随着全球制造业竞争焦点从数量到质量的转变，中国制造也从简单的全球代工，逐步开始向开发创新产品、树立自主品牌的方向转变。2017年是中国制造2025规划实施的起始年，目前中国制造企业向智能化、数字化方向发展已成大势所趋。作为工业4.0的主要发起者，基于对未来制造“数字化”理念的诠释，西门子于2016年首次推出“数字化双胞胎”(Digital Twin)的概念及解决方案，即帮助企业进行涵盖其整个价值链的整合及数字化转型，为从产品设计、生产规划、生产工程、生产实施直至服务的各个环节打造一致且无缝的数据平台，帮助企业在实际投入生产之前即能在虚拟环境中优化、仿真和测试，在生产过程中也可同步优化整个企业流程，最终实现高效的柔性生产、实现快速创新上市，锻造企业持久竞争力。

西门子数控系统华南大区销售总监温大为先生

机床制造过程链的数字化

在2017年的德国汉诺威国际机床展上，西门子以“机床数字化制造”为主题，全面展示了其“数字化企业”软件与实践的组合，以期能够帮助客户实现更灵活、高效的生产，更短的上市时间和更好的产品质量，为客户带来真正的竞争优势。从设计草案到机床的编程和控制，一直到制成产品，西门子是第一个以高度整合的方式创建数字化生产制造过程并取得成功的供应商。

数字化设计制造过程链始于设计，西门子通过NX软件工具提供强大的CAD/CAM解决方案。在这方面客户不仅可以找到典型的设计工具，例如通过使用集成于NX的DFMPro可以在设计阶段即对产品是否可以被制造出来做确认。另一优势体现在模具零件领域，相同的程序可用于部件和模具的设计和工程构建。部件加工程序不必在NX中进行转换，而是可直接从NX发出3D打印指令，获得初始样件。这意味着最终客户无须寻求间接帮助即可在熟悉的软件环境中将增材加工的过程整合在其中。

数字化的很多优势并不是在技术方面特别引人瞩目，而是在实践中为企业提供巨大益处，如数字化工作流程规划。利用最简单的功能就可以在计算机上模拟任务，并分配资源和信息。此信息之后通过西门子的NX软件集中存储，其中包括CAM数据、夹具及作业指导书等。所有变更通过集成修订检查进行记录，因此是透明的。仅需点击按钮，即可汇集程序、作业指导书和附加信息，并将其发送到各机床，无需任何文书工作，客户发布在机床上的一个命令就可以获取所有必要信息，不必浪费时间搜索，尤其是在较小型公司的高度灵活生产中，或者经常变更生产的产品时，这将确保改进监督、效率和可靠性。

在数字化设计制造过程链内，不仅能够生成NC程序，还可测试此程序在各机床上的可行性。为了实现这一目标，必须具备机床的数字化双胞胎。集成在NX中的西门子数控系统虚拟数控内核(VNCK)可用于精确构建控制系统和机床的特性。通过在数字化双胞胎中忠实于实际路径的加工模拟，可以检查程序错误和不必要的路径，识别五轴铣头的碰撞和干涉并实现程序的离线优化，而无需耗费机床时间用于测试和编程操作，提高机床的生产率。

数控机床的智能化

西门子数控系统不仅持续开发增强工件表面质量、精度和效率方面的功能，而且致力与机床结合共同来展现智能化。

通过从外部存储器执行(EES)这一功能，西门子数控系统直接从机床外部数据存储单元执行或编辑程序成为可能。程序可能来自网络服务器或硬盘驱动器，或者通过USB连接的存储设备。如今，这种操作已变得十分简单和可行，并且在程序大小和数量方面没有限制。EES的优势很明显：直接执行，无需复制，可大幅节省生产计划时间，同时最大限度减少机床停机时间。

SINUMERIK 828D和840D sl控制器系统现在已配有面向SINUMERIK Operate的集成式DXF阅读器，这可将相应的几何图形直接传输到控制系统，无须经过CAD/CAM系统，从而为公司节省宝贵时间。除了DXF之外，还包括通用的PC格式文件，如pdf、txt和jpg。这意味着制造商不再需要打印加工文件如夹具、刀具信息或维护注意事项等或者将其贴在机床上。

除了编程和加工方面的这些改进外，SINUMERIK还提供了旨在优化机床的功能。例如，借助扩展测量循环功能，将测量结果自动记录为txt或csv文件，或者使用Cycle996/Cycle9960测量机床运动机构，可验证机床性能。“磕头”补偿和摩擦补偿等新功能可抵消因机床的设计而导致的机械不精确性，并因此改善工件精度、表面光洁度和工件表面质量。全新的臻优曲面功能通过预读功能的优化实现对加工速度更好的控制。

对于小规模加工，使用SINUTRAIN进行离线编程是使用CAD/CAM系统进行编程的良好替代方式或补充。客户可以在SINUTRAIN中创建和客户机床中完全一致的参数设定。这将生成更准确的机床模型，并且能够以与真实机床上完全相同的方式在PC上编辑和测试NC程序。

西门子机床数控系统产品家族Unrestricted

面向智能化数控机床未来的发展

物联网(IoT)一词的使用已经变得非常广泛，这一概念最初出现的场景是表达客观物体之间的连接：比如家用电器间的连接，或住宅中的智能测温装置之间的连接并可以发挥相应的作用，而并非在机床的切削加工中。然而，正是在后者中，物联网拥有提高工业制造生产率的巨大潜力。作为机床的“大脑”，CNC在这方面发挥着重要作用：CNC提供用于优化生产流程的重要生产数据以及用于机床预防性维护的机床状态数据。而真正的智能在于根据所提供的数据得出正确的结论，依托西门子的开放式物联网操作系统MindSphere，我们可提供一个IT平台，该平台上的众多软件应用可以帮助并持续优化工业制造中的生产率，未来会有越来越多的数控机床被连接到MindSphere。

同时，西门子也致力于机床数字化制造应用技术的研发，为中国制造业提供最为先进和完整的数字化企业解决方案，助力中国智造早日实现。