在2020年最適合告白的日子,，不得不說一句,，各行各業(yè)并沒有被2020年溫柔以待。突如其來的疫情為一些傳統(tǒng)行業(yè)帶來較大沖擊,，同時(shí)也將行業(yè)轉(zhuǎn)型難題呈現(xiàn)在人們面前：傳統(tǒng)行業(yè)未來怎么走,？

自1960年第一套數(shù)控系統(tǒng)問世，西門子已經(jīng)陪伴機(jī)床工業(yè)走過60年,。今天,，我們希望通過對(duì)這一典型行業(yè)的觀察、思考與實(shí)踐,，給大家?guī)硪稽c(diǎn)切實(shí)的參考,。

數(shù)字化制造將開啟中國機(jī)床工業(yè)的黃金十年

堅(jiān)定的信心和陪伴

是給予制造業(yè)最好的告白。

機(jī)床設(shè)計(jì)數(shù)字化、機(jī)床工藝驗(yàn)證數(shù)字化,、機(jī)床效能數(shù)字化的巨大變化和發(fā)展,，將開啟中國機(jī)床市場(chǎng)數(shù)字化制造的黃金十年。

經(jīng)歷了2001年到2017年的快速發(fā)展,，過去幾年,，中國數(shù)控機(jī)床行業(yè)進(jìn)入了一個(gè)需求量下滑，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈的艱難周期,。我從市場(chǎng)上的一些公開數(shù)據(jù)看到,，中國每年有大概600-700家數(shù)控機(jī)床廠在市場(chǎng)上消失，而每年又有500-600家機(jī)床企業(yè)涌入這個(gè)市場(chǎng),，且無論企業(yè)性質(zhì),，企業(yè)規(guī)模如何，亦或擁有多么輝煌的歷史,，無一不在這個(gè)動(dòng)態(tài)市場(chǎng)中大浪淘沙,。

但如果對(duì)看似下行的“基本盤“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(shù)控機(jī)床，而中高端機(jī)床的需求其實(shí)在逆勢(shì)增長(zhǎng),。

這也能很好得解釋了中國機(jī)床市場(chǎng)出現(xiàn)的兩種變化：一方面,，越來越多中國本土機(jī)床制造商在尋求產(chǎn)業(yè)升級(jí)，轉(zhuǎn)型,，并逐步向著由進(jìn)口機(jī)床制造商主導(dǎo)的中高端領(lǐng)域邁進(jìn),；另一方面，中國機(jī)床出口的主要市場(chǎng)已經(jīng)由發(fā)展中國家開始向歐洲市場(chǎng)轉(zhuǎn)移,，并成為汽車等領(lǐng)域一些頂級(jí)制造企業(yè)的供應(yīng)商,。這說明，只有那些快速創(chuàng)新,，積極升級(jí)轉(zhuǎn)型的企業(yè)才可能贏得市場(chǎng),，已經(jīng)成為大家的共識(shí)。

虛擬調(diào)試

為機(jī)床創(chuàng)新破題

在機(jī)床行業(yè)里面進(jìn)行創(chuàng)新具有很高的風(fēng)險(xiǎn)成本,。很多情況下,，機(jī)床企業(yè)開發(fā)一個(gè)新的機(jī)型，通過工藝性驗(yàn)證進(jìn)行完善,，最終推向市場(chǎng)并形成規(guī)?；瘧?yīng)用的比例不足一半。缺乏實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證能力和條件是國內(nèi)傳統(tǒng)機(jī)床企業(yè)的普遍難題,。

其實(shí)借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行機(jī)床3D模型設(shè)計(jì)已經(jīng)是一項(xiàng)很成熟的技術(shù),，但是，目前,，機(jī)床特別是五軸機(jī)床在真實(shí)切削環(huán)境中的行為難以用計(jì)算機(jī)模擬,。而虛擬調(diào)試可以解決工藝性驗(yàn)證這一問題。

借助西門子數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)字化雙胞胎技術(shù)為機(jī)床創(chuàng)建一個(gè)數(shù)字化映射,，用戶可以在計(jì)算機(jī)對(duì)機(jī)床進(jìn)行很多結(jié)構(gòu)上的調(diào)整，機(jī)床完成設(shè)計(jì)后也可以作為一個(gè)虛擬機(jī)床對(duì)零件進(jìn)行真實(shí)的切削加工,。虛擬調(diào)試并不是一個(gè)仿真工具,，它重新定義了一臺(tái)機(jī)床的設(shè)計(jì)、驗(yàn)證和評(píng)估的全新方法和視角,。

我相信未來十年,，機(jī)床設(shè)計(jì)數(shù)字化和機(jī)床工藝驗(yàn)證數(shù)字化，最終機(jī)床應(yīng)用效能數(shù)字化這三個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域?qū)⒂芯薮蟮陌l(fā)展和變化,，這也將是中國市場(chǎng)機(jī)床數(shù)字化制造的黃金十年,。

忽略核心過程的數(shù)字化

價(jià)值都是有限的

機(jī)床工業(yè)的數(shù)字化通常分為兩個(gè)方向，一個(gè)方向是通過對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)全過程的數(shù)據(jù)采集，把物流信息,、工藝信息等整合到一個(gè)平臺(tái)之上,，再用算法對(duì)這個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行優(yōu)化，例如機(jī)床的開機(jī)信息,，機(jī)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(yīng)，即實(shí)時(shí)地對(duì)切削過程進(jìn)行分析優(yōu)化,，解決的是刀具的轉(zhuǎn)速,、扭矩、起刀,、轉(zhuǎn)彎在一個(gè)曲面上,，在一段時(shí)間內(nèi)還能不能再提高效率的問題。

如果用汽車類比,，這兩個(gè)發(fā)展方向的意義更容易理解,。前者相當(dāng)于人們從儀表盤看到的水溫、油箱存油量,、行駛里程等,，可以通過標(biāo)準(zhǔn)傳感器采集的長(zhǎng)周期數(shù)據(jù)；后者則是油門踩下去的一剎那,，發(fā)動(dòng)機(jī)上的CPU以1/10毫秒的速度進(jìn)行反復(fù)迭代計(jì)算,，從而獲得精準(zhǔn)扭矩和油量的短周期數(shù)據(jù)。對(duì)于一輛汽車,，發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)化顯然比儀表盤的改造更為重要,。

機(jī)床的核心過程是切削。如果不對(duì)機(jī)床核心過程進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,，那么可以獲得的數(shù)據(jù)價(jià)值顯然是有限的,。針對(duì)切削過程的數(shù)據(jù)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(duì)切削過程的數(shù)據(jù),，西門子開發(fā)了很多基于人工智能的優(yōu)化算法,，實(shí)現(xiàn)了刀庫中刀具的最佳排布，系統(tǒng)性能大幅提升,，生產(chǎn)時(shí)間顯著縮短,。例如為某個(gè)航空航天零部件制造廠商提供的“自適應(yīng)切削”算法，可以將機(jī)床的位移,、刀具轉(zhuǎn)速,、工具切削過程中受到的阻力等毫秒級(jí)數(shù)據(jù)在一個(gè)數(shù)據(jù)庫里累積起來，當(dāng)切削完一個(gè)工具以后，利用人工智能算法對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的分析,，并給出進(jìn)一步優(yōu)化的建議,，而每一次加工過程都是在上一次基礎(chǔ)上不斷尋優(yōu)。因?yàn)閷?duì)于一個(gè)企業(yè)來說,，沒有任何東西更有價(jià)值,，相比于“提高1%的生產(chǎn)效率”來得更直接。

數(shù)字化

是一個(gè)漫長(zhǎng)的跨越過程

要利用數(shù)字化這個(gè)工具其實(shí)并不是毫無門檻,，正如只有在擁有一部電話之后才可以討論打電話還是發(fā)微信,。機(jī)床企業(yè)有比較完備的機(jī)械結(jié)構(gòu)3D圖形，是進(jìn)行數(shù)字化的基礎(chǔ),。而當(dāng)前國內(nèi)一大批機(jī)床廠的圖紙還是紙質(zhì)或是2D圖,，并且沒有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的流程去實(shí)現(xiàn)3D設(shè)計(jì)，這可能是進(jìn)行數(shù)字化過程中一個(gè)較大的問題,。

中國機(jī)床企業(yè)在進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程中要面臨從“產(chǎn)品思維”向以“工程交付”為核心的經(jīng)營思路轉(zhuǎn)變,。過去幾十年，機(jī)床選型靠樣本,，機(jī)床最終交付給用戶大多是以標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品方式進(jìn)行的,，而當(dāng)下越來越多的客戶購買一臺(tái)機(jī)床相當(dāng)于交付一個(gè)工程，機(jī)床制造商需要根據(jù)用戶的需求去設(shè)計(jì)工藝路線,，選擇刀具,，設(shè)計(jì)物流等，需要完整的工程能力,。

這也意味著,，今后越來越多的機(jī)床企業(yè)售出的機(jī)床中可能90%是以定制形式交付的，只有10%是標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品交付,，與當(dāng)前的很多情況正好相反,。此外，“工程服務(wù)”在機(jī)床企業(yè)銷售中的比重不斷提高,，現(xiàn)在很多被免費(fèi)贈(zèng)送的“售后服務(wù)”會(huì)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益,。實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變，國內(nèi)機(jī)床企業(yè)在經(jīng)營思路,、知識(shí)儲(chǔ)備,、生產(chǎn)組織等方面還有很長(zhǎng)的路要走。

機(jī)會(huì)再一次留給

有準(zhǔn)備的人

中國是世界最大的數(shù)控機(jī)床應(yīng)用市場(chǎng),，僅大陸地區(qū)數(shù)控機(jī)床的購買需求就占據(jù)了全球數(shù)控機(jī)床半數(shù)以上，這一比例還可能進(jìn)一步增加,。我認(rèn)為機(jī)床制造企業(yè)出生在這里是一種幸運(yùn),。

機(jī)床工業(yè)的根本屬性決定這個(gè)行業(yè)很難“彎道超車”。由于目前機(jī)床的數(shù)字化設(shè)計(jì)、工藝驗(yàn)證,、工程交付,、以及最終到用戶手里的現(xiàn)場(chǎng)管理、績(jī)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(shù)字化時(shí)代的關(guān)鍵時(shí)期,，中國的機(jī)床工業(yè)和全球領(lǐng)先國家的機(jī)床工業(yè)面臨著均等的機(jī)會(huì)，大家可以站在同一條起跑線上,。

西門子也通過多種渠道推動(dòng)國內(nèi)機(jī)床行業(yè)的思維轉(zhuǎn)變和能力建設(shè),。

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

同時(shí)，西門子也在積極地和國內(nèi)數(shù)控領(lǐng)域?qū)I(yè)院校展開合作,，推動(dòng)數(shù)控專業(yè)升級(jí)和新型數(shù)控人才培養(yǎng)（數(shù)字化方向）的落地,。

以“數(shù)字化原生”數(shù)控系統(tǒng)SINUMERIK ONE為代表的產(chǎn)品家族，承載了西門子60多年來在數(shù)控機(jī)床行業(yè)積累的經(jīng)驗(yàn),，不僅支持各種機(jī)床工藝,，而且提供汽車、航空航天,、醫(yī)療,、模具等行業(yè)解決方案，為行業(yè)的數(shù)字化未來提供了無限可能,。

多年以來,，數(shù)字化為各行各業(yè)帶來了巨大的機(jī)遇和改變,，相信它也可以消除機(jī)床工業(yè)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(jīng)濟(jì)發(fā)展走過70年的“工業(yè)之母”，迎來她的突圍和新生,。

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