机 床是工业母机,代表着国家工业化能力和科技发展水平。在智能互联时代,机床不再是单独运作的机器,而是可联网的智能加工终端,是智能工厂的核心环节,是工业互联网的重要载体。传统机床变成智能、可联网后,机床的功能得到极大延伸和改进,同时 也促进了制造业生产方式、研发方式、商业模式的巨大变革。在大数据、物联网、人工智能技术加快与制造业融合的大背景下,中国必须抓住机遇,大力发展新一代 智能机床,从根本上改变中国在基础装备上受制于人的局面。
新一代智能机床的主要特征
机床按智能化程度大小可分为新旧两代。早期低智能机床主要以装载封闭式总线模式的数控系统为主要特征。德国西门子、日本法那科等跨国公司都有自己的数控系统,同时有强大的功能部件研发和整合能力,在机床产业还没有进入高智能时代前一直处于产业主导地位,垄断了全球高端机床市场。封闭式总线数控系统改变了机床靠工人手动操作的状态,使机床的加工质量、精度和效率有了大幅度提高,实现了机床自动化。但这种数控机床智能化水平仍然较低,运算能力低,更不互联,数控机床在加工物品的同时并不生产数据,也仍然是一台单个的机器。
最近十年间,随着互联网技术在工业中的加速应用,机床实现了联网,也开始生产数据,数据经过分析处理后又可以帮助机床实现功能优化。基于网络,人们可以在远程对机床进行控制;机床与机床之间,机床与其他生产设备,如生产线上的机器人等,通过网络实现了协同和交互,用户也可随时参与机床设计进而实现产品定制化。这种基于互联网应用的机床可称为新一代智能机床。机床之所以能做到更高智能化,最重要的是用基于PC的开放式智能操作系统替代了原有封闭的总线式操作系统。PC平台和开放架构更符合互联网思维:由于设备之间的通信协议是标准的、开放的,所以数控系统相当于一个开放的平台,可以接入用户、供应商和不同来源的设备,可以根据需求的变化增加接入的设备,系统的延展性更好,更新换代的速度更快。
新一代智能机床带来的变革
新一代智能机床的发展及其应用会带来重大系统性变革。
1.推进制造业服务化。机床企业由产品制造商变成系统解决方案提供商。有了智能机床,机床生产商可采用租赁经营模式,不再只销售机床,还可在线出售加工能力,由卖产品转为卖服务。用户不用再购买机床,节省了设备投入成本。用户可根据加工需要随时租赁机床厂或第三方的机床加工能力,按需支付机床使用费,机床资源得到充分利用。提供加工服务的机床企业可进一步增加和提升服务内容,如可向中小企业提供模具和产品设计、加工设计、生产线改造、智能工厂建设等系统性服务,增值服务创造的价值到一定阶段会超过机床本身,进而成为机床企业的主要收入来源。
2.优化了生产方式,推动形成智慧工厂。数控机床一旦实现智能化升级和网络化互联,以机床为基点的新系统就呼之欲出。如基于云计算平台,企业可挖掘利用机床“生产”过程中沉淀下来的数据,为用户创造更多价值,更方便地为用户提供工业服务。如远程诊断、车间信息系统和在线工厂等。一旦进一步通过网络把多台智能数控机床连接在一起,一个智慧工厂的雏形便出现了。有网络权限的管理人员可以在移动终端或电脑上,通过互联网从远程掌控车间内所有机床的实时状态,甚至可以通过手持移动终端(如智能手机)下达指令,安排车间的生产计划,并控制机床的操作。
3.打造出基于加工服务的产业生态,有助于形成自主的工业互联网平台。机床企业可以把数控系统、管理系统、研发平台、供应链等都放到云上,建立一个工业云平台,在这个平台上实现创新链、资金链、供应链、信息流、人才流的大范围共享、共生、交互、协同,进而形成一个以加工服务为中心、以加工数据为纽带的产业生态,从根本上改变传统的工业生产组织方式和产业分工体系。当云平台上搭载的功能越来越多,如将来有了交易功能、上云的企业也越来越多时,这个平台很可能成长为产业共用平台,即工业互联网平台。