在2020年最適合告白的日子，不得不說(shuō)一句，各行各業(yè)并沒(méi)有被2020年溫柔以待。突如其來(lái)的疫情為一些傳統行業(yè)帶來(lái)較大沖擊，同時(shí)也將行業(yè)轉型難題呈現在人們面前：傳統行業(yè)未來(lái)怎么走？

自1960年第一套數控系統問(wèn)世，西門(mén)子已經(jīng)陪伴機床工業(yè)走過(guò)60年。今天，我們希望通過(guò)對這一典型行業(yè)的觀(guān)察、思考與實(shí)踐，給大家帶來(lái)一點(diǎn)切實(shí)的參考。

數字化制造將開(kāi)啟中國機床工業(yè)的黃金十年

堅定的信心和陪伴

是給予制造業(yè)最好的告白。

機床設計數字化、機床工藝驗證數字化、機床效能數字化的巨大變化和發(fā)展，將開(kāi)啟中國機床市場(chǎng)數字化制造的黃金十年。

經(jīng)歷了2001年到2017年的快速發(fā)展，過(guò)去幾年，中國數控機床行業(yè)進(jìn)入了一個(gè)需求量下滑，行業(yè)競爭激烈的艱難周期。我從市場(chǎng)上的一些公開(kāi)數據看到，中國每年有大概600-700家數控機床廠(chǎng)在市場(chǎng)上消失，而每年又有500-600家機床企業(yè)涌入這個(gè)市場(chǎng)，且無(wú)論企業(yè)性質(zhì)，企業(yè)規模如何，亦或擁有多么輝煌的歷史，無(wú)一不在這個(gè)動(dòng)態(tài)市場(chǎng)中大浪淘沙。

但如果對看似下行的“基本盤(pán)“進(jìn)行分析，不難看出需求下降的主要是簡(jiǎn)易、低成本、低精度、功能簡(jiǎn)單的數控機床，而中高端機床的需求其實(shí)在逆勢增長(cháng)。

這也能很好得解釋了中國機床市場(chǎng)出現的兩種變化：一方面，越來(lái)越多中國本土機床制造商在尋求產(chǎn)業(yè)升級，轉型，并逐步向著(zhù)由進(jìn)口機床制造商主導的中高端領(lǐng)域邁進(jìn)；另一方面，中國機床出口的主要市場(chǎng)已經(jīng)由發(fā)展中國家開(kāi)始向歐洲市場(chǎng)轉移，并成為汽車(chē)等領(lǐng)域一些頂級制造企業(yè)的供應商。這說(shuō)明，只有那些快速創(chuàng )新，積極升級轉型的企業(yè)才可能贏(yíng)得市場(chǎng)，已經(jīng)成為大家的共識。

虛擬調試

為機床創(chuàng )新破題

在機床行業(yè)里面進(jìn)行創(chuàng )新具有很高的風(fēng)險成本。很多情況下，機床企業(yè)開(kāi)發(fā)一個(gè)新的機型，通過(guò)工藝性驗證進(jìn)行完善，最終推向市場(chǎng)并形成規?；瘧玫谋壤蛔阋话?。缺乏實(shí)驗驗證能力和條件是國內傳統機床企業(yè)的普遍難題。

其實(shí)借助計算機進(jìn)行機床3D模型設計已經(jīng)是一項很成熟的技術(shù)，但是，目前，機床特別是五軸機床在真實(shí)切削環(huán)境中的行為難以用計算機模擬。而虛擬調試可以解決工藝性驗證這一問(wèn)題。

借助西門(mén)子數控系統的數字化雙胞胎技術(shù)為機床創(chuàng )建一個(gè)數字化映射，用戶(hù)可以在計算機對機床進(jìn)行很多結構上的調整，機床完成設計后也可以作為一個(gè)虛擬機床對零件進(jìn)行真實(shí)的切削加工。虛擬調試并不是一個(gè)仿真工具，它重新定義了一臺機床的設計、驗證和評估的全新方法和視角。

我相信未來(lái)十年，機床設計數字化和機床工藝驗證數字化，最終機床應用效能數字化這三個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域將有巨大的發(fā)展和變化，這也將是中國市場(chǎng)機床數字化制造的黃金十年。

忽略核心過(guò)程的數字化

價(jià)值都是有限的

機床工業(yè)的數字化通常分為兩個(gè)方向，一個(gè)方向是通過(guò)對生產(chǎn)現場(chǎng)全過(guò)程的數據采集，把物流信息、工藝信息等整合到一個(gè)平臺之上，再用算法對這個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，例如機床的開(kāi)機信息，機床的綜合使用效率等就屬于這個(gè)范疇。另一個(gè)方向是動(dòng)態(tài)響應，即實(shí)時(shí)地對切削過(guò)程進(jìn)行分析優(yōu)化，解決的是刀具的轉速、扭矩、起刀、轉彎在一個(gè)曲面上，在一段時(shí)間內還能不能再提高效率的問(wèn)題。

如果用汽車(chē)類(lèi)比，這兩個(gè)發(fā)展方向的意義更容易理解。前者相當于人們從儀表盤(pán)看到的水溫、油箱存油量、行駛里程等，可以通過(guò)標準傳感器采集的長(cháng)周期數據；后者則是油門(mén)踩下去的一剎那，發(fā)動(dòng)機上的CPU以1/10毫秒的速度進(jìn)行反復迭代計算，從而獲得精準扭矩和油量的短周期數據。對于一輛汽車(chē)，發(fā)動(dòng)機的優(yōu)化顯然比儀表盤(pán)的改造更為重要。

機床的核心過(guò)程是切削。如果不對機床核心過(guò)程進(jìn)行數據分析，那么可以獲得的數據價(jià)值顯然是有限的。針對切削過(guò)程的數據挖掘，是直接提升效益、提高質(zhì)量、改善勞動(dòng)生產(chǎn)率的關(guān)鍵。

針對切削過(guò)程的數據，西門(mén)子開(kāi)發(fā)了很多基于人工智能的優(yōu)化算法，實(shí)現了刀庫中刀具的最佳排布，系統性能大幅提升，生產(chǎn)時(shí)間顯著(zhù)縮短。例如為某個(gè)航空航天零部件制造廠(chǎng)商提供的“自適應切削”算法，可以將機床的位移、刀具轉速、工具切削過(guò)程中受到的阻力等毫秒級數據在一個(gè)數據庫里累積起來(lái)，當切削完一個(gè)工具以后，利用人工智能算法對這些數據進(jìn)行全面的分析，并給出進(jìn)一步優(yōu)化的建議，而每一次加工過(guò)程都是在上一次基礎上不斷尋優(yōu)。因為對于一個(gè)企業(yè)來(lái)說(shuō)，沒(méi)有任何東西更有價(jià)值，相比于“提高1%的生產(chǎn)效率”來(lái)得更直接。

數字化

是一個(gè)漫長(cháng)的跨越過(guò)程

要利用數字化這個(gè)工具其實(shí)并不是毫無(wú)門(mén)檻，正如只有在擁有一部電話(huà)之后才可以討論打電話(huà)還是發(fā)微信。機床企業(yè)有比較完備的機械結構3D圖形，是進(jìn)行數字化的基礎。而當前國內一大批機床廠(chǎng)的圖紙還是紙質(zhì)或是2D圖，并且沒(méi)有一個(gè)標準化的流程去實(shí)現3D設計，這可能是進(jìn)行數字化過(guò)程中一個(gè)較大的問(wèn)題。

中國機床企業(yè)在進(jìn)行數字化轉型的過(guò)程中要面臨從“產(chǎn)品思維”向以“工程交付”為核心的經(jīng)營(yíng)思路轉變。過(guò)去幾十年，機床選型靠樣本，機床最終交付給用戶(hù)大多是以標準產(chǎn)品方式進(jìn)行的，而當下越來(lái)越多的客戶(hù)購買(mǎi)一臺機床相當于交付一個(gè)工程，機床制造商需要根據用戶(hù)的需求去設計工藝路線(xiàn)，選擇刀具，設計物流等，需要完整的工程能力。

這也意味著(zhù)，今后越來(lái)越多的機床企業(yè)售出的機床中可能90%是以定制形式交付的，只有10%是標準產(chǎn)品交付，與當前的很多情況正好相反。此外，“工程服務(wù)”在機床企業(yè)銷(xiāo)售中的比重不斷提高，現在很多被免費贈送的“售后服務(wù)”會(huì )帶來(lái)更大的經(jīng)濟效益。實(shí)現這種轉變，國內機床企業(yè)在經(jīng)營(yíng)思路、知識儲備、生產(chǎn)組織等方面還有很長(cháng)的路要走。

機會(huì )再一次留給

有準備的人

中國是世界最大的數控機床應用市場(chǎng)，僅大陸地區數控機床的購買(mǎi)需求就占據了全球數控機床半數以上，這一比例還可能進(jìn)一步增加。我認為機床制造企業(yè)出生在這里是一種幸運。

機床工業(yè)的根本屬性決定這個(gè)行業(yè)很難“彎道超車(chē)”。由于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(hù)手里的現場(chǎng)管理、績(jì)效管理等整個(gè)行業(yè)還處起步階段，所以在這個(gè)進(jìn)入數字化時(shí)代的關(guān)鍵時(shí)期，中國的機床工業(yè)和全球領(lǐng)先國家的機床工業(yè)面臨著(zhù)均等的機會(huì )，大家可以站在同一條起跑線(xiàn)上。

西門(mén)子也通過(guò)多種渠道推動(dòng)國內機床行業(yè)的思維轉變和能力建設。

西門(mén)子和成都高新區政府合作成立了西門(mén)子智能制造成都創(chuàng )新中心，并在基地搭建了一套完整的機床設計和機床驗證的工作場(chǎng)景。邀請國內重點(diǎn)機床合作企業(yè)進(jìn)行體驗，然后再基于客戶(hù)自身的數字化需求做更加深入地探討。西門(mén)子也正在嘗試與更多尋求轉型的企業(yè)合作，共同打造數字化的生態(tài)環(huán)境。

同時(shí)，西門(mén)子也在積極地和國內數控領(lǐng)域專(zhuān)業(yè)院校展開(kāi)合作，推動(dòng)數控專(zhuān)業(yè)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”數控系統SINUMERIK ONE為代表的產(chǎn)品家族，承載了西門(mén)子60多年來(lái)在數控機床行業(yè)積累的經(jīng)驗，不僅支持各種機床工藝，而且提供汽車(chē)、航空航天、醫療、模具等行業(yè)解決方案，為行業(yè)的數字化未來(lái)提供了無(wú)限可能。

多年以來(lái)，數字化為各行各業(yè)帶來(lái)了巨大的機遇和改變，相信它也可以消除機床工業(yè)的愁容。正如歌中寫(xiě)的那樣“一杯敬明天，一杯敬過(guò)往 ”，期盼這位伴隨中國經(jīng)濟發(fā)展走過(guò)70年的“工業(yè)之母”，迎來(lái)她的突圍和新生。

作為西門(mén)子長(cháng)期戰略合作伙伴，天拓四方愿攜手西門(mén)子，將電氣化、自動(dòng)化、數字化的力量融入各行各業(yè)，以前所未見(jiàn)的高度、速度、精度和深度，讓關(guān)鍵所在，逐一實(shí)現。