作者 | 林晴晴
编辑 | 袁斯来
2024年，身处数控技术行业的人员时常要和“憋屈”的感受共处。
从制造一部手机到一架飞机，现代工业离不开高精度的数控机床。无论是工程机械还是模具开发，数控机床无处不在。
数控机床已经诞生半个多世纪，但很长一段时间里，国内厂商自主研发数控技术的难度被拉到极致。
数控系统是数控机床的核心部件，包括硬件和软件部分，被称为数控机床的“大脑”。
在数控系统中，最核心的硬件是数控系统的数控装置，它负责把指令编码翻译成动作控制量，并做处理运算。可以说，突破数控装置技术是解决自研难题的关键一步。
这种部件（数控装置）的高档产品日本方面已限制供应，国内公司只能从德国、瑞士购买。虽然是花钱买但还得向卖家申请，且至少提前一年。不仅如此，高档数控机床到中国还配有监控装置。
国内客户买不到海外厂商最高端的产品，另一方面，尽管国内也有类似的数控系统，但要求比较高的客户仍使用得较少，因为相比海外产品，它们在精度和可靠性上仍存在明显差异。
这种局面正走向转折。近期，数控系统赛道迎来了一笔巨额融资。36氪了解到，「伯太自动化」宣布于年初完成天使+轮融资，融资金额近亿元人民币，由适达投资领投，纪源资本、毅园投资跟投，老股东耀途资本继续追加投资。
「伯太自动化」成立于2023年，创始团队成员均有世界一流数控公司工作经验，其董事长曾是三菱数控高端数控系统厂商研发负责人，且为唯一华裔高管。
在日系、德系高档数控厂商里面，接触到核心研发的中国人数量基本是0。而伯太自动化的董事长也成为全球已知范围内唯一参加数控系统核心技术开发的华人，全职工作近20年，负责年规模50亿元的数控业务。
「伯太自动化」第一代样机将在今年投产测试。这背后有更深刻的意味，「伯太自动化」样机落地证明国内厂商有进入高端市场的实力，给整个行业带来新的可能性。
自研难题：海外技术封锁
近年来，随着下游3C、新能源汽车、国防军工、航空航天等关键产业的发展，中国机床消费已进入更新替换周期，高端数控机床需求大幅增长。
高端数控机床上游主要由结构件、数控系统、传送系统、驱动系统、刀具以及其他关键零部件组成。数控系统掌控机床运作中金属切削与成型的细节，其性能优劣直接影响机床稳定性和精度水平，是最核心的零部件。数控机床进行加工时，数控系统能控制机床在加工程序指令下自动完成零件的加工。
从成本占比来看，数控系统占比约40%。简单来说，越是高端的数控机床，其数控系统的价值也就更高。
中商产业研究院数据显示，2023年中国数控系统市场空间达到约273.81亿元，近五年年均复合增长率为6.18%。据其预测，2024年行业市场空间将达到290.73亿元。
从竞争格局来看，因数控系统产品技术壁垒高，国内数控系统厂商大多被迫在“卷”中低端产品，高端市场仍为西门子、海德汉、发那科、三菱等海外企业主导。按照数控系统销售额计算，2022年发那科、三菱、西门子等国外品牌占有率约67%，广州数控、苏州新代、华中数控等国内品牌占比率约33%。
我国数控机床起步时间并不晚，且已积累了一定的技术脉络。1952年，世界第1台数控机床在美国麻省理工学院研制成功，同期我国拥有了自己的第一批数控机床企业，1958年，中国有了自己的第1台数控机床。
但尽管如此，数控机床在过去几十年间，核心系统和主要零部件仍依赖海外进口，数控系统仍面临卡脖子难题。
机床企业下游对于供应链安全、产品差异化、达标品质和可操作性的需求愈发强烈，数控系统赛道当前正面临客户需求无法满足、厂商研发“雾里看花”的窘境。
「伯太自动化」负责人告诉36氪，当前中高端数控系统市场实际95%以上由外资掌控，市占前三分别是发那科、三菱、西门子。普通工业领域中，中高端数控主流上还是使用海外品牌，因为国产品牌在稳定性各方面仍存在差距。一些军工航天领域，国内还是以德系为主。
这种近乎垄断的局面使得国内终端客户的需求难以得到满足。
通常，数控系统价值上会占到机床的约20~40%，而机床本身的附加值在目前的市场环境里相对有限。一台100万的机床，实际上其中的大头是数控系统，也就是说机床越贵，数控系统的价值越高，占的比重也就越大。
因此，要想数控机床有竞争力，就需要做出数控系统、数控技术的差异化，然而，这种需求在当下难以得到满足。国内客户买不到海外厂商最高端的产品。尽管国内也有类似的数控系统，但因为相比海外产品，它们在精度和可靠性上仍存在明显差异。要求比较高的客户仍使用得较少。
“国外品牌在中国会提供售前售后的基本技术支持，但核心研发绝不放在中国，甚至产品管理的人员也不放在中国。这使得国内的机床厂，特别是一些有追求的机床厂，希望在品牌的差异和性能的需求上做定制化的开发，难以实现。” 「伯太自动化」负责人表示。
也正因如此，满足终端客户的定制化需求成了「伯太自动化」决定自研自主可控数控系统的重要因素。 “站在客户的角度，比如3C的生产过程对质量、产量、生产效率都有非常高的要求。如果只是用一个普通、标准的数控系统，很有可能达不到最优的状态。因此我们不仅想把国产高端的数控系统开发出来，还希望在这个基础上为用户提供进一步的定制优化（即专机数控）。”「伯太自动化」负责人告诉36氪。
路线突破：软硬自研
当前，国内数控厂家在交付、核心数控技术和人才端上仍有鲜明痛点。
国产数控通用性、稳定性较差，多适用于中低端机床，中高端数控多为项目制交付，然而其交付效果难达预期；国产机床已初步解决中高档机床的设计生产制造问题，但无法摆脱对进口数控的依赖；进入日系德系高端数控核心研发的华人全球凤毛麟角，掌握高端数控正向研发经验和认知的人才极度稀缺。
「伯太自动化」负责人坦言，我们的目标是做出真正的中高端数控系统产品，而不是项目制交付。
“国内很多企业都在研发数控系统，但实际上我们要达到‘稳定好用’还有很大距离。国内很多产品看说明书好像跟国外是一样的，但用起来可能就不是那么一回事了。因此，在解题思路上突破，或许是最好的。” 「伯太自动化」负责人告诉36氪，正因如此，「伯太自动化」选择了一条相对难的道路，从底层算法到功能模块，从软件到硬件都是做自研。
“说是自研，但也不可能自己去做芯片。”「伯太自动化」负责人说，“「伯太自动化」按照自研的高端数控系统产品整体框架，去选择自主可控的国产芯片、国产实时操作系统。目前「伯太自动化」自研的数控系统样机，硬件元器件国产化率达到了85%。”
对数控系统来说，硬件是基础，软件才是产品的技术重心所在。「伯太自动化」的研发团队中，软件开发相关的人员占比超过80%。经过一年的打磨，这支软硬件工程师配合默契的研发团队已经可以稳步产出各类数控功能。
「伯太自动化」的主要产品是金属切削数控系统，在数控系统中难度和要求都是相对最高的，主要面向航空航天、发动机，军工领域的客户，这类客户对精度的要求偏高，有的要求达纳米级，且对运行一段时间后能否保持精度也有高要求。
当前，对标国外成熟产品体系，「伯太自动化」研发的数控系统其通用性设计已可适配国外各类型机床，平均无故障运行时间MTBF目标25,000小时，且「伯太自动化」自研的运动控制算法已经可以对标发那科、三菱等国际高端数控系统，可达到高精度纳米插补。
今年年底，「伯太自动化」会正式推出第一代产品工程样机。据介绍，其初代产品选择切入车铣复合机床，后者在加工效率、加工精度、加工复杂度等维度都属于最高端、最复杂的机床类型，对数控系统的要求也是最高的。近年来，车铣复合加工方式也愈有将对传统机床应用进行整合替代的趋势。
相较于传统的车削、铣削分序加工，车铣复合机床可以对工件仅进行一次装夹并整合多道机加工工序，由此避免由于定位基准转化而带来的误差积累，也能降低上下料和机床维修过程中的人工和时间成本。
除此之外，高端车铣复合机床大都配置较为先进的实时检测功能，实现制造过程关键数据的在位检测和精度控制，进一步提高机加工精度，可通过更为复杂的协同性车削与铣削工艺，在短时间内以较低的成本完成对高精度和复杂形状的加工要求。
机床作为通用机械设备，服役年限一般为10年，超过10年的机床稳定性和精度会大幅下降。当前，机床更新换代正迎来新的十年，会有更多厂商入局。未来，「伯太自动化」这条“新鲶鱼”能否搅动风云也仍待市场检验。
