作者：中國機床工具工業協會機器人分會 姜雪崑
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編者按：CIMT2023（第十八屆中國國際機床展覽會）已于4月15日圓滿落幕。展會期間，主辦方中國機床工具工業協會有關分會組織人員針對本專業領域展品進行評述，現編發部分文章，供業界參考。文章觀點僅代表作者本人。
CIMT2023是“疫情后”國內首次舉辦的大型國際機床工具和先進制造技術盛會。展會期間，境內外展商云集，知名企業攜新產品、新技術競相展示，為用戶及專業觀眾呈現了一場囊括機床主機、數控系統、功能部件、量具量儀、機床電器以及刃具、附件等產品的精彩盛宴。
通過參觀本次展會，對各展商推出的智能化技術與裝備進行深入了解和技術交流，發現機床企業在智能制造技術的研究進展和研究方向上雖有所差異，但主要發力點集中在工藝過程數字化技術、產線（設備）管理數字化技術以及車間管理數字化技術上，同時，應用互聯網技術建立起數據管理平臺，實現對產線（設備）數據的采集、分析和存儲。筆者對相關情況概況總結出以下幾點：
1 智能化管理系統大放異彩
在提升機床的精度和性能方面，要取得突破性進步的難度越來越大。隨著加工需求日益復雜化以及智能化技術的發展，智能化管理系統成為豐富和完善數控機床功能、提高企業管理水平和效率，以及提升企業競爭力的關鍵因素。從本屆展會來看，智能化管理系統已經成為機床企業及軟件開發企業研究的重點，其主要體現在對CAD/CAM、控制、仿真、檢測、補償、管理等軟件的互聯互通和集成上。
上海交大智邦科技有限公司展出的智慧工廠及智能產線整體解決方案，通過管理系統與高端數控機床的互聯互通，實現數據采集、設備控制、數字化“雙胞胎”等智能化產線技術，可實現對車間生產過程的全生命周期的管控，包括智能排產、自適應調度、狀態監控、質量預測、加工優化、智能決策等功能。達到提升加工效率、降低加工成本、提高加工質量及提升加工過程管理水平的效果。
HEIDENHAIN（海德漢）公司推出“數字車間”解決方案，幫助用戶實現360°全景監測生產車間。包括采集機床數據的“狀態監控”軟件，實時監測CNC數控機床的生產狀態，可實現不同車間或不同生產基地的機床網絡化，實時分析多個“狀態監控”實例提供的生產數據。其新推出的TNC 7數控系統成功地將數字孿生技術集成到數控系統當中，可用3D圖形顯示整個加工區內的實際情況，機床裝卡期間為操作員直觀顯示機床的整個加工區，包括機床部件、夾具、刀具和工件。機床的仿真數字模型，可在海德漢編程站上使用，并提供與車間實際機床相同的運動特性、參數和功能，可在辦公室內用數字孿生系統進行設計、編程、仿真，節省在機床上設置、仿真和調試的時間，提高過程可靠性和生產效率。
MAZAK（馬扎克）公司的SPS（Smooth Process Support）智能化工廠管理系統，將信息技術用于產品設計、制造以及管理等全生命周期中，使得工藝、程序、計劃等生產準備提前展開，能夠幫助用戶提升工廠管理水平，實現智能化制造。其中Smooth Scheduler模塊可以提取Smooth編程軟件中程序的加工工時，然后根據每臺設備的產能及訂單緊急程度進行自動排產，準確計算訂單完成時間，將準確的生產計劃、加工程序及工藝、作業指示等信息下發給機床，作業人員只需按照機床提供的信息即可輕松完成生產工作，達到提高制造效率和質量、降低制造成本、實現快速響應市場的目的。
西門子公司的數字孿生整體解決方案Sinumerick ONE，借助NX軟件實現數字孿生，可在設計過程、加工過程等對機床進行環境虛擬并進行仿真和優化。機床用戶可以利用數字雙胞胎模擬加工程序編程，對機床進行設置和操作，優化加工工藝，提高生產效率。也可以應用數字孿生技術，實現產品開發規劃、機床調試，優化產品的結構和功能，縮短產品的研發周期。
北京發那科（FANUC）推出了IoT數字化車間和MT-LINKⅰ運營管理系統，包含設備可視、程序管理、系統集成、數據采集等功能，能夠實現設備運行狀態及數據可視化，機床加工程序管控，并打通了生產信息通道，使設備信息在各系統中實現共享。滿足了智能化解決方案，數字化工廠規劃，產線規劃與實施，設備物聯、智能決策等需求與應用。
廣州數控和華中數控也推出了自己的設備管理系統，能夠實時監控設備的生產狀態，提供開機時間、無故障運行時間、開機率、加工件數等設備生產數據統計功能，故障信息發送功能，實現產線管理的數字化。
從本屆展會可以看出，各企業的智能化管理系統集成了工業管理、生產等?識，建立了數據流動規則體系，打造了制造鏈的大腦和神經。智能制造使生產變得更加靈活，功能可以及時調整，模擬、加速、優化和創新了傳統制造過程。智能化技術改善了制造業的業務流程基?框架，是市場競爭以及改進業務的必要條件。
2 智能一體化解決方案爭芳奪艷
越來越多的企業都在關注靈活的自動化生產流程，只有追求高生產力和高效率，才能在市場上保持強大的競爭力。生產設備利用率越高、柔性化加工程度越高，其經濟性和環境友好性也越高。本屆CIMT展出的自動化解決方案在智能化技術與創新解決方案的整合上有了極大提高，為傳統生產的智能化轉型提供了便利。
通用技術集團展出的新能源汽車解決方案，對新能源汽車典型零件的加工難點和痛點進行了分析和解讀，并通過“成形+切削+自動化”的集成產品，為客戶提供了效率與效益兼具的行業全鏈條解決方案，充分展現了在車身結構、底盤系統、電池及驅動系統等核心零件加工領域的技術成果和深厚底蘊，為新能源汽車在制造技術和工藝，如電池電驅系統、車身輕量化等方面的重大變革，提供了新的制造技術，有效支撐和助力了新能源汽車行業在“雙碳”目標下的轉型升級，并有效助推了機床產品的轉型升級。
DMG MORI（德馬吉森精機）公司基于CELOS平臺開發了集成數字化制造解決方案，包含生產計劃、生產準備、加工生產、過程監控、產品服務等五個階段。通過在CELOS平臺中集成CAD/CAM軟件、仿真程序、數字化工具軟件以及加工、監控、通訊等應用程序，實現了產品從計劃、編程、加工到售后服務的工藝過程和設備管理的數字化。其展出的MATRIS light機器人自動化系統搭配NLX 2500車削中心和RPS托盤交換系統，又搭配NHC 5000臥式加工中心。目前可提供來自13條產品線的57款工件或托盤運送的自動化解決方案，包括全面的硬件和軟件解決方案。此外，也可提供AGV和AMR無人駕駛運輸系統。
寧波海天智聯科技有限公司推出的專注于金屬加工行業的智能制造一站式解決方案，把關節機器人集成應用、桁架機械手上下料系統、智能倉儲、智能檢測系統和柔性換產等，通過工業互聯網平臺與智慧工廠管理系統、供應協同、信息化單元等產業配套連接，實現融合。
宇環數控機床股份有限公司展出的精密零件雙端面加工智能化生產線，由YHDM580H磨床、YHMM300A磨床、YH2M8470高速研磨機及上下料輸送線、多關節機器人及控制系統等組成，經過粗磨、精磨、研磨實現產品從來料到成品的全自動智能化磨削研磨加工。該生產線預留有MES接口，可由MES下生產訂單，還可接入INC-Cloud企業私有云服務器，提供實時生產數據，具備設備監控、生產統計、故障報修及維護等功能，同時可以為使用外網特有功能提供數據支撐。
此外，還有上海錸鈉克數控科技有限公司推出的精密五軸激光切割解決方案，浙江日發精密機械股份有限公司推出的臥式加工中心柔性生產線，以及合肥合鍛智能制造股份有限公司展出的復合材料成形液壓機及生產線等。
通過CIMT2023展會可以看出，各企業以專有的技術特長為用戶開發個性化的生產解決方案，并以豐富的創新產品為用戶提供連續的工藝鏈條。智能化解決方案可以向上兼容ERP（企業資源計劃）、APS（高級排產）、PDM（產品數據管理）、MES（制造執行系統）和CAD/CAM軟件，為用戶實現全面智能制造提供良好支撐和基礎。
3 高端機床在智能制造技術發展上面臨的問題
各企業在進行數字化解決方案集成創新時，都是基于企業自身的機床產品，網絡連接和通訊相對容易。但是對于用戶來說，各種設備來自不同的企業，聯網接口和通訊協議多種多樣，實現各種設備之間以及設備和管理系統之間的聯網通信會非常耗時耗力。因此，降低用戶實現互聯互通的時間成本和經濟成本，制定標準化的數控設備互聯互通協議迫在眉睫。
由中國機床工具工業協會牽頭，聯合高校、研究院所和企業研制的“數控設備互聯通訊協議標準（NC-Link）”，采用先進的通訊技術，確保來自不同控制系統的機床數據，通過開放的、標準化的連接進行快捷網絡傳輸。攜匯智聯公司已經針對NC-Link標準形成成套技術和產品，讓機床裝備兼容使用標準變得簡單。同時，正在探索建立商業模式，為使用NC-Link協議的機床企業、用戶企業創造價值，并在市場上形成了一定影響力。目前，很多機床企業和相關標準組織，正在洽談加入NC-Link生態和應用推廣，如華中數控、i5、廣州數控、科德數控、西門子數控、發那科數控和倍福數控系統等。
NC-Link的實施，在機床裝備層面，能幫助機床實現從物理空間到數字空間的映射；在產業層面，能為數據應用的規則化、資產化、價值化提供通用數據基礎，實現裝備之間、裝備與控制系統之間，以及企業之間的相互連接和信息交換，推動數字經濟在機床產業以及相關制造領域的實施，從而進一步推動和促進大數據、人工智能等新興技術與裝備技術的融合。
4 總結
2023年2月27日，中共中央、國務院印發了《數字中國建設整體布局規劃》，指出建設數字中國是數字時代推進中國式現代化的重要引擎，是構筑國家競爭新?勢的有力支撐。在產業數字化飛速發展的當下，互聯網、大數據、區塊鏈、人工智能等新一代信息技術加速突破，與制造業深度融合創新，推動制造業生產方式、發展模式和企業形態發生根本性變革。
本屆展會的主題為“融合創新數智未來”，這一主題準確反映了市場需求的發展趨勢，共同邁向智能制造。CIMT的展品涵蓋了產品設計、產品制造、生產管理等各個層面，貫穿了從產品規劃、設計、制造、銷售到售后服務等全生命周期的各個環節。從智能制造技術在高端機床上的應用情況來看，把傳統產業與新一代信息化技術深度融合，需要產業鏈上下游企業的廣泛聯盟，進行跨領域、跨行業的協作，限度實現資源共享、資源互配、資源互補。機床產品是加工技術和工藝的載體，數字化的屬性越來越清晰，機床數字化是邁向智能化實現智能制造的必要條件。打造數智機床，構建機床產業數智化新生態，以數智機床推動智能制造領域的技術突破，賦能中國制造業高質量發展是我們共同努力的方向。
