工業的基礎是裝備制造業，裝備制造業的“母機”是數控加工設備，數控加工設備最為核心的關鍵部件是號稱“大腦”的數控系統，而五軸聯動數控機床又被稱為數控機床領域“皇冠上的明珠”，是各國核心支柱制造行業不可或缺的“戰略物資”級關鍵裝備。
在國務院國有資產監督管理委員會指出應加強的關鍵核心技術攻關領域中，“工業母機”排在高端芯片、新能源汽車之前，重要性不言而喻。面對日趨復雜的國際環境，唯有通過自主創新實現突破，真正完成高端“工業母機”的自主可控，才能有效助力我國制造業的整體提升與發展。
數控系統 破局之源
如果將替代人工的數控機床看作人體，那么傳感器群組相當于神經系統與感官，床體結構相當于骨骼，電機及驅動相當于肌肉，而數控系統，則扮演著大腦的重要角色。數控系統（Numerical Control System）是根據計算機存儲器中存儲的控制程序，執行部分或全部數值控制功能，并配有接口電路和伺服驅動裝置的專用計算機系統。
通過利用數字、文字和符號組成的數字指令來實現一臺或多臺機械設備動作控制，它所控制的通常是位置、角度、速度等機械量和開關量。數控系統的起源可以追溯到20世紀50年代初，迄今已經歷了半個多世紀、六個階段的發展歷程，六個階段分別是第一代電子管數控系統、第二代晶體管數控系統、第三代集成電路數控系統、第四代小型計算機數控系統、第五代微型計算機數控系統，目前正在發展第六代PC數控系統。
不難看出，數控系統與計算機及IT的發展歷程緊密相關。目前，國際主流高檔數控系統基本采用NC（Numeric Control，數值控制）+PC（Personal Computer，個人計算機）結構，該結構是第五代數控系統向第六代數控系統的過渡型技術之一，其核心仍是第五代數控系統的嵌入式NC結構，80%以上的數控系統功能通過NC實現，其NC單元實時性較高，實時控制周期可以達到0.5ms。
PC只完成必需的人機交互、數據通信和較少一部分計算功能。采用這一結構的數控系統運算能力和數據存儲能力偏弱，較難實現復雜的智能算法，且開放性、擴展性、兼容性均有較大限制。另有部分數控系統采用PC+現場總線結構，通過PC完成主要的數控計算功能，再將指令通過現場總線發送到電機驅動單元，進一步實現運動控制。
該結構采用現場總線的方式，在分布式控制方面有一定優勢，但現場總線軟件定時的實時性能不高，能實現的實時控制周期在1ms以上，對比主流高檔數控系統實時控制周期達到的0.5ms，差距很大，這直接影響著數控系統的高精度和高速性能。與此同時，該結構在智能算法的實現，以及開放性、擴展性、兼容性方面同樣存在短板。
由此可見，在基于高性能PC的第六代PC數控系統上必定具備五個重要的基本性能，第一是強實時性，第二是強大的數值計算和數據存儲能力，第三是強大的數據通信能力，第四是智能性，第五是兼具開放性、擴展性、兼容性與集成性。此外，第六代PC數控系統對于軟件實時操作系統要求很高，基于DOS、Linux或Android最多達到1ms的實時控制周期要求，Windows實時性只能到55ms以上，因此選擇合適的實時軟件操作系統是自主研制高檔數控系統的根本基礎。
高檔數控系統是高端數控機床的控制核心，其作為高端數控機床的大腦，是國外眾多高端數控機床企業的重要戰略布局方向。高檔數控系統研制難度極高、技術性極強，一直被西方國家作為重要的“戰略物資”實施出口限制。
根據中國機床工具工業協會的數據，目前我國整機配套的中高檔功能部件大量依賴進口，國內高檔系統自給率不到10%，約90%依賴進口，其中從日本進口最多，約占三分之一，國產中高檔數控系統加起來不到30%。
這就為西方國家牽制我國制造業重要領域的發展提供了很大的“運作空間”。從根源扭轉被動，成為我國數控機床產業發展面臨的當務之急。
消除隱患 時不我待
在國務院國有資產監督管理委員會指出應加強的關鍵核心技術攻關領域中，“工業母機”排在高端芯片、新能源汽車之前，其重要性和緊迫性可見一斑。沒有EUV（極紫外線）光刻機，無法生產7nm以下的芯片，但至少可以采用28nm~90nm的芯片從事生產。
但若沒有“工業母機”，高端制造業的升級就無從談起，航空航天、導彈等所有高端裝備都將備受掣肘。在一般的機器制造中，“工業母機”所擔負的加工工作量占機器總制造工作量的40%~60%。下游客戶包括傳統機械工業、模具行業、汽車工業、電力設備、鐵路機車、船舶制造、航空航天工業、石油化工、工程機械、電子信息技術工業，以及其他加工工業，涉及加工制造的金屬領域都需要“工業母機”。
數控機床的品種、質量和加工效率直接影響著其他機械產品的生產技術水平，因此，機床工業的現代化水平和規模，是衡量一個國家核心制造能力的標準之一。高端數控機床更被譽為“國之重器”，但目前國內高端產品自給率不足10%。
“工業母機”之上，承載的是中國高端制造業的星辰大海。“工業母機”被“卡脖子”，就是中國制造業被“卡脖子”。當前，由于美國牽頭并聯合40余個國家共同制訂“瓦森納協定”的嚴格限制，在以五軸聯動數控機床為代表的高檔數控機床領域持續對我國實行技術封鎖和產品禁運，其他部分高檔數控機床產品雖可通過正常渠道進入我國相關行業，但仍具有很多隱患。
第一，進口的高端設備中基本都配備有GPS模塊，嚴格限制了設備的使用地點，同時具有“遠程操控后門”的隱患；
第二，進口高端設備通常需要提供設備的國家嚴格審查，基本上只能用于民用產品和普通工業品生產，嚴格限制應用于軍工等重點行業；
第三，進口的設備一般都會在功能和性能上做出限制，無法達到全功能和高端性能的使用狀態；
第四，高端設備配套的軟件和工具包同樣受限，嚴重影響使用效果；
第五，設備的維護維修很困難，費用也極高，造成高額使用成本的問題；
第六，購買高檔數控機床設備的企業，必須允許機床企業的人員隨時到現場考察。我國軍事工業、航空航天、船舶重工、發電能源、交通運輸等支柱行業長期依靠從國外進口的高檔數控機床來完成核心關鍵部件的加工制造，由于國外在此領域長期對我國進行技術封鎖和產品禁運，為獲得相關設備，需耗費大量資金和各類資源，對我國高端制造業發展一直具有極大限制，嚴重制約著我國高端制造業的快速提升和發展。
唯有通過自主創新實現突破，真正完成高端“工業母機”的自主可控，才能有效助力我國制造業的整體提升與發展。因此，應盡快通過制定相應政策及措施來積極應對。
革故鼎新 對癥下藥
近十余年，國家在數控機床領域進行了長期的科研提升支持計劃，雖然取得一定進步，但仍未能實現高檔數控機床的本地化發展目標。
特別是最近兩年，隨著國際政治局勢的風云突變，“工業母機”的關鍵性愈發凸顯。必須客觀承認，高檔數控機床技術從細分技術點到整體技術體系確實非常難突破，但這不應成為相關從業者的理由和借口，所以深入一線調研，進一步剖析深層次原因，是“工業母機”技術突破和產業提升所需的第一步重點工作，只有找到“病根”才能對癥下藥。
開展深度調研 制定合理規劃
長期以來，國內機床企業和相關科研團隊一直以機械設計、制造和裝配技術（機械床身結構的實現技術）為核心，以仿制國外先進技術為目標，忽視了對數控機床的“大腦”——數控系統，以及電機、傳感器、軟件等關鍵內容的深入研究。
而國外的相關技術是連續幾十年積累，從低端起步逐步上升至現有水平的結果，無法在短期內快速仿制成功。我國政府從國家發展戰略的高度定下了“工業母機”全部自主可控且實現本地化發展的目標，但在當前的基礎上，想要在短期內實現這一目標，只有在充分且深入調研國內基本情況的前提下，不以“出身”“頭銜”和“規模”為評價標準，切實找到在關鍵軟硬件領域已經取得實質突破的企業和科研團隊，針對我國制造業急需的各層級裝備需求，以國家利益為首，打破阻礙和限制，重新建立分層級、分目標的攻堅團隊，充分發揮企業、科研院所和大專院校的已有優勢，明確分工，全力實現突破。
有效整合現有資源 形成合力開展攻堅
以近期全新建立的中國機床產業鏈為基礎，依托國家相關部門的深度支持，在深入調研和分析的基礎上，整合數控機床企業和關鍵部件企業，集中優勢兵力，在高檔數控機床領域實現全新突破。
建立關鍵部件攻堅小組、床身結構創新組、加工制造工藝優化組、新產品設計組、質量監控組等具體攻堅團隊，各組內合理配備項目負責人、總體專家、研發工程師、應用工程師、高級技工，形成完整建制，并建立長效溝通機制，針對我國制造業急需的重點“卡脖子”裝備，開展全面攻堅工作。
針對“工業母機”的擴展領域，進一步整合國內相關企業、科研院所和大專院校的優勢資源，推動特種專用數控加工設備、高端電子產品制造設備等方面的高質量發展，形成廣義的“工業母機”技術攻關發展機制，逐步實現“換道超車”的創新發展體系，為在更多領域實現對國外技術的“超越”打下良好的科研基礎。
充分利用現有成果 實現快速突破
在充分調研的基礎上，企業一線專家聯合科研院所與大專院校專家，通過全面評價，甄別出相關技術的真實科研成果，動員擁有成果的企業或科研團隊，通過政府和社會力量聯合推動體制，采用“混改”或其他方式，并提供合理的回報，形成協同創新機制，快速集成和組合，在“工業母機”的各個領域實現產品化和產業化。
對于具備基礎科研成果，但尚未直接落地的科研成果，政府和社會資本可以進行投資和扶持工作，幫助成果持有方進一步孵化落地，形成具有“碗里的、盤里的、鍋里的、地里的”不同成熟度的科研成果催化機制，為持續提升的“專精特新”階梯型創新體系打下良好基礎。通過建立長效的創新驅動策略，合理推動“工業母機”領域的創新發展。
針對不同需求 細分市場定位
“工業母機”的分類廣泛，拓展領域具有廣闊的市場應用前景，但若將目光匯聚在高端領域這一根“獨木橋”，必定會出現嚴重的資源浪費、惡性競爭、排斥異己、拔苗助長等問題，因此引導相關從業人員發揮各自優勢，針對不同層面需求，細分市場定位，專注發力于各自擅長領域，才是最為合理和有效的方式之一。
通過緊密結合制造業發展趨勢、各企業掌握的市場信息和具體行業的需求信息，理清“工業母機”的各級市場需求，確定正確的細分市場，幫助企業找到適合自己的市場定位和發展目標。
這是一項非常重要但耗時較多的工作內容。做好這項工作，將對我國“工業母機”長期發展戰略的可行性實施產生重要影響。
逐步建立人才梯隊 針對性持續發展
我國目前的教育分類體制，在“數控技術”方面存在一定的不足之處。
“數控技術”專業，一方面出現在中專技校階段，但是以應用型人才培養為主；另一方面出現在碩士研究生以上階段，大學本科階段的專業缺失是一個嚴重的問題，沒有系統的理論教學，研究生階段也只能靠自學為主，短短兩三年時間的學習不足以支持在數控領域開展相關科研工作。
沒有系統的理論學習基礎，進入工作崗位后從事相關的技術研發，同樣會出現“捉襟見肘”的情況。沒有良好且數量足夠的基礎人才隊伍，很難篩選出優秀的“苗子”進行持續創新科研，這種局面也是阻礙我國“工業母機”快速發展的嚴重制約因素。
根據市場需求和企業發展的實際需求，企業內部的研發部門更適合從事長期持續的科研工作，因此“工業母機”的科研人才梯隊建設可以考慮企業合理聯合科研院所和大專院校的方式，通過深入開展人才梯隊建設，保證我國“工業母機”技術的長效提升。
