想象一下，當某機床制造商有一個(gè)新的機床生產(chǎn)計劃。

原來(lái)的做法是先制造一臺樣機，并購置相應的金屬切削件進(jìn)行試切，如果試切過(guò)程中出現加工精度不高、加工工藝不合適等現象，就需要對機床返工，通過(guò)不斷迭代達到要求。這讓機床的交付周期往往以年為單位。

而今天，西門(mén)子提出了一個(gè)大膽的設想，使用數字孿生的手段，以零物料消耗、零試錯成本、零風(fēng)險模擬的方式實(shí)現機床開(kāi)發(fā)。在虛擬驗證的場(chǎng)景中，即使機床發(fā)生“孿生撞擊”，也不會(huì )產(chǎn)生實(shí)際的損耗。而且制造商可以馬上進(jìn)行修正調整，讓制造過(guò)程更快速、更高效。

這得益于西門(mén)子第五代SINUMERIK 828D數控系統。該系統是由西門(mén)子在CIMT 2025上面向中國市場(chǎng)正式發(fā)布，實(shí)現了從設計、采購、生產(chǎn)到交付的全流程本地化，為中端機床市場(chǎng)提供高質(zhì)價(jià)比的智能化解決方案。

從“物理試錯”到“虛擬驗證”

“中國本土機床制造商正以更高效率填補市場(chǎng)需求，而數字化是這場(chǎng)轉型的核心引擎?！蔽鏖T(mén)子（中國）數字化工業(yè)集團運動(dòng)控制事業(yè)部機床數控系統總經(jīng)理段龍指出，SINUMERIK 828D系統搭載了新一代處理器架構，能夠將運算效率提升40%，在復雜的加工場(chǎng)景下實(shí)現更敏捷的響應。其配備的12寸高清觸控屏，則能夠進(jìn)一步優(yōu)化人機交互體驗，助力工程師提升編程與設備監控效率。更重要的是，新品支持數字孿生，通過(guò)覆蓋全生命周期的虛擬調試與仿真，可顯著(zhù)縮短機床開(kāi)發(fā)周期。

·對機床制造商

對機床制造商而言，傳統機床研發(fā)需反復制造物理樣機進(jìn)行試切，耗時(shí)耗能且成本高昂。借助SINUMERIK 828D的數字孿生技術(shù)，制造商可在虛擬環(huán)境中完成機床結構驗證、切削參數優(yōu)化甚至碰撞檢測?！霸谔摂M世界零風(fēng)險模擬調試，再在真實(shí)世界用硬件的物料進(jìn)行生產(chǎn)，確保一次正確。這是作為機床制造商獲益的點(diǎn)?！倍锡堁a充說(shuō)。借助數字化研發(fā)設計虛擬調試解決方案，東風(fēng)設備制造有限公司成功將電驅殼體、一體化壓鑄車(chē)身等新能源汽車(chē)典型零件加工設備的機床研發(fā)制造周期縮短超過(guò)30%，實(shí)現設備快速交付，推動(dòng)企業(yè)轉型升級。

·對終端用戶(hù)

對于終端用戶(hù)，數字孿生構建了“生產(chǎn)即優(yōu)化”的新場(chǎng)景。當機床正在加工當前批次零件時(shí)，操作員可同步在虛擬系統中調試下一訂單的加工程序，實(shí)現“換產(chǎn)零等待”。以更加高效、節能的方式實(shí)現部件加工與生產(chǎn)。

值得一提的是SINUMERIK 828D搭載的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，讓機床不再是信息孤島。通過(guò)實(shí)時(shí)連接產(chǎn)線(xiàn)中的機器人、物流系統和質(zhì)檢設備，系統可自主協(xié)調生產(chǎn)節拍，動(dòng)態(tài)調整能效分配，這就意味著(zhù)機床可以實(shí)現從單機到產(chǎn)線(xiàn)的智能躍升。段龍特別強調：“這是中端機床首次大規模實(shí)現產(chǎn)線(xiàn)級智能協(xié)同，數字化紅利正從高端市場(chǎng)向主流市場(chǎng)滲透?！?/span>

從“耗能大戶(hù)”轉變?yōu)椤肮澞芟蠕h”

傳統機床的能耗猶如“黑箱”，用戶(hù)僅能看到總電量消耗，卻難以定位能耗癥結。西門(mén)子第五代SINUMERIK 828D數控系統通過(guò)“能耗可見(jiàn)”與“主動(dòng)優(yōu)化”雙引擎，為制造業(yè)綠色轉型提供了可復制的技術(shù)范式。

SINUMERIK 828D搭載的Ctrl E能源管理系統，實(shí)現機床能耗的“解剖級”透視。據段龍介紹，該系統主要有四個(gè)特點(diǎn)：首先是主動(dòng)優(yōu)化，把整個(gè)機床的能源使用率透明化，可以清楚地看到機床各個(gè)部件到底是誰(shuí)在用電，哪里是用電大戶(hù)，如何優(yōu)化，從而形成閉環(huán)。其次是能夠清晰地比較同一個(gè)工件，在不同的工藝生產(chǎn)條件下，哪一種工藝更加的節能。再次，西門(mén)子針對主軸的加速度控制，實(shí)現了自動(dòng)的主動(dòng)加減速，在不需要加速特別快的情況下緩慢地加速，以此實(shí)現節能。最后，西門(mén)子還專(zhuān)門(mén)建立機床節能檢查清單，幫助客戶(hù)從設計、研發(fā)、使用到整個(gè)運維階段全面檢查在哪個(gè)環(huán)節上可以減少能耗，以及通過(guò)機床的使用情況來(lái)選擇到底使用哪一種節能方式進(jìn)行整體機房的節能控制。

“根據對Ctrl-E功能的測算，以一臺示例機床為例，使用 Ctrl E功能后一年內總計節省的能源達到 920千瓦時(shí)，這大致相當于機床基礎負載產(chǎn)生能耗的 5%?！倍锡埻嘎墩f(shuō)。

值得一提的是，西門(mén)子還將碳足跡生態(tài)解決方案應用于數控系統碳足跡的追蹤和測算上。SINUMERIK 828D數控系統生產(chǎn)使用從原材料上游到產(chǎn)品出貨，整個(gè)碳足跡清晰可查。段龍指出，“我相信對于機床制造商來(lái)講，全周期可查的碳足跡將來(lái)會(huì )是非常重要和關(guān)鍵的一環(huán)，因為中國的機床也將走向全世界?！?/span>

談及行業(yè)應用，段龍坦言，精度和效率依然是機床行業(yè)關(guān)注的核心價(jià)值點(diǎn)，在人形機器人、低空經(jīng)濟、新能源汽車(chē)等熱點(diǎn)行業(yè)，西門(mén)子有針對性地為機床制造商和機床用戶(hù)研發(fā)、匹配相應的解決方案。“我們借助最新的技術(shù)，例如第五代SINUMERIK 828D數控系統的功能提升，以及數字孿生為代表的數字化技術(shù)，可以幫助他們掃清技術(shù)障礙，更快地進(jìn)入新行業(yè)，更好地滿(mǎn)足用戶(hù)需求”。