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AI加持，國內(nèi)機床產(chǎn)業(yè)能否開啟智能化逆襲之路？

2024年4月17日 來源：工控網(wǎng)  瀏覽 3 次 評論（0）
近日，工信部等七部門聯(lián)合印發(fā)《推動工業(yè)領(lǐng)域設(shè)備更新實施方案》，提出到2027年，工業(yè)領(lǐng)域設(shè)備投資規(guī)模較2023年增長25%以上，規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)數(shù)字化研發(fā)設(shè)計工具普及率、關(guān)鍵工序數(shù)控化率分別超過90%、75%，工業(yè)大省大市和重點園區(qū)規(guī)上工業(yè)企業(yè)數(shù)字化改造全覆蓋，重點行業(yè)能效基準(zhǔn)水平以下產(chǎn)能基本退出、主要用能設(shè)備能效基本達到節(jié)能水平，本質(zhì)安全水平明顯提升，創(chuàng)新產(chǎn)品加快推廣應(yīng)用，先進產(chǎn)能比重持續(xù)提高。同時明確指出加快服役10年以上老舊機床等落后低效設(shè)備更新替代。


該“方案”為制造行業(yè)指明了方向，也將為機床工具行業(yè)帶來新的需求和發(fā)展動能。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2023年，中國金屬加工機床生產(chǎn)總額達273.9億美元，消費總額達257.1億美元，進出口總額達138.8億美元。中國仍是全球第一大機床生產(chǎn)國、全球第一大機床進口國和全球最大的機床消費市場。中國機床工具市場需求基本盤依然穩(wěn)固，未來仍擁有較大的市場容量和需求空間。

風(fēng)光的數(shù)據(jù)背后，機床產(chǎn)業(yè)“大而不強”的局面一直困擾著國內(nèi)機床工具及其產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)。作為數(shù)控機床的“中樞神經(jīng)”，決定著數(shù)控機床功能、精度和可靠性的數(shù)控系統(tǒng)也面臨著受制于人，中高端市場被外資品牌占據(jù)的困境。近些年來，隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的融合發(fā)展，機床行業(yè)迎來新的生機，在國內(nèi)機床廠商的奮勇直追下，國產(chǎn)品牌與外資品牌的差距正在逐漸縮小。

尤其是AI大模型的全面爆發(fā)，AI與機床行業(yè)的融合趨勢愈發(fā)明顯。AI技術(shù)的應(yīng)用為機床工具行業(yè)帶來了革命性的變革，提升了生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)靈活性，同時也為企業(yè)節(jié)約成本、提高競爭力提供了有力支持。在當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀下，AI驅(qū)動的數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)深入到機床工具行業(yè)的各個環(huán)節(jié)，從設(shè)計、制造，到檢測和服務(wù)等各個方面。


圖片 首先，AI可用于數(shù)控機床的智能控制，通過機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)技術(shù)，AI可以識別和分析數(shù)控機床運行狀態(tài)和加工過程，并根據(jù)加工任務(wù)和工件特性自動調(diào)整機床的參數(shù)和運行模式，減少人為操作失誤，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率；
圖片 其次，AI還可用于數(shù)控機床的故障預(yù)測和預(yù)防。通過對數(shù)控機床運行數(shù)據(jù)的分析和處理，AI可識別出可能引發(fā)故障的異常情況，提前預(yù)警，減少設(shè)備維護時間和成本。
圖片 此外，AI還可用于數(shù)控機床的優(yōu)化和改進。通過對加工過程的數(shù)據(jù)分析和模擬，AI可找出最優(yōu)的加工參數(shù)和操作流程，提高加工效率和質(zhì)量，并根據(jù)市場和客戶需求，優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計與服務(wù)，為制造企業(yè)帶來更多競爭優(yōu)勢。
在近期落幕的CCMT 2024（第十三屆中國數(shù)控機床展覽會）上，小編在與客戶的交談中感受到中國機床工具行業(yè)欣欣向榮的發(fā)展態(tài)勢，展商們在“數(shù)字、互聯(lián)、智造”等方面下足功夫，紛紛推出更高階的數(shù)控機床-智能機床產(chǎn)品，深度融合AI、數(shù)字孿生等技術(shù)，充分展現(xiàn)了機床行業(yè)加速向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型升級的時代特征。
例如，華中數(shù)控的華中9型智能數(shù)控系統(tǒng)，具有自主學(xué)習(xí)、自主優(yōu)化補償能力，集成了AI芯片、融合AI算法，匯聚了大數(shù)據(jù)、大模型等技術(shù)，構(gòu)建了智能化數(shù)控系統(tǒng)平臺。此外，華中數(shù)控還推出iNC-Cloud工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)一體化解決方案，針對多類工業(yè)設(shè)備接入、多源工業(yè)數(shù)據(jù)融合、海量工業(yè)數(shù)據(jù)管理、多種工業(yè)應(yīng)用集成等需求提供全方位解決方案。以及面向智能產(chǎn)線工藝流程設(shè)計、運動仿真、虛擬調(diào)試、數(shù)字孿生的完全自主可控的工業(yè)軟件平臺-intePlant。
秦川機床積極推進產(chǎn)品服務(wù)向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化轉(zhuǎn)型，應(yīng)用AI人工智能算法，通過理論建模和優(yōu)化，對機床加工進行雙碼聯(lián)控，有效提高機床加工精度和效率，提高設(shè)備安全性，實現(xiàn)了系列智能機床的迭代升級，包括YK3126智能滾齒機、BM8i智能加工中心、BL5i智能車床、SK7020智能螺桿轉(zhuǎn)子磨床、MK1620智能外圓磨床等。
中科數(shù)控推出的GJ610系列總線式全數(shù)字高檔數(shù)控系統(tǒng)，以及數(shù)字化車間管控平臺，包括異構(gòu)多源設(shè)備互聯(lián)互通平臺、數(shù)字孿生虛擬可視化管控平臺、大數(shù)據(jù)平臺、能耗監(jiān)控平臺、智能視頻監(jiān)控平臺等，能夠?qū)崿F(xiàn)車間多種異構(gòu)多源設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)與實時數(shù)據(jù)采集，構(gòu)建數(shù)字孿生等多種功能。
科德數(shù)控GNC62數(shù)控系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)字孿生，可根據(jù)實時速度、負(fù)載率、溫度等物理變量的變化而對三維工件模型渲染著色。并支持在線監(jiān)控和信息集成，實時采集加工過程大數(shù)據(jù)及加工狀態(tài)數(shù)據(jù)、機床設(shè)備數(shù)據(jù)等信息，實現(xiàn)互聯(lián)互通。
同樣，廣州數(shù)控推出的GSK 27i系列高端多通道數(shù)控系統(tǒng)，具有4個通道控制功能。支持智能總線診斷、智能防碰撞檢測、智能主軸負(fù)載自適應(yīng)、智能路徑重疊等智能化功能。

從展品上觀察，國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)在智能化技術(shù)層面取得了顯著提升，其發(fā)展方向與國外保持一致，主要集中在數(shù)字孿生、數(shù)據(jù)高速采集存儲、建模、數(shù)據(jù)分析與驅(qū)動等關(guān)鍵技術(shù)上。并且國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)在3C加工、木工、激光等多個細(xì)分行業(yè)實現(xiàn)進口替代。
除了智能化技術(shù)融合層面，長期被國外數(shù)控機床企業(yè)壟斷的五軸聯(lián)動數(shù)控技術(shù)正在加快突破，并在模具、汽車零部件、激光加工等多個領(lǐng)域取得廣泛應(yīng)用。此次，華中數(shù)控、廣州數(shù)控、中科數(shù)控等國內(nèi)龍頭企業(yè)均有五軸系統(tǒng)產(chǎn)品呈現(xiàn)。

雖然國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)在智能化技術(shù)方面取得了進展，但是，我們也清楚地認(rèn)識到在高端精密加工領(lǐng)域，以及在市場認(rèn)同度和占有率方面，國外高端數(shù)控機床企業(yè)更勝一籌。國外高端數(shù)控機床在智能化技術(shù)的應(yīng)用和集成上更加成熟，具有更高的智能化水平和先進的技術(shù)積累，這反映在產(chǎn)品性能、穩(wěn)定性和智能化程度上的優(yōu)勢。
例如西門子SINUMERIK ONE數(shù)字原生數(shù)控系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)智能動態(tài)控制、智能負(fù)載控制等功能，在不同負(fù)責(zé)和不同動態(tài)下保持精度。針對曲面加工，包含精優(yōu)曲面、臻優(yōu)曲面、Top Speed等功能，能夠?qū)崿F(xiàn)曲面高精度加工，同時還提供機床數(shù)字孿生等仿真技術(shù)。發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)具備切削負(fù)責(zé)監(jiān)控、AI輪廓控制等功能，海德漢系統(tǒng)提供高級動態(tài)預(yù)測功能，均能實現(xiàn)曲面的高精度加工。

當(dāng)前，中國數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)正處于智能化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵階段，AI技術(shù)被認(rèn)為是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級的重要突破口。與國外先進水平相比，國內(nèi)機床行業(yè)在智能化趨勢中雖然已經(jīng)涉足數(shù)據(jù)采集、可視化、維護保養(yǎng)及預(yù)測管理等領(lǐng)域，但要實現(xiàn)真正的智能化生產(chǎn)，仍需深入探討AI技術(shù)在工藝控制層面的應(yīng)用，實現(xiàn)自適應(yīng)加工、智能優(yōu)化和精準(zhǔn)控制等方面的突破，從而幫助企業(yè)提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，全面實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化和智能化管理，提升整體競爭力，贏得更廣闊的市場份額，實現(xiàn)在國際機床市場中的更加積極的角逐。
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