产品名称：机床行业的数字化双胞胎解决方案

公司：西门子(中国)有限公司

发布日期：2018年4月

产品研发到生产的不断整合是迈向“工业4.0”的关键。西门子一直致力于数控制造领域的仿真、虚拟机床以及数控系统与工厂IT系统的集成，以持续深化这一过程。小批量、多批次的定制化生产趋势对计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助生产(CAM)以及数控机床(CNC)的全过程提出了更高的要求，其中最重要的是将CAD/CAM信息无差错地转换为数控程序。采用西门子控制技术的机床，其虚拟机床的控制系统与西门子的Sinumerik数控系统使用相同的语言代码，借助虚拟NC内核，可以生成仿真和试运转的“数字化双胞胎”，即完全对应的虚拟镜像，从而提前对程序和复杂运动序列进行虚拟测试。这样，机床数控系统在执行数控程序时，就能够识别序列和程序错误以及机床与刀具的碰撞，评估运动行为，确定程序运行时间，以提高实体机床后续加工的精确度和可靠性，最大限度缩短调整时间。其优势在小批次、定制化产品的生产中更为明显。

机床厂商有两大目标：一个是以设计为中心，使设计更高效、更灵活，方法比如有：将整个开发过程中的数据可视化。另一个是以生产为中心，为客户的产线提供各种数字化产品组合，构建数字化生产环境。数字化覆盖各个层级，甚至包含了新的业务模式。

面对灵活多变、个性化的客户和市场需求，厂商如何灵活应对变得日益重要。高效的机械和电气开发过程，可以加快产品上市速度。

凭借该数字化软件，在机床的早期设计阶段就可以构建一个虚拟的机床模型。该“数字化双胞胎”可以进行机床的虚拟调试，从而为机床设计的优化提供强大支持，另外，它还可以助力机床的销售、机床的试产以及后期的升级改造和服务。开发更省时，机床质量更高，开发也更灵活。

“NX Mechatronics Concept Designer”可以显著缩短机床的开发过程。借助虚拟调试，机床上原先耗时耗力的调试过程明显加快。这是因为数字化双胞胎和真实SINUMERIK 连通在一起，客户因此可以在几乎完全真实的条件下对机床功能开展测试和改进。

虚拟调试可以提供最高程度的安全保障。它避免了真实调试或试车时可能对机床造成的损坏。另外，客户在早期就可以在一个几乎和真实环境一样的虚拟环境中验证他们的工件加工程序。

作为生产企业，如何将机床智能地集成到生产过程中非常重要。我们可以将生产规划、生产执行以及所涉及的各种机器都通过SINUMERIK Integrate 这一平台连接在一起，这样我们就可以准确无误的传输程序和数据。

随着加工计划和加工过程的复杂度越来越高，一体式的无缝数字化能够轻松应对高产能需求、产品切换以及新产品引入这些情况。它可以减少不同过程之间的衔接导致的错误，也可以减少工件返工次数。

基于机床厂商提供的“数字化双胞胎”，还没等机床开动，生产企业就可以计划并改进所有生产步骤。这种方式缩短了装机时间，提高了收益。得益于使用“虚拟数控内核”(VNCK)，生产企业可以在和真实世界几乎完全一样的虚拟世界中开展加工仿真，可以提前进行机床优化。SinuTrain——和真实控制系统一样的数控编程站，使程序可以在 PC 上离线编制，然后直接传送给控制系统。

凭借 Analyze MyCondition，连接到本地SINUMERIK Integrate 服务器的机床可以按照各种测试和触发选项持续监测。

在机床运行过程中需要不断地检查并改进加工过程。Analyze MyWorkpiece Toolpath 可以分析加工程序，并在早期就改进加工程序，使机床运行最优化。使用基于云的服务，生产企业也可以分析来自不同地点、不同设备的数据。