在剛剛結(jié)束的第十五屆中國(guó)國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)(CIMT2017)上，西門子展示了數(shù)字化、自動(dòng)化和機(jī)床加工體驗(yàn)。其中重點(diǎn)展示了機(jī)床加工與制造過程中如何借助“數(shù)字化雙胞胎”實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到服務(wù)的全過程，進(jìn)而提高生產(chǎn)力、增加可用性和過程可靠性，優(yōu)化設(shè)計(jì)、加工精度、加工過程以及維護(hù)和服務(wù)。西門子(中國(guó))有限公司數(shù)字化工廠集團(tuán)運(yùn)動(dòng)控制部機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)總經(jīng)理許政順介紹說，“這是自去年6月西門子向中國(guó)介紹關(guān)于‘機(jī)床制造數(shù)字化’概念以來，第一次展出實(shí)物樣機(jī)。充分詮釋了西門子如何理解‘機(jī)床制造數(shù)字化’的概念。”
“數(shù)字化雙胞胎”：機(jī)床加工制造數(shù)字化秘鑰
“數(shù)字化雙胞胎”是西門子展臺(tái)的亮點(diǎn)之一。隨著小批量、多批次、定制化生產(chǎn)趨勢(shì)的涌來，企業(yè)對(duì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)(CAM)以及數(shù)控機(jī)床(CNC)的全過程提出更高要求，其中最重要的是將CAD/CAM信息無差錯(cuò)轉(zhuǎn)換為數(shù)控程序。西門子全方位展示了一體化工程中借助“數(shù)字化雙胞胎”進(jìn)行工件設(shè)計(jì)和編程，集成、關(guān)聯(lián)的CAD/CAM-CNC工序鏈，集成VNCK虛擬機(jī)床仿真工件加工過程。虛擬調(diào)試，即在機(jī)床物理裝配之前進(jìn)行機(jī)床調(diào)試和測(cè)試，可縮短機(jī)床調(diào)試時(shí)間，降低調(diào)試過程中機(jī)床碰撞或損壞的風(fēng)險(xiǎn)，提高機(jī)床在用戶端的生產(chǎn)力。
針對(duì)目前市場(chǎng)上對(duì)“數(shù)字化”概念的誤區(qū)：認(rèn)為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化上下料和生產(chǎn)信息管理就是“數(shù)字化”。許政順指出，“‘機(jī)床制造數(shù)字化’具有兩個(gè)原素：機(jī)床本身制造和工件加工兩個(gè)維度下的‘數(shù)字雙胞胎’。西門子‘數(shù)字化’是基于自動(dòng)化、工業(yè)軟件、通訊與信息安全、網(wǎng)絡(luò)云平臺(tái)四大要素構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)開發(fā)數(shù)字化技術(shù)，西門子幫助客戶從一開始就沿著正確方向走向‘數(shù)字化’。‘數(shù)字化雙胞胎’是要對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程中全過程、全工藝、全信息化進(jìn)行優(yōu)化和提高效益，需要大量工業(yè)軟件。”
西門子一直致力于數(shù)控制造領(lǐng)域的仿真、虛擬機(jī)床以及數(shù)控系統(tǒng)與工廠IT系統(tǒng)的集成。西門子有獨(dú)立工業(yè)軟件系統(tǒng)，采用西門子虛擬的機(jī)床控制系統(tǒng)與西門子Sinu鄄merik數(shù)控系統(tǒng)使用相同的語言代碼，借助虛擬NC內(nèi)核，生成仿真和試運(yùn)轉(zhuǎn)的“數(shù)字化雙胞胎”，即完全對(duì)應(yīng)的虛擬鏡像，提前對(duì)程序和復(fù)雜運(yùn)動(dòng)序列虛擬測(cè)試。機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)在執(zhí)行數(shù)控程序時(shí)，能夠識(shí)別序列和程序錯(cuò)誤、機(jī)床與刀具的碰撞、評(píng)估運(yùn)動(dòng)行為、確定程序運(yùn)行時(shí)間。提高后續(xù)實(shí)體機(jī)床加工的精確度和可靠性，最大限度縮短調(diào)整時(shí)間。許政順總經(jīng)理介紹“這是一個(gè)離線過程，在制造前對(duì)效果、策略等進(jìn)行全方位數(shù)學(xué)描繪，理論上可以說加工時(shí)間、加工效果等可達(dá)到真實(shí)制造的100%。目前西門子這一技術(shù)在世界上是獨(dú)一無二。”另外，在工件設(shè)計(jì)完成，機(jī)床加工制造過程中，借助數(shù)控系統(tǒng)與IT技術(shù)的集成，可采集零件與加工信息并將其反饋制造執(zhí)行系統(tǒng)中，從而形成一個(gè)信息的閉環(huán)。這樣，產(chǎn)品出現(xiàn)任何問題或調(diào)整，都可進(jìn)行設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的同步更新。這種數(shù)控系統(tǒng)與控制層、生產(chǎn)層、管理層端到端聯(lián)網(wǎng)，使智能、優(yōu)化、自主的生產(chǎn)流程成為可能。借助SinumerikIntegrate解決方案，西門子數(shù)控系統(tǒng)可幫助機(jī)床廠商快速、方便、高效地將其機(jī)床集成到客戶的整體生產(chǎn)和通訊流程中。已經(jīng)使用工程數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(PLM系統(tǒng))或制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)的客戶也可通過西門子解決方案，將機(jī)床制造過程連接到企業(yè)高層管理系統(tǒng)中，企業(yè)管理層到具體控制層所使用的數(shù)據(jù)全部保持一致。
全面數(shù)控系統(tǒng)解決方案：“工業(yè)4.0”推手
西門子在展示產(chǎn)品維度時(shí)重點(diǎn)展示應(yīng)用維度。一系列數(shù)控系統(tǒng)軟硬件新產(chǎn)品推出成為又一亮點(diǎn)。具有功能性更新的全系列Sinumerik808D、828D和840Dsl數(shù)控系統(tǒng)，全面覆蓋從普及型機(jī)床和標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床控制方案到模塊化高級(jí)解決方案，直至高端工件生產(chǎn)的智能解決方案。其中，全新升級(jí)的V4.7軟件集成了“TopSurface”臻優(yōu)曲面加工技術(shù)，采用先進(jìn)的預(yù)讀算法和智能程序段壓縮、平滑功能，在線優(yōu)化CAD、CAM的NC數(shù)據(jù)，在模具制造中實(shí)現(xiàn)高速、高精銑削加工與完美的表面質(zhì)量。Sinumerik840DslBASIC是一款緊湊強(qiáng)大的系統(tǒng)，采用新硬件NCU730，新的智能操作面板OP019black彩色多點(diǎn)觸控屏，新的軟件SW4.7，多任務(wù)復(fù)合加工功能和豐富工藝循環(huán)，以及在數(shù)控系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人直接一體化控制，使得自動(dòng)化集成更加安全。西門子同臺(tái)展出的還有與之相配套的Sinamics驅(qū)動(dòng)系列、Simotics電機(jī)系列、電主軸等產(chǎn)品在機(jī)床廠應(yīng)用案例，數(shù)控系統(tǒng)在航空航天、汽車、醫(yī)療、電力、電子零件加工和教育等行業(yè)的成功應(yīng)用，以及PLM產(chǎn)品生命周期管理軟件、融資租賃、電柜集成等增值服務(wù)解決方案。
借助SinumerkIntegrateRunMyRobot，西門子機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)能夠?qū)C(jī)器人無縫集成到生產(chǎn)環(huán)境中，以實(shí)現(xiàn)方便靈活的工件裝卸。Sinumerk數(shù)控系統(tǒng)輕松編程、輕松操作。用戶可以在同一界面對(duì)機(jī)器人和其它機(jī)床單元進(jìn)行操作和編程，瀏覽報(bào)警和診斷信息等，讓數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人的操作達(dá)到一體化。該解決方案還能夠進(jìn)一步擴(kuò)展，從獨(dú)立的自動(dòng)化加工島到整套的網(wǎng)絡(luò)加工系統(tǒng)，使獨(dú)立加工站的零件流實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化乃至全面的生產(chǎn)規(guī)劃和控制，從而優(yōu)化刀具和原料管理及維護(hù)，以達(dá)到極高的生產(chǎn)效率。
“數(shù)字化雙胞胎”：機(jī)床加工制造數(shù)字化秘鑰
“數(shù)字化雙胞胎”是西門子展臺(tái)的亮點(diǎn)之一。隨著小批量、多批次、定制化生產(chǎn)趨勢(shì)的涌來，企業(yè)對(duì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)(CAM)以及數(shù)控機(jī)床(CNC)的全過程提出更高要求，其中最重要的是將CAD/CAM信息無差錯(cuò)轉(zhuǎn)換為數(shù)控程序。西門子全方位展示了一體化工程中借助“數(shù)字化雙胞胎”進(jìn)行工件設(shè)計(jì)和編程，集成、關(guān)聯(lián)的CAD/CAM-CNC工序鏈，集成VNCK虛擬機(jī)床仿真工件加工過程。虛擬調(diào)試，即在機(jī)床物理裝配之前進(jìn)行機(jī)床調(diào)試和測(cè)試，可縮短機(jī)床調(diào)試時(shí)間，降低調(diào)試過程中機(jī)床碰撞或損壞的風(fēng)險(xiǎn)，提高機(jī)床在用戶端的生產(chǎn)力。
針對(duì)目前市場(chǎng)上對(duì)“數(shù)字化”概念的誤區(qū)：認(rèn)為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化上下料和生產(chǎn)信息管理就是“數(shù)字化”。許政順指出，“‘機(jī)床制造數(shù)字化’具有兩個(gè)原素：機(jī)床本身制造和工件加工兩個(gè)維度下的‘數(shù)字雙胞胎’。西門子‘數(shù)字化’是基于自動(dòng)化、工業(yè)軟件、通訊與信息安全、網(wǎng)絡(luò)云平臺(tái)四大要素構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)開發(fā)數(shù)字化技術(shù)，西門子幫助客戶從一開始就沿著正確方向走向‘數(shù)字化’。‘數(shù)字化雙胞胎’是要對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程中全過程、全工藝、全信息化進(jìn)行優(yōu)化和提高效益，需要大量工業(yè)軟件。”
西門子一直致力于數(shù)控制造領(lǐng)域的仿真、虛擬機(jī)床以及數(shù)控系統(tǒng)與工廠IT系統(tǒng)的集成。西門子有獨(dú)立工業(yè)軟件系統(tǒng)，采用西門子虛擬的機(jī)床控制系統(tǒng)與西門子Sinu鄄merik數(shù)控系統(tǒng)使用相同的語言代碼，借助虛擬NC內(nèi)核，生成仿真和試運(yùn)轉(zhuǎn)的“數(shù)字化雙胞胎”，即完全對(duì)應(yīng)的虛擬鏡像，提前對(duì)程序和復(fù)雜運(yùn)動(dòng)序列虛擬測(cè)試。機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)在執(zhí)行數(shù)控程序時(shí)，能夠識(shí)別序列和程序錯(cuò)誤、機(jī)床與刀具的碰撞、評(píng)估運(yùn)動(dòng)行為、確定程序運(yùn)行時(shí)間。提高后續(xù)實(shí)體機(jī)床加工的精確度和可靠性，最大限度縮短調(diào)整時(shí)間。許政順總經(jīng)理介紹“這是一個(gè)離線過程，在制造前對(duì)效果、策略等進(jìn)行全方位數(shù)學(xué)描繪，理論上可以說加工時(shí)間、加工效果等可達(dá)到真實(shí)制造的100%。目前西門子這一技術(shù)在世界上是獨(dú)一無二。”另外，在工件設(shè)計(jì)完成，機(jī)床加工制造過程中，借助數(shù)控系統(tǒng)與IT技術(shù)的集成，可采集零件與加工信息并將其反饋制造執(zhí)行系統(tǒng)中，從而形成一個(gè)信息的閉環(huán)。這樣，產(chǎn)品出現(xiàn)任何問題或調(diào)整，都可進(jìn)行設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的同步更新。這種數(shù)控系統(tǒng)與控制層、生產(chǎn)層、管理層端到端聯(lián)網(wǎng)，使智能、優(yōu)化、自主的生產(chǎn)流程成為可能。借助SinumerikIntegrate解決方案，西門子數(shù)控系統(tǒng)可幫助機(jī)床廠商快速、方便、高效地將其機(jī)床集成到客戶的整體生產(chǎn)和通訊流程中。已經(jīng)使用工程數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(PLM系統(tǒng))或制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)的客戶也可通過西門子解決方案，將機(jī)床制造過程連接到企業(yè)高層管理系統(tǒng)中，企業(yè)管理層到具體控制層所使用的數(shù)據(jù)全部保持一致。
全面數(shù)控系統(tǒng)解決方案：“工業(yè)4.0”推手
西門子在展示產(chǎn)品維度時(shí)重點(diǎn)展示應(yīng)用維度。一系列數(shù)控系統(tǒng)軟硬件新產(chǎn)品推出成為又一亮點(diǎn)。具有功能性更新的全系列Sinumerik808D、828D和840Dsl數(shù)控系統(tǒng)，全面覆蓋從普及型機(jī)床和標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床控制方案到模塊化高級(jí)解決方案，直至高端工件生產(chǎn)的智能解決方案。其中，全新升級(jí)的V4.7軟件集成了“TopSurface”臻優(yōu)曲面加工技術(shù)，采用先進(jìn)的預(yù)讀算法和智能程序段壓縮、平滑功能，在線優(yōu)化CAD、CAM的NC數(shù)據(jù)，在模具制造中實(shí)現(xiàn)高速、高精銑削加工與完美的表面質(zhì)量。Sinumerik840DslBASIC是一款緊湊強(qiáng)大的系統(tǒng)，采用新硬件NCU730，新的智能操作面板OP019black彩色多點(diǎn)觸控屏，新的軟件SW4.7，多任務(wù)復(fù)合加工功能和豐富工藝循環(huán)，以及在數(shù)控系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人直接一體化控制，使得自動(dòng)化集成更加安全。西門子同臺(tái)展出的還有與之相配套的Sinamics驅(qū)動(dòng)系列、Simotics電機(jī)系列、電主軸等產(chǎn)品在機(jī)床廠應(yīng)用案例，數(shù)控系統(tǒng)在航空航天、汽車、醫(yī)療、電力、電子零件加工和教育等行業(yè)的成功應(yīng)用，以及PLM產(chǎn)品生命周期管理軟件、融資租賃、電柜集成等增值服務(wù)解決方案。
借助SinumerkIntegrateRunMyRobot，西門子機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)能夠?qū)C(jī)器人無縫集成到生產(chǎn)環(huán)境中，以實(shí)現(xiàn)方便靈活的工件裝卸。Sinumerk數(shù)控系統(tǒng)輕松編程、輕松操作。用戶可以在同一界面對(duì)機(jī)器人和其它機(jī)床單元進(jìn)行操作和編程，瀏覽報(bào)警和診斷信息等，讓數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人的操作達(dá)到一體化。該解決方案還能夠進(jìn)一步擴(kuò)展，從獨(dú)立的自動(dòng)化加工島到整套的網(wǎng)絡(luò)加工系統(tǒng)，使獨(dú)立加工站的零件流實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化乃至全面的生產(chǎn)規(guī)劃和控制，從而優(yōu)化刀具和原料管理及維護(hù)，以達(dá)到極高的生產(chǎn)效率。