作者 | 林晴晴

編輯 | 袁斯來

2024年，身處數控技術行業的人員時常要和“憋屈”的感受共處。

從制造一部手機到一架飛機，現代工業離不開高精度的數控機床。無論是工程機械還是模具開發，數控機床無處不在。

數控機床已經誕生半個多世紀，但很長一段時間里，國內廠商自主研發數控技術的難度被拉到極致。

數控系統是數控機床的核心部件，包括硬件和軟件部分，被稱為數控機床的“大腦”。

在數控系統中，最核心的硬件是數控系統的數控裝置，它負責把指令編碼翻譯成動作控制量，并做處理運算。可以說，突破數控裝置技術是解決自研難題的關鍵一步。

這種部件（數控裝置）的高檔產品日本方面已限制供應，國內公司只能從德國、瑞士購買。雖然是花錢買但還得向賣家申請，且至少提前一年。不僅如此，高檔數控機床到中國還配有監控裝置。

國內客戶買不到海外廠商最高端的產品，另一方面，盡管國內也有類似的數控系統，但要求比較高的客戶仍使用得較少，因為相比海外產品，它們在精度和可靠性上仍存在明顯差異。

這種局面正走向轉折。近期，數控系統賽道迎來了一筆巨額融資。了解到，「伯太自動化」宣布于年初完成天使+輪融資，融資金額近億元人民幣，由適達投資領投，紀源資本、毅園投資跟投，老股東耀途資本繼續追加投資。

「伯太自動化」成立于2023年，創始團隊成員均有世界一流數控公司工作經驗，其董事長曾是三菱數控高端數控系統廠商研發負責人，且為唯一華裔高管。

在日系、德系高檔數控廠商里面，接觸到核心研發的中國人數量基本是0。而伯太自動化的董事長也成為全球已知范圍內唯一參加數控系統核心技術開發的華人，全職工作近20年，負責年規模50億元的數控業務。

「伯太自動化」第一代樣機將在今年投產測試。這背后有更深刻的意味，「伯太自動化」樣機落地證明國內廠商有進入高端市場的實力，給整個行業帶來新的可能性。

自研難題：海外技術封鎖

近年來，隨著下游3C、新能源汽車、國防軍工、航空航天等關鍵產業的發展，中國機床消費已進入更新替換周期，高端數控機床需求大幅增長。

高端數控機床上游主要由結構件、數控系統、傳送系統、驅動系統、刀具以及其他關鍵零部件組成。數控系統掌控機床運作中金屬切削與成型的細節，其性能優劣直接影響機床穩定性和精度水平，是最核心的零部件。數控機床進行加工時，數控系統能控制機床在加工程序指令下自動完成零件的加工。

從成本占比來看，數控系統占比約40%。簡單來說，越是高端的數控機床，其數控系統的價值也就更高。

中商產業研究院數據顯示，2023年中國數控系統市場空間達到約273.81億元，近五年年均復合增長率為6.18%。據其預測，2024年行業市場空間將達到290.73億元。

從競爭格局來看，因數控系統產品技術壁壘高，國內數控系統廠商大多被迫在“卷”中低端產品，高端市場仍為西門子、海德漢、發那科、三菱等海外企業主導。按照數控系統銷售額計算，2022年發那科、三菱、西門子等國外品牌占有率約67%，廣州數控、蘇州新代、華中數控等國內品牌占比率約33%。

我國數控機床起步時間并不晚，且已積累了一定的技術脈絡。1952年，世界第1臺數控機床在美國麻省理工學院研制成功，同期我國擁有了自己的第一批數控機床企業，1958年，中國有了自己的第1臺數控機床。

但盡管如此，數控機床在過去幾十年間，核心系統和主要零部件仍依賴海外進口，數控系統仍面臨卡脖子難題。

機床企業下游對于供應鏈安全、產品差異化、達標品質和可操作性的需求愈發強烈，數控系統賽道當前正面臨客戶需求無法滿足、廠商研發“霧里看花”的窘境。

「伯太自動化」負責人告訴，當前中高端數控系統市場實際95%以上由外資掌控，市占前三分別是發那科、三菱、西門子。普通工業領域中，中高端數控主流上還是使用海外品牌，因為國產品牌在穩定性各方面仍存在差距。一些軍工航天領域，國內還是以德系為主。

這種近乎壟斷的局面使得國內終端客戶的需求難以得到滿足。

通常，數控系統價值上會占到機床的約20~40%，而機床本身的附加值在目前的市場環境里相對有限。一臺100萬的機床，實際上其中的大頭是數控系統，也就是說機床越貴，數控系統的價值越高，占的比重也就越大。

因此，要想數控機床有競爭力，就需要做出數控系統、數控技術的差異化，然而，這種需求在當下難以得到滿足。國內客戶買不到海外廠商最高端的產品。盡管國內也有類似的數控系統，但因為相比海外產品，它們在精度和可靠性上仍存在明顯差異。要求比較高的客戶仍使用得較少。

“國外品牌在中國會提供售前售后的基本技術支持，但核心研發絕不放在中國，甚至產品管理的人員也不放在中國。這使得國內的機床廠，特別是一些有追求的機床廠，希望在品牌的差異和性能的需求上做定制化的開發，難以實現。” 「伯太自動化」負責人表示。

也正因如此，滿足終端客戶的定制化需求成了「伯太自動化」決定自研自主可控數控系統的重要因素。 “站在客戶的角度，比如3C的生產過程對質量、產量、生產效率都有非常高的要求。如果只是用一個普通、標準的數控系統，很有可能達不到最優的狀態。因此我們不僅想把國產高端的數控系統開發出來，還希望在這個基礎上為用戶提供進一步的定制優化（即專機數控）。”「伯太自動化」負責人告訴。

路線突破：軟硬自研

當前，國內數控廠家在交付、核心數控技術和人才端上仍有鮮明痛點。

國產數控通用性、穩定性較差，多適用于中低端機床，中高端數控多為項目制交付，然而其交付效果難達預期；國產機床已初步解決中高檔機床的設計生產制造問題，但無法擺脫對進口數控的依賴；進入日系德系高端數控核心研發的華人全球鳳毛麟角，掌握高端數控正向研發經驗和認知的人才極度稀缺。

「伯太自動化」負責人坦言，我們的目標是做出真正的中高端數控系統產品，而不是項目制交付。

“國內很多企業都在研發數控系統，但實際上我們要達到‘穩定好用’還有很大距離。國內很多產品看說明書好像跟國外是一樣的，但用起來可能就不是那么一回事了。因此，在解題思路上突破，或許是最好的。” 「伯太自動化」負責人告訴，正因如此，「伯太自動化」選擇了一條相對難的道路，從底層算法到功能模塊，從軟件到硬件都是做自研。

“說是自研，但也不可能自己去做芯片。”「伯太自動化」負責人說，“「伯太自動化」按照自研的高端數控系統產品整體框架，去選擇自主可控的國產芯片、國產實時操作系統。目前「伯太自動化」自研的數控系統樣機，硬件元器件國產化率達到了85%。”

對數控系統來說，硬件是基礎，軟件才是產品的技術重心所在。「伯太自動化」的研發團隊中，軟件開發相關的人員占比超過80%。經過一年的打磨，這支軟硬件工程師配合默契的研發團隊已經可以穩步產出各類數控功能。

「伯太自動化」的主要產品是金屬切削數控系統，在數控系統中難度和要求都是相對最高的，主要面向航空航天、發動機，軍工領域的客戶，這類客戶對精度的要求偏高，有的要求達納米級，且對運行一段時間后能否保持精度也有高要求。

當前，對標國外成熟產品體系，「伯太自動化」研發的數控系統其通用性設計已可適配國外各類型機床，平均無故障運行時間MTBF目標25,000小時，且「伯太自動化」自研的運動控制算法已經可以對標發那科、三菱等國際高端數控系統，可達到高精度納米插補。

今年年底，「伯太自動化」會正式推出第一代產品工程樣機。據介紹，其初代產品選擇切入車銑復合機床，后者在加工效率、加工精度、加工復雜度等維度都屬于最高端、最復雜的機床類型，對數控系統的要求也是最高的。近年來，車銑復合加工方式也愈有將對傳統機床應用進行整合替代的趨勢。

相較于傳統的車削、銑削分序加工，車銑復合機床可以對工件僅進行一次裝夾并整合多道機加工工序，由此避免由于定位基準轉化而帶來的誤差積累，也能降低上下料和機床維修過程中的人工和時間成本。

除此之外，高端車銑復合機床大都配置較為先進的實時檢測功能，實現制造過程關鍵數據的在位檢測和精度控制，進一步提高機加工精度，可通過更為復雜的協同性車削與銑削工藝，在短時間內以較低的成本完成對高精度和復雜形狀的加工要求。

機床作為通用機械設備，服役年限一般為10年，超過10年的機床穩定性和精度會大幅下降。當前，機床更新換代正迎來新的十年，會有更多廠商入局。未來，「伯太自動化」這條“新鯰魚”能否攪動風云也仍待市場檢驗。