠的方向持續進化。
五是受到長遠需求的影響，典型如綠色機床。過去我們制造機床并不在乎碳排放指標，感覺離我們似乎很遠，然而近年來歐洲對進口的機械產品都開始要求碳足跡數據了，這已經逐漸成為出口的門檻。我們能夠看到外資機床企業在幾年前就已經開始著手碳足跡布局，比我們領先一步，我們也欣喜地看到國內企業已經認識到重要性，著眼長遠緊緊追趕。從全球化的角度看，碳足跡是我們必須提早謀劃的重要課題。
綜上所述，用戶的各種不同需求顯著影響著機床的進化方向，從本屆展會展品也能夠看出，機床的進化具有功能快于性能、性能快于可靠性、可靠性快于綠色的特征，這表明越復雜、越長遠的進化速度越慢，越簡單、越眼前的進化速度越快。
同時機床的進化也具有很強的自相似“分形”特征，先是硬件的同質化，新技術面世后會迅速溢出、擴散、平權，從材料的同質化，到功能部件的同質化，到單機的同質化，再到產線的同質化，很快大家就會處于一個層級內；后是軟件的同質化，從程序算法到工業軟件到數采分析到智能排產，大家有共性；然而鑒于軟件的黑箱問題，在軟件原理上的同質化已經比較難了，而經驗數據上的同質化則難上加難，一方面是所形成的先發后發差距難以在短時間內趕上，另一方面所設計的科技樹路徑可能形成新的分叉，隨著技術發展會導致相互間的距離越來越大，未來的不確定性會越來越高——硬件同質化后靠軟件定義，軟件同質化后靠數據定義。未來競爭的焦點，可能就在軟件和大數據上。
本屆展會各家爭相展出新產品，充分展示了機床進化的策略、方向和路徑，呈現出了勃勃生機，充滿了春天的氣息。這場以機床進化為主題的產業春潮，正催動制造業持續向高端躍遷，為高質量發展寫下最鮮活的時代注腳。
【后記與思考】
進化是一個從簡單到復雜的過程，機床也是如此，從最初的單一功能的車鉆鏜銑磨，發展到五軸復合，再發展到成套成線，涉及環節越來越多（機電液氣雜糅其中），功能越來越復雜，給機床的可靠性帶來了更多的挑戰。復雜性與可靠性之間往往存在矛盾。一般來說，系統越復雜，出現故障的可能性就越大。這是因為隨著系統復雜性的增加，其組成部分之間的相互作用也變得越來越復雜，容錯能力下降，從而導致系統整體的可靠性降低。
機床進化的過程可以看作是一個不斷在復雜性與可靠性之間尋求平衡的過程。這里面就涉及到了兩個字——均衡，可以復雜但不能過頭，保證不了可靠性的復雜就是一堆進化失敗的產物。機床的復雜性已經來到了一個關口，就是增減材一體化這種跨界復合產品。當完全不同的兩種工藝復合在一起之后，可靠性遭受的干擾因素指數增長，增材產生的高溫、煙塵等對減材加工的精度產生致命的影響，增材不夠致密的材質也難以支撐減材加工后的效果，因此直至今日，已經誕生20多年的增減材一體機仍然未能“飛入尋常百姓家”，還有很長的路要走。
從青銅器到蒸汽機，機械的進化花了6000年；從第一臺真正意義上的機床（鏜床）誕生至今，機床的進化花了250年，也正是在這個階段，人類文明進入了指數增長時代。時至今日，機床的進化似乎走到了一個天花板，30年前的并聯機床、20年前的增減材一體機、10年前的智能機床，似乎都沒有對機床的進化產生顛覆式的影響。機床下一個進化的突變點究竟會是什么呢？讓我們拭目以待。
來源：中國機床工具工業協會
