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西門子以“數字化雙胞胎”應用推進機床工業的數字化
? 以“數字化雙胞胎”為核心的數字化企業解決方案為機床制造商和機床用戶創造全價值鏈優勢? MindSphere的“Manage MyMachines”應用程序開啟數字化企業的新型業務模式
? 軟硬件升級的Sinumerik 840D sl數控系統可集成到全集成自動化（TIA）環境，與PLC直接通訊
西門子在今天開幕的第十屆中國數控機床展覽會（CCMT 2018）上，重點展示了機床加工與制造過程中如何借助“數字化雙胞胎”來實現從產品研發、設計、生產、直到服務的全過程，從而提高生產力、可用性和過程可靠性，優化加工精度、設計、加工過程乃至維護和服務。同時，西門子在本次展會上延續了 2017漢諾威國際機床展的展示理念，借助實際案例展示了“數字化雙胞胎”在機床制造商和機床用戶中的應用以及其所帶來的優勢。
“產品研發到生產的不斷整合是邁向‘工業4.0’的關鍵。” 西門子（中國）有限公司數字化工廠集團副總裁、運動控制部總經理Frank Golueke表示，“西門子一直致力于數控制造領域的仿真、虛擬機床以及數控系統與工廠IT系統的集成，以持續深化這一過程。”
借助“數字化雙胞胎”實現機床加工與制造的數字化
采用西門子控制技術的機床，其虛擬機床的控制系統與西門子的Sinumerik數控系統使用相同的語言代碼。借助虛擬NC內核，可生成仿真和試運轉的“數字化雙胞胎”，即完全對應的虛擬鏡像，從而提前對程序和復雜運動序列進行虛擬測試，以提高實體機床后續加工的度和可靠性，限度縮短調整時間。這些優勢在小批次、定制化產品的生產中更為明顯。
在西門子還展示了其功能強大的、基于云的開放式物聯網操作系統MindSphere在機床領域應用的多種連接和安裝選項。利用MindSphere上的“Manage MyMachines”應用程序，西門子在展臺上連接了北京數控技術應用中心的兩臺機床，向現場觀眾展示借助該應用程序所采集和分析的相關機床數據。“Manage MyMachines”能輕松快速地將Sinumerik 840D sl 這樣的機床數控系統與MindSphere相連，為用戶提供來自聯網機床的息，使用戶能清晰地了解機床的當前以及歷史狀況，從而縮短機床停機時間，優化服務和維修流程，提高生產力。
Sinumerik ——數控系統軟硬件升級
在本次展會上，西門子還展出了一系列數控系統軟硬件的新產品，其全系列的Sinumerik 808D、828D和840D數控系統，覆蓋從普及型和標準機床控制方案、到模塊化高級解決方案，再到高端工件生產的智能解決方案。Sinumerik 808D ADVANCED 是基于操作面板的普及型數控系統，其結構緊湊、使用方便，適用于車削和銑削應用。Sinumerik 828D BASIC、828D 以及828D ADVANCED都是高性價比的數控系統，數控性能高，便于調試。
全新升級的Sinumerik 840D sl數控系統采用多核處理器技術、基于驅動的高性能 NCU（數控單元），性能潛力更高。在 NCU 鏈路中，30 個加工通道可控制多達 93 根軸。使用該數控系統的多軸機床，可在短的加工時間內完成極高的加工精度。Sinumerik 840D sl 的NCU 性能可擴展，其操作部件還采用了高度模塊化設計。例如，借助于靈活 M:N 操作，所有操作面板都可與 NCU 配套使用。此外，Sinumerik 840D sl還具有的開放式架構，通過采用Sinumerik Integrate，可根據機床的工藝條件對數控系統進行調整，從而確保生產自動化環境的高度靈活性。Sinumerik 840D sl 采用領先的工業以太網標準Profinet進行通，出色的通功能可完美集成到西門子全集成自動化 (TIA) 環境，并通過TIA博途工程軟件平臺進行工程組態。先進的觸控屏幕技術為機床操作帶來嶄新的智能生產體驗。
在軟件方面，Sinumerik擁有便捷操作的用戶界面。Sinumerik Operate用戶界面上設計了大量功能來簡化Sinumerik的操作。比如預先配置好的邊屏顯示（Sidescreen），不僅豐富了人機界面（HMI） 的原有界面，還能提供更多功能。針對當前操作任務，邊屏顯示會顯示所有相關息，一目了然。另外，用戶可以隨時合上或展開、水平或垂直滾動邊屏顯示來瀏覽內容。其次，為了保障機床的高可用性，Sinumerik還提供了實時的防碰撞功能CollisionAvoidance。無論是使用一個 NCU 的單通道加工，還是五軸同步銑削等復雜加工，防碰撞功能都可有效防止機床上發生意外干涉，為生產保駕護航。
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西門子工業邊緣計算
西門子工業邊緣計算可幫助客戶縮小傳統的本地數據處理和基于云的數據處理之間的差距，以滿足個性化需求。邊緣計算可以實時進行大量數據的本地無反饋處理。工業邊緣計算還能幫助用戶降低數據的存儲和傳輸成本，因為大量數據能夠得到預處理，僅將高度相關的數據上傳到云端或企業內部自有的IT基礎設施。西門子工業邊緣計算支持MindSphere的云傳輸協議，MindSphere是西門子基于云的開放式物聯網操作系統。未來，它還將支持消息隊列遙測傳輸（MQTT）協議，以進一步確保與其他系統和云平臺進行靈活的數據交換。
西門子安貝格電子制造工廠應用邊緣計算實現節能增效
西門子安貝格電子制造工廠（EWA）利用印刷電路板（PCB）裁切機來生產Simatic系列產品。在銑削操作過程中，會產生細小的銑削粉塵，對機器造成巨大影響。這可能會使設備的主軸軸承卡住，進而導致機器意外停機。為了防止隱患發生，安貝格工廠利用邊緣計算設備來分析傳感器所采集到的數據，并借助人工智能來分析機器的運行參數，以檢測主軸行為中的任何異常，監測未來出現故障的可能性。通過機器學習算法來實時計算異常值，高于預定閾值表示機器即將發生故障。此邊緣應用程序可在實際故障發生之前12至36小時預測軸承腐蝕和機器停機的情況。一旦出現異常，可以提前規劃更換機床主軸的時間，以避免意外宕機帶來的高額損失。
背景息
在利用基于云的解決方案對生產數據進行分析時，制造商面臨著雙重挑戰：既要管理其核心任務，又要為更新處理和IT等相關流程尋求、經濟的解決方案。有很多種方法可以對數據進行收集和分析，并利用其分析結果來優化流程。因為軟件更新成本高昂，許多人正在摒棄本地數據處理的傳統方式，而選擇數字化路徑，即借助互聯網的中央IT基礎設施（服務器場），以云計算的方式進行數據處理和分析。它支持通過中央云管理系統在所有服務器上安裝更新，因此大幅簡化了應用程序的更新和管理等任務。
在云計算的應用日益成熟的同時，邊緣計算作為它的合理補充也在不斷發展。這些互補系統使生產數據能夠分散或集中處理。功能、智能和數據不再僅僅發生于云端的集中式服務器上，也可選擇發生在靠近數據源的現場級，即生產端的自動化技術中。西門子工業邊緣計算解決方案基于西門子成熟的硬件和軟件組合以及云技術中所使用的機制，集成了本地和基于云的數據處理兩方面的優勢。
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