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AI方兴未艾,国内数控系统能否借力开启逆袭之路?

相关数据显示,2023年,中国金属加工机床生产总额达273.9亿美元,消费总额达257.1亿美元,进出口总额达138.8亿美元。中国仍是全球第一大机床生产国、全球第一大机床进口国和全球最大的机床消费市场。中国机床工具市场需求基本盘依然稳固,未来仍拥有较大的市场容量和需求空间。

 

风光的数据背后,机床产业“大而不强”的局面一直困扰着国内机床工具及其产业链上下游企业。作为数控机床的“中枢神经”,决定着数控机床功能、精度和可靠性的数控系统也面临着受制于人,中高端市场被外资品牌占据的困境。近些年来,随着人工智能、大数据等新兴技术的融合发展,机床行业迎来新的生机,在国内机床厂商的奋勇直追下,国产品牌与外资品牌的差距正在逐渐缩小。

 

尤其是AI大模型的全面爆发,AI与机床行业的融合趋势愈发明显。AI技术的应用为机床工具行业带来了革命性的变革,提升了生产效率、产品质量和生产灵活性,同时也为企业节约成本、提高竞争力提供了有力支持。在当前的发展现状下,AI驱动的数字化技术已经深入到机床工具行业的各个环节,从设计、制造,到检测和服务等各个方面。

 

首先,AI可用于数控机床的智能控制,通过机器学习和深度学习技术,AI可以识别和分析数控机床运行状态和加工过程,并根据加工任务和工件特性自动调整机床的参数和运行模式,减少人为操作失误,提高产品质量和生产效率;

 

其次,AI还可用于数控机床的故障预测和预防。通过对数控机床运行数据的分析和处理,AI可识别出可能引发故障的异常情况,提前预警,减少设备维护时间和成本。

 

此外,AI还可用于数控机床的优化和改进。通过对加工过程的数据分析和模拟,AI可找出最优的加工参数和操作流程,提高加工效率和质量,并根据市场和客户需求,优化产品设计与服务,为制造企业带来更多竞争优势。

 

在近期落幕的CCMT 2024(第十三届中国数控机床展览会)上,记者在与客户的交谈中感受到中国机床工具行业欣欣向荣的发展态势,展商们在“数字、互联、智造”等方面下足功夫,纷纷推出更高阶的数控机床-智能机床产品,深度融合AI、数字孪生等技术,充分展现了机床行业加速向数字化、网络化、智能化转型升级的时代特征。

 

例如,华中数控的华中9型智能数控系统,具有自主学习、自主优化补偿能力,集成了AI芯片、融合AI算法,汇聚了大数据、大模型等技术,构建了智能化数控系统平台。此外,华中数控还推出iNC-Cloud工业互联网一体化解决方案,针对多类工业设备接入、多源工业数据融合、海量工业数据管理、多种工业应用集成等需求提供全方位解决方案。以及面向智能产线工艺流程设计、运动仿真、虚拟调试、数字孪生的完全自主可控的工业软件平台-intePlant

 

秦川机床积极推进产品服务向数字化、网络化和智能化转型,应用AI人工智能算法,通过理论建模和优化,对机床加工进行双码联控,有效提高机床加工精度和效率,提高设备安全性,实现了系列智能机床的迭代升级,包括YK3126智能滚齿机、BM8i智能加工中心、BL5i智能车床、SK7020智能螺杆转子磨床、MK1620智能外圆磨床等。

 

中科数控推出的GJ610系列总线式全数字高档数控系统,以及数字化车间管控平台,包括异构多源设备互联互通平台、数字孪生虚拟可视化管控平台、大数据平台、能耗监控平台、智能视频监控平台等,能够实现车间多种异构多源设备的联网与实时数据采集,构建数字孪生等多种功能。

 

科德数控GNC62数控系统支持数字孪生,可根据实时速度、负载率、温度等物理变量的变化而对三维工件模型渲染着色。并支持在线监控和信息集成,实时采集加工过程大数据及加工状态数据、机床设备数据等信息,实现互联互通。

广州数控 GSK 27i系列高端多通道数控系统

 

同样,广州数控推出的GSK 27i系列高端多通道数控系统,具有4个通道控制功能。支持智能总线诊断、智能防碰撞检测、智能主轴负载自适应、智能路径重叠等智能化功能。

 

从展品上观察,国内数控系统在智能化技术层面取得了显著提升,其发展方向与国外保持一致,主要集中在数字孪生、数据高速采集存储、建模、数据分析与驱动等关键技术上。并且国产数控系统在3C加工、木工、激光等多个细分行业实现进口替代。

 

除了智能化技术融合层面,长期被国外数控机床企业垄断的五轴联动数控技术正在加快突破,并在模具、汽车零部件、激光加工等多个领域取得广泛应用。此次,华中数控、广州数控、中科数控等国内龙头企业均有五轴系统产品呈现。

 

虽然国内数控系统在智能化技术方面取得了进展,但是,我们也清楚地认识到在高端精密加工领域,以及在市场认同度和占有率方面,国外高端数控机床企业更胜一筹。国外高端数控机床在智能化技术的应用和集成上更加成熟,具有更高的智能化水平和先进的技术积累,这反映在产品性能、稳定性和智能化程度上的优势。

 

海德汉全新推出的TNT7 basic数控系统

 

例如西门子SINUMERIK ONE数字原生数控系统,能够实现智能动态控制、智能负载控制等功能,在不同负责和不同动态下保持精度。针对曲面加工,包含精优曲面、臻优曲面、Top Speed等功能,能够实现曲面高精度加工,同时还提供机床数字孪生等仿真技术。发那科数控系统具备切削负责监控、AI轮廓控制等功能,海德汉系统提供高级动态预测功能,均能实现曲面的高精度加工。

 

当前,中国数控机床产业正处于智能化转型的关键阶段,AI技术被认为是实现产业升级的重要突破口。与国外先进水平相比,国内机床行业在智能化趋势中虽然已经涉足数据采集、可视化、维护保养及预测管理等领域,但要实现真正的智能化生产,仍需深入探讨AI技术在工艺控制层面的应用,实现自适应加工、智能优化和精准控制等方面的突破,从而帮助企业提高生产效率和产品质量,全面实现生产过程的自动化和智能化管理,提升整体竞争力,赢得更广阔的市场份额,实现在国际机床市场中的更加积极的角逐。


来源: 报道:于小通
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