4月26日，为期6天的第十九届中国国际机床展览会（CIMT2025）在首都国际会展中心落下帷幕。本届展会展品琳琅满目，与上届展会相比呈现出浓郁的“进化”态势。如果把机床看成一个物种，从本届展会的展品明显能够看出各家都在努力适应环境的变化，整体都在向中高端进化，与上届展会相比主要在功能、性能、可靠性、绿色等方面发生较大进步。
首先是功能的进化，由简单到复杂，表现在联动轴数、复合种数、工位个数上。一是联动轴数，各家不约而同向五轴集体进军，五轴联动机床从上届的40多台暴增到本届的400多台，可谓遍地开花；二是复合种数，从过去的车铣复合为主，拓展到车、铣、磨、热处理、激光的超级大复合，以及机器人参与的抓取、混联、钻铣复合，乃至增减材一体化的跨界复合，以至于多工序复合已成为诸多参展商的杀手锏；三是工位个数，持续向多工位方向转变，到处可见双刀架双主轴卧车和立车、中间驱动的双头车、双转台双主轴的立加、四工位的立加，乃至双五轴头的大龙门也纷纷登场，八工位的转台式车铣加工中心、12工位的水车式车铣加工中心更是频频出现，充分体现了一机多工位的优势，以几乎相同的占地面积、两倍甚至多倍的加工效率获得广大用户的青睐。
其次是性能的进化，由中低级到中高级，表现在快移速度、定位精度、生产效率上。一是快移速度提高后可进一步压缩非加工工序时间，展品大多是48m/min、60m/min打底，在直驱技术的加持下可迅速跃升到120m/min，连大型龙门加工中心都可以通过碳纤维移动部件的轻量化实现高速运转，动作眼花缭乱，目不暇接；二是定位精度，μ级产品比比皆是，小型机床配置矿物质床身、静压轴承，有些定位精度已经达到1个μ，重大型机床中有些标称精度已经达到3个μ，机床制造已经进入μ时代；三是生产效率，在保证质量的前提下压缩加工时间，一是通过大进给的单边进刀量，二是磨序替代，比如高刚车的以车代磨、高精立加的以铣代磨，这两种方式在保证表面质量的前提下，机床的生产效率大幅提升。
第三是可靠性的进化，由机床本体到制造系统，表现在基于数采应用的加工监控、视觉检测、主动维护上。一是加工监控，通过对负载电流波动或主轴回转振动的实时采集，基于AI算法推测刀具是否崩齿或过度磨损，避免发生批量废件；二是视觉检测，通过对加工后的零件成品以高清拍照智能识别的方式进行快速检测，发现问题后及时报警，确保加工过程高度稳定，零件合格率达到100%；三是主动维护，通过大量的数据采集对机床健康状态进行实时监控，针对可能发生的故障提前予以处置，实施主动型的预测性维护，确保设备零故障。
第四是绿色的进化，由制造环节到全生命周期，表现在材料节省、耗能节约、工艺升级上。一是材料节省，在确保刚性及合理振动频率的前提下优化机床结构，降低铸件重量，压缩占地面积，在设备制造环节可有效减少碳排放；二是耗能节约，通过在机床上安装大量温度传感器，加上独有算法化解温升变形带来的影响，有效缩短热机时间，扩大温度适应范围，在设备使用过程可长期减少碳排放；三是工艺升级，从传统的刀具切削向超声波加工进化，具有低热效应、无污染加工特点，在零件加工过程可大幅减少碳排放。
在制造业中，是用户选择决定着机床进化的方向。用户选择的从来都是既要又要还要也要更要——既要体积小、范围大，又要速度快、精度高，还要扭矩大、刚性强，也要工序集成、运行可靠，更要价格低廉、绿色环保……这些选择想要一股脑全部满足几乎是不可能的，每个机床制造商都在基于自身的基础和特定用户的选择摸索着自己的进化方向，在进化的过程中不可避免受到如下环境因素的影响。
一是受到特定需求的影响，典型如五轴机床。本届展会五轴机床为什么会爆棚？一方面是由于复杂曲面加工市场需求的拉动、五轴功能部件日臻成熟的推动，另一方面则是地方政府扶持政策所致。自从工业母机的地位仅次于集成电路后，各地政府均大力推进工业母机产业发展，给予辖区机床企业高端转型扶持，而最易衡量、最可视化的方式莫过于生产五轴机床，“非五轴不高端”，一定程度导致了很多机床企业无论是否具备基础都“百花齐放”，当产量远大于市场对五轴的需求，就造成了社会成本的浪费。
二是受到高端需求的影响，典型如高精机床。本届展会的高精机床越来越多，都是μ级精度，主要面向半导体、人形机器人、医疗机械、人体植入物等领域需求，在机床结构上普遍是矿物质床身、静压轴承、静压导轨甚至气浮主轴，就是主打金字塔塔尖上的需求，目前正处于市场竞争供不应求的新蓝海。
三是受到结构需求的影响，典型如高效机床。过去传统燃油汽车的核心零部件如缸体缸盖及一些精密传动件等需求的是高精高效，相比之下，新能源汽车的电驱、电池、电控相关零部件对精度要求则没有发动机零件那么高，特别是一体化铝合金压铸件，对高效的需求要高于高精，大龙门双五轴头架构成为首选；在增量设备投资中，传统燃油汽车远低于新能源汽车，直接迫使过去擅长传统汽车零部件加工的机床企业转型，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响，典型如高成熟度机床。对用户来说，所购买的机床产品档次可以不高端，但产品质量上不能有任何含糊。无论是主机，还是单机自动化，或是成线成套化，整个系统必须非常成熟，主机、刀具、工装等一个都不能出问题，引领着机床向着制造系统可靠的方向持续进化。
五是受到长远需求的影响，典型如绿色机床。过去我们制造机床并不在乎碳排放指标，感觉离我们似乎很远，然而近年来欧洲对进口的机械产品都开始要求碳足迹数据了，这已经逐渐成为出口的门槛。我们能够看到外资机床企业在几年前就已经开始着手碳足迹布局，比我们领先一步，我们也欣喜地看到国内企业已经认识到重要性，着眼长远紧紧追赶。从全球化的角度看，碳足迹是我们必须提早谋划的重要课题。
综上所述，用户的各种不同需求显著影响着机床的进化方向，从本届展会展品也能够看出，机床的进化具有功能快于性能、性能快于可靠性、可靠性快于绿色的特征，这表明越复杂、越长远的进化速度越慢，越简单、越眼前的进化速度越快。
同时机床的进化也具有很强的自相似“分形”特征，先是硬件的同质化，新技术面世后会迅速溢出、扩散、平权，从材料的同质化，到功能部件的同质化，到单机的同质化，再到产线的同质化，很快大家就会处于一个层级内；后是软件的同质化，从程序算法到工业软件到数采分析到智能排产，大家有共性；然而鉴于软件的黑箱问题，在软件原理上的同质化已经比较难了，而经验数据上的同质化则难上加难，一方面是所形成的先发后发差距难以在短时间内赶上，另一方面所设计的科技树路径可能形成新的分叉，随着技术发展会导致相互间的距离越来越大，未来的不确定性会越来越高——硬件同质化后靠软件定义，软件同质化后靠数据定义。未来竞争的焦点，可能就在软件和大数据上。
本届展会各家争相展出新产品，充分展示了机床进化的策略、方向和路径，呈现出了勃勃生机，充满了春天的气息。这场以机床进化为主题的产业春潮，正催动制造业持续向高端跃迁，为高质量发展写下最鲜活的时代注脚。
【后记与思考】
进化是一个从简单到复杂的过程，机床也是如此，从最初的单一功能的车钻镗铣磨，发展到五轴复合，再发展到成套成线，涉及环节越来越多（机电液气杂糅其中），功能越来越复杂，给机床的可靠性带来了更多的挑战。复杂性与可靠性之间往往存在矛盾。一般来说，系统越复杂，出现故障的可能性就越大。这是因为随着系统复杂性的增加，其组成部分之间的相互作用也变得越来越复杂，容错能力下降，从而导致系统整体的可靠性降低。
机床进化的过程可以看作是一个不断在复杂性与可靠性之间寻求平衡的过程。这里面就涉及到了两个字——均衡，可以复杂但不能过头，保证不了可靠性的复杂就是一堆进化失败的产物。机床的复杂性已经来到了一个关口，就是增减材一体化这种跨界复合产品。当完全不同的两种工艺复合在一起之后，可靠性遭受的干扰因素指数增长，增材产生的高温、烟尘等对减材加工的精度产生致命的影响，增材不够致密的材质也难以支撑减材加工后的效果，因此直至今日，已经诞生20多年的增减材一体机仍然未能“飞入寻常百姓家”，还有很长的路要走。
从青铜器到蒸汽机，机械的进化花了6000年；从第一台真正意义上的机床（镗床）诞生至今，机床的进化花了250年，也正是在这个阶段，人类文明进入了指数增长时代。时至今日，机床的进化似乎走到了一个天花板，30年前的并联机床、20年前的增减材一体机、10年前的智能机床，似乎都没有对机床的进化产生颠覆式的影响。机床下一个进化的突变点究竟会是什么呢？让我们拭目以待。
来源：中国机床工具工业协会
