文/西門子（中國）有限公司數字化工業集團運動控製事業部機床數控係統總經理 楊大漢
經曆了2001年到2017年nian的de快kuai速su發fa展zhan，過guo去qu幾ji年nian，中zhong國guo數shu控kong機ji床chuang行xing業ye進jin入ru了le一yi個ge需xu求qiu量liang下xia滑hua，行xing業ye競jing爭zheng激ji烈lie的de艱jian難nan周zhou期qi。我wo從cong市shi場chang上shang的de一yi些xie公gong開kai數shu據ju看kan到dao，中zhong國guo每mei年nian有you大da概gai600-700家數控機床廠在市場上消失，而每年又有500-600家機床企業湧入這個市場，且無論企業性質，企業規模如何，亦或擁有多麼輝煌的曆史，無一不在這個動態市場中大浪淘沙。
但如果對看似下行的“基本盤“進行分析，不難看出需求下降的主要是簡易、低成本、低精度、功能簡單的數控機床，而中高端機床的需求其實在逆勢增長。
這也能很好得解釋了中國機床市場出現的兩種變化：一方麵，越來越多中國本土機床製造商在尋求產業升級，轉型，並逐步向著由進口機床製造商主導的中高端領域邁進；lingyifangmian，zhongguojichuangchukoudezhuyaoshichangyijingyoufazhanzhongguojiakaishixiangouzhoushichangzhuanyi，bingchengweiqichedenglingyuyixiedingjizhizaoqiyedegongyingshang。zheshuoming，zhiyounaxiekuaisuchuangxin，jijishengjizhuanxingdeqiyecaikenengyingdeshichang，yijingchengweidajiadegongshi。
虛擬調試為機床創新破題
在zai機ji床chuang行xing業ye裏li麵mian進jin行xing創chuang新xin具ju有you很hen高gao的de風feng險xian成cheng本ben。很hen多duo情qing況kuang下xia，機ji床chuang企qi業ye開kai發fa一yi個ge新xin的de機ji型xing，通tong過guo工gong藝yi性xing驗yan證zheng進jin行xing完wan善shan，最zui終zhong推tui向xiang市shi場chang並bing形xing成cheng規gui模mo化hua應ying用yong的de比bi例li不bu足zu一yi半ban。缺que乏fa實shi驗yan驗yan證zheng能neng力li和he條tiao件jian是shi國guo內nei傳chuan統tong機ji床chuang企qi業ye的de普pu遍bian難nan題ti。
其實借助計算機進行機床3D模(mo)型(xing)設(she)計(ji)已(yi)經(jing)是(shi)一(yi)項(xiang)很(hen)成(cheng)熟(shu)的(de)技(ji)術(shu)，但(dan)是(shi)，目(mu)前(qian)機(ji)床(chuang)特(te)別(bie)是(shi)五(wu)軸(zhou)機(ji)床(chuang)在(zai)真(zhen)實(shi)切(qie)削(xue)環(huan)境(jing)中(zhong)的(de)行(xing)為(wei)難(nan)以(yi)用(yong)計(ji)算(suan)機(ji)模(mo)擬(ni)。而(er)虛(xu)擬(ni)調(tiao)試(shi)可(ke)以(yi)解(jie)決(jue)工(gong)藝(yi)性(xing)驗(yan)證(zheng)這(zhe)一(yi)問(wen)題(ti)。
借jie助zhu西xi門men子zi數shu控kong係xi統tong的de數shu字zi化hua雙shuang胞bao胎tai技ji術shu為wei機ji床chuang創chuang建jian一yi個ge數shu字zi化hua映ying射she，用yong戶hu可ke以yi在zai計ji算suan機ji對dui機ji床chuang進jin行xing很hen多duo結jie構gou上shang的de調tiao整zheng，機ji床chuang完wan成cheng設she計ji後hou也ye可ke以yi作zuo為wei一yi個ge虛xu擬ni機ji床chuang對dui零ling件jian進jin行xing真zhen實shi的de切qie削xue加jia工gong。虛xu擬ni調tiao試shi並bing不bu是shi一yi個ge仿fang真zhen工gong具ju，它ta重zhong新xin定ding義yi了le一yi台tai機ji床chuang的de設she計ji、驗證和評估的全新方法和視角。
我wo相xiang信xin未wei來lai十shi年nian，機ji床chuang設she計ji數shu字zi化hua和he機ji床chuang工gong藝yi驗yan證zheng數shu字zi化hua，最zui終zhong機ji床chuang應ying用yong效xiao能neng數shu字zi化hua這zhe三san個ge重zhong點dian領ling域yu將jiang有you巨ju大da的de發fa展zhan和he變bian化hua，這zhe也ye將jiang是shi中zhong國guo市shi場chang機ji床chuang數shu字zi化hua製zhi造zao的de黃huang金jin十shi年nian。
忽略核心過程的數字化，價值都是有限的
機床工業的數字化通常分為兩個方向，一個方向是通過對生產現場全過程的數據采集，把物流信息、工gong藝yi信xin息xi等deng整zheng合he到dao一yi個ge平ping台tai之zhi上shang，再zai用yong算suan法fa對dui這zhe個ge生sheng產chan過guo程cheng進jin行xing優you化hua。例li如ru機ji床chuang的de開kai機ji信xin息xi，機ji床chuang的de綜zong合he使shi用yong效xiao率lv等deng就jiu屬shu於yu這zhe個ge範fan疇chou。另ling一yi個ge方fang向xiang是shi動dong態tai響xiang應ying，即ji實shi時shi地di對dui切qie削xue過guo程cheng進jin行xing分fen析xi優you化hua，解jie決jue的de是shi刀dao具ju的de轉zhuan速su、扭矩，起刀、轉彎在一個曲麵上，在一段時間內還能不能再提高效率的問題。
如果用汽車類比，這兩個發展方向的意義更容易理解。前者相當於人們從儀表盤看到的水溫、油箱存油量，行駛裏程等，可以通過標準傳感器采集的長周期數據；後者則是油門踩下去的一刹那，發動機上的CPU以1/10毫秒的速度進行反複迭代計算，從而獲得精準扭矩和油量的短周期數據。對於一輛汽車，發動機的優化顯然比儀表盤的改造更為重要。
機(ji)床(chuang)的(de)核(he)心(xin)過(guo)程(cheng)是(shi)切(qie)削(xue)。如(ru)果(guo)不(bu)對(dui)機(ji)床(chuang)核(he)心(xin)過(guo)程(cheng)進(jin)行(xing)數(shu)據(ju)分(fen)析(xi)，那(na)麼(me)可(ke)以(yi)獲(huo)得(de)的(de)數(shu)據(ju)價(jia)值(zhi)顯(xian)然(ran)非(fei)常(chang)有(you)限(xian)。針(zhen)對(dui)切(qie)削(xue)過(guo)程(cheng)的(de)數(shu)據(ju)挖(wa)掘(jue)，是(shi)直(zhi)接(jie)提(ti)升(sheng)效(xiao)益(yi)、提高質量、改善勞動生產率的關鍵。
針(zhen)對(dui)切(qie)削(xue)過(guo)程(cheng)的(de)數(shu)據(ju)，西(xi)門(men)子(zi)開(kai)發(fa)了(le)很(hen)多(duo)基(ji)於(yu)人(ren)工(gong)智(zhi)能(neng)的(de)優(you)化(hua)算(suan)法(fa)，實(shi)現(xian)了(le)刀(dao)庫(ku)中(zhong)刀(dao)具(ju)的(de)最(zui)佳(jia)排(pai)布(bu)，係(xi)統(tong)性(xing)能(neng)大(da)幅(fu)提(ti)升(sheng)，生(sheng)產(chan)時(shi)間(jian)顯(xian)著(zhu)縮(suo)短(duan)。例(li)如(ru)為(wei)某(mou)個(ge)航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)零(ling)部(bu)件(jian)製(zhi)造(zao)廠(chang)商(shang)提(ti)供(gong)的(de)“自適應切削”算法，可以將機床的位移、刀具轉速、工gong具ju切qie削xue過guo程cheng中zhong受shou到dao的de阻zu力li等deng毫hao秒miao級ji數shu據ju在zai一yi個ge數shu據ju庫ku裏li累lei積ji起qi來lai，當dang切qie削xue完wan一yi個ge工gong具ju以yi後hou，利li用yong人ren工gong智zhi能neng算suan法fa對dui這zhe些xie數shu據ju進jin行xing全quan麵mian的de分fen析xi，並bing給gei出chu進jin一yi步bu優you化hua的de建jian議yi，而er每mei一yi次ci加jia工gong過guo程cheng都dou是shi在zai上shang一yi次ci基ji礎chu上shang不bu斷duan尋xun優you。因yin為wei對dui於yu一yi個ge企qi業ye來lai說shuo，沒mei有you任ren何he東dong西xi更geng有you價jia值zhi，相xiang比bi於yu“提高1%的生產效率”來得更直接。
數字化是一個漫長的跨越過程
yaoliyongshuzihuazhegegongjuqishibingbushihaowumenkan，zhengruzhiyouzaiyongyouyibudianhuazhihoucaikeyitaolundadianhuahaishifaweixin，jichuangqiyeyoubijiaowanbeidejixiejiegoude3D圖形是進行數字化的基礎，而當前國內一大批機床廠的圖紙還是紙質或是2D圖，並且沒有一個標準化的流程去實現3D設計，這可能是進行數字化過程中一個較大的問題。
中國機床企業在進行數字化轉型的過程中要麵臨從“產品思維”向以“工程交付”為wei核he心xin的de經jing營ying思si路lu轉zhuan變bian。過guo去qu幾ji十shi年nian，機ji床chuang選xuan型xing靠kao樣yang本ben，機ji床chuang最zui終zhong交jiao付fu給gei用yong戶hu大da多duo是shi以yi標biao準zhun產chan品pin方fang式shi進jin行xing的de，而er當dang下xia越yue來lai越yue多duo的de客ke戶hu購gou買mai一yi台tai機ji床chuang相xiang當dang於yu交jiao付fu一yi個ge工gong程cheng，機ji床chuang製zhi造zao商shang需xu要yao根gen據ju用yong戶hu的de需xu求qiu去qu設she計ji工gong藝yi路lu線xian，選xuan擇ze刀dao具ju，設she計ji物wu流liu等deng，需xu要yao完wan整zheng的de工gong程cheng能neng力li。
這也意味著，今後越來越多的機床企業售出的機床中可能90%是以定製形式交付的，隻有10%是標準產品交付，與當前的很多情況正好相反。此外，“工程服務”在機床企業銷售中的比重不斷提高，現在很多被免費贈送的“售後服務”會帶來更大的經濟效益。實現這種轉變，國內機床企業在經營思路、知識儲備、生產組織等方麵還有很長的路要走。
機會再一次留給有準備的人
中(zhong)國(guo)是(shi)世(shi)界(jie)最(zui)大(da)的(de)數(shu)控(kong)機(ji)床(chuang)應(ying)用(yong)市(shi)場(chang)，僅(jin)大(da)陸(lu)地(di)區(qu)數(shu)控(kong)機(ji)床(chuang)的(de)購(gou)買(mai)需(xu)求(qiu)就(jiu)占(zhan)據(ju)了(le)全(quan)球(qiu)數(shu)控(kong)機(ji)床(chuang)半(ban)數(shu)以(yi)上(shang)，這(zhe)一(yi)比(bi)例(li)還(hai)可(ke)能(neng)進(jin)一(yi)步(bu)增(zeng)加(jia)。我(wo)認(ren)為(wei)機(ji)床(chuang)製(zhi)造(zao)企(qi)業(ye)出(chu)生(sheng)在(zai)這(zhe)裏(li)是(shi)一(yi)種(zhong)幸(xing)運(yun)。
機床工業的根本屬性決定這個行業很難“彎道超車”。由於目前機床的數字化設計、工藝驗證、工程交付、以及最終到用戶手裏的現場管理、績(ji)效(xiao)管(guan)理(li)等(deng)整(zheng)個(ge)行(xing)業(ye)還(hai)處(chu)起(qi)步(bu)階(jie)段(duan)，所(suo)以(yi)在(zai)這(zhe)個(ge)進(jin)入(ru)數(shu)字(zi)化(hua)時(shi)代(dai)的(de)關(guan)鍵(jian)時(shi)期(qi)，中(zhong)國(guo)的(de)機(ji)床(chuang)工(gong)業(ye)和(he)全(quan)球(qiu)領(ling)先(xian)國(guo)家(jia)的(de)機(ji)床(chuang)工(gong)業(ye)麵(mian)臨(lin)著(zhe)均(jun)等(deng)的(de)機(ji)會(hui)，大(da)家(jia)可(ke)以(yi)站(zhan)在(zai)同(tong)一(yi)條(tiao)起(qi)跑(pao)線(xian)上(shang)。
ximenziyetongguoduozhongqudaotuidongguoneijichuangxingyedesiweizhuanbianhenenglijianshe。ximenzihechengdougaoxinquzhengfuhezuochenglileximenzizhinengzhizaochengdouchuangxinzhongxin，zaijididajianleyitaowanzhengdejichuangshejihejichuangyanzhengdegongzuochangjing，yaoqingguoneizhongdianjichuanghezuoqiyejinxingtiyan，ranhouzaijiyukehuzishendeshuzihuaxuqiuzuogengjiashenrudetantao。ximenziyezhengzaichangshiyugengduoxunqiuzhuanxingdeqiyehezuo，gongtongdazaoshuzihuadeshengtaihuanjing。
同時，西門子也在積極地和國內數控領域的專業院校展開合作，推動數控專業升級和新型數控人才培養（數字化方向）的落地。
以“數字化原生”數控係統Sinumerik ONE為代表的產品家族，承載了西門子60多年來在數控機床行業積累的經驗，不僅支持各種機床工藝，而且提供汽車、航空航天、醫療、模具等行業解決方案，為行業的數字化未來提供了無限可能。
多年以來，數字化為各行各業帶來了巨大的機遇和改變，相信它也可以消除機床工業的愁容。正如歌中寫的那樣“一杯敬明天，一杯敬過往 ”，期盼這位伴隨中國經濟發展走過70年的“工業之母”，迎來她的突圍和新生。
如需了解更多信息，請訪問西門子工業官網