在自動化設備工業4.0及“互聯網+”的背景下,數控系統的未來發展與競爭出現了全新的改革,在中國更多的競爭將會聚焦在如何利用互聯網的優勢,讓數控系統的計算能力獲得無限擴展,并且通過對分享經濟等新興商業模式的理解,合理打造與之相適應的功能成為未來的重要趨勢。
1.數控系統智能化要求
數控機床智能化的需求
從制造技術本身來看,數控系統的智能化在如圖4的四個方面進行:操作智能化、加工非標自動化、維護智能化和管理智能化。
機床在加工過程中通過采用各種傳感器,借助實時監控和補償技術,進一步提高機床的性能。日本馬扎克、大隈等公司在智能化方面提供了許多先進的技術,如主軸抑振、智能防碰撞等功能。沈陽機床i5數控提供了基于特征的編程和圖形化診斷等功能。
2.基于云平臺的數控系統
在云計算的基礎上德國斯圖加特大學提出“全球本地化(glocalized)”云端數控系統,其概念如圖5所示,從圖中可見,傳統數控系統的人機界面、數控核心和PLC都移至云端,本地僅保留機床的伺服驅動和安全控制,在云端增加通信模塊、中間件和以太網接口,通過路由器與本地數控系統通信。這樣一來,在云端有每一臺機床的“數字孿生(Digital Twin)”,在云端就可進行機床的配置、優化和維護,極大方便了機床的使用。實現所謂的控制器即服務CaaS(Control as a Service)。
云端數控系統的概念
數字孿生是指特定物理對象的數字鏡像,包括描述其幾何、材料、組件和行為的設計規范和工程模型以及其所代表實體特有的生產和運營數據,成為形影不離的“伴侶”,是物理對象屬性及狀態的最新和準確的實時鏡像,包括形狀、位置、狀態和運動。機床的數字孿生可在多個信息域同時存在,有多個“化身”,在產品設計階段承擔方案論證、結構和功能驗證以及性能參數優化的作用;在構建工廠的規劃階段參與完成布局規劃、系統優化模擬仿真等工作;在運行階段進行加工狀態判斷和預測,實現機床的智能控制和預防性維護,直到產品報廢終結,甚至在其后還存在。
3.互聯網數控系統及其生態系統
在互聯網條件下,數控系統必須要成為一個能夠產生數據的透明的智能終端,讓制造過程及其全生命周期“數據透明”。通過智能終端的“透明”,實現制造過程的透明,不僅僅方便加工零件,同時產生服務于管理、財務、生產、銷售的實時數據,實現設備、生產計劃、設計、制造、供應鏈、人力、財務、銷售、庫存等一系列生產和管理環節的資源整合與信息互聯。
上海九段精密機電科技有限公司成立于2013年,是國家高新技術企業。15年來長期為美國、德國、日本等國家的合資汽車企業客戶提供工廠自動化專用設備,汽車零配件自動化裝配設備和檢測設備。產品設計涵蓋汽車發動機、減速器、液力變矩器、缸內制動器、壓縮機、燃油泵、電噴油泵、濾清器、曲軸、鎖芯、鑰匙、門鎖基座、電子門把手、油箱蓋、限位臂、座椅、汽車空調、散熱器、中冷器、冷凝器、蒸發器、暖風器等領域多種裝配、檢測設備。已成功成為眾多知名汽車零部件生產企業的合作伙伴,如:馬勒、貝洱、德爾福、法雷奧、恩坦華、李爾、延峰江森、電裝、三電貝洱、愛德夏、勃樂氏、卡特彼勒、弗列加、聯合電子、東風本田、聯合電子、霍富、銀輪集團等(無先后)。上海九段公司設計研發的設備正大批替代進口的設備并很好適應中國的實際情況,受到了汽車行業客戶極大歡迎。