|
“數字孿生”技術最早由美國國防部提出，主要用于航空航天飛行器的健康維護與保障。通過“數字孿生”技術，我們可以在虛擬空間構建數字制造現場，實現與現實相對應的“雙胞胎”。相較于以往的一般模擬，“數字孿生”的模擬實現了與現實聯動的實時性。
進入21世紀，美國和德國均提出了 Cyber-Physical System（CPS），也就是“信息-物理系統”，作為先進制造業的核心支撐技術。近年來，隨著IoT技術的不斷發展，現實世界的信息獲取變得更加精準、實時，這為實現更高水平的模擬提供了基礎，“數字孿生”技術的應用也愈發得到重視。
以飛機產業為例，通過應用“數字孿生”技術，可以提高噴氣發動機的安全性和維護效率。
從安裝在飛機各處的傳感器，實時收集飛行數據和引擎運轉狀況等各種數據。通過在虛擬空間中復制飛行中的引擎狀況，進行高精度的模擬，實現了預防重大事故于未然的高度運轉監視和預防保全。另外，在機體的開發工藝中，也使用了“數字孿生”技術。
所有的零件、單元都被數據化，并在虛擬空間上完全設計模擬出試制樣機。通過利用這個虛擬的試制樣機進行各種條件的試飛，就能夠在試制前找到需要改善的問題，以此減少試制次數，縮短開發周期。
除了飛機產業之外，開發、制造、服務等各種產業和行業正在考慮應用這一技術。
在制造業中，“數字孿生”技術可以解決勞動人口減少和熟練工不足等問題。同時在提高生產率方面，對“數字孿生”技術所能發揮的作用也寄予了很大的期待。
“數字孿生”在機床加工中有哪些應用場景？
馬扎克最新CNC裝置“MAZATROL SmoothAi”融合了利用AI技術的編程功能和高度的自動化功能。同時，基于“數字孿生”技術的“MAZATROL TWINS”軟件群，也被集合在這種最新的CNC設備上，實現了高效的數字制造方案。
MAZATROL TWINS軟件可以在辦公電腦上構建虛擬的工廠和機床，從而為生產提供多種可能。例如：
- Smooth Tool Management，能夠收集制造現場的刀具信息并進行統一化管理，并支持在辦公PC上進行高效程序編制和加工模擬。 -
- Smooth CAM Ai，可以使用虛擬模型進行高精度的加工模擬，實現了在辦公PC上完成加工編程等，在現場進行的生產工序準備工作。
這樣，以前單獨管理的各種數據，通過“MAZATROL TWINS”的軟件，被正確且實時地集中在辦公PC上的虛擬數字空間中。這樣，在辦公室就可以進行工廠整體的運轉分析和模擬，實現最理想的工廠運轉。
馬扎克的“數字孿生”解決方案具體是如何運行的？
利用虛擬機床實現數字工序準備
MAZATROL TWINS之一的“Smooth CAM Ai”是在辦公PC上構建虛擬機床的CAM軟件。這個軟件上的虛擬機床，通過網絡與現實車間中的機床共享的數據準確地復制了車間機床。因此，即使在辦公室，也可以像機床在眼前一樣，進行加工程序編制等工序準備。馬扎克把這個叫做“數字工序準備”。
在Smooth CAM Ai中，共享了在裝有CNC裝置“MAZATROL SmoothAi”的車間機床中注冊的刀具數據和坐標數據等。通過使用這些數據，可以在辦公電腦上高效編制加工程序。此外，通過工件的CAD數據自動編制對話式程序的加工工序，從而大幅削減編程工時。
然后，制作的加工程序通過利用“數字孿生”的高級模擬可進行優化。例如，通過分析每把刀具的加工時間，從加工時長較長刀具入手，優化加工工序，從而可以提高效率，縮短加工時間。另外，通過在辦公PC上的3D模型可完整復制實際加工的動作，可以事先確定機械干涉，防止機床在運轉中的干涉。
像這樣在辦公電腦上進行數字工序準備，事先預測問題并采取對策，可以大幅度削減現場的工序準備時間和試制次數。
量產加工開始后，將機床的實時數據反饋給辦公PC上的Smooth CAM Ai，用于進一步的加工改善。例如，將實際加工時的切削負荷和刀具長度的實測值等傳送到Smooth CAM Ai。通過分析收集的數據，優化切削量和進給速度等加工條件，可以縮短加工時間。
這樣，通過Smooth CAM Ai，將加工模擬和實際的加工數據在加工現場和辦公室之間相互反饋，實現加工改善的持續循環。
MAZATROL TWINS通過數字工序準備，在縮短切削時間和提高加工面品質的同時，也有助于包括工序準備在內的整個制造流程的高效運行。
今后，山崎馬扎克將以實現數字制造的解決方案為目標，進一步提升MAZATROL TWINS，通過活用“數字孿生”技術，為客戶工廠的生產效率提高做出貢獻。
查詢進一步信息，請訪問官方網站 http://www.mazak.com.cn/news-events/company-news。（robin zhang, 張底剪報）
|
