在数字化浪潮中，各种炒作话题有时会让人忽视真正重要的解决方案。专家们对这些关键技术已达成共识。本文将揭示您不可忽视的技术，以及行业企业如何应用这些技术。
数字化转型已席卷机床行业，正从根本上改变我们的生产方式。众多创新技术和理念是这场变革的推动力，它们为企业提供了提升效率、改进质量和降低成本的多样化可能。
其核心在于网络化生产、海量数据采集与分析，以及通过仿真和数字孪生优化流程与产品。此外，企业资源规划系统（ERP）、物联网（IoT）、人工智能与机器学习也发挥着关键作用。多位专家指出，这些都是构建未来工厂不可或缺的基石。这些技术的整合不仅能实现生产流程的透明化监控，更为预测性维护和资源高效利用开辟了新途径。
1数据采集与处理工具必不可少
现代生产中，数据及其处理至关重要。这是所有其他数字化解决方案的基础，对于数字化起步阶段的企业尤为关键。德国生产工程学会（WGP）主席、慕尼黑工业大学机床与工业管理研究所（IWB）所长迈克尔·扎赫教授（Michael Zäh）指出：“一方面，我们需要新型的数字化工具来高效处理数据，但即便是现有系统提供的信息量也已超乎预期。”
“企业资源规划系统虽已成为制造企业的标配，但其数据库蕴含的深层价值在行业内尚未被充分认识。”扎赫教授解释道，“业务流程中重复生成基础数据已无必要，流程设计中也存在优化空间，这使得订单处理更不易出错。”
西门子数字工业集团（Siemens Digital Industries）纽伦堡（Nuremberg）总部机床系统事业部副总裁机床系统副总裁萨沙·菲舍尔（Sascha Fischer）同样认为应优先关注数据采集与分析：“关键在于部署合适的传感器和测量系统来采集关键数据，进而优化流程。集成Sinumerik等先进数控系统可视为数字技术的入门钥匙。”而数字孪生技术则能实现虚拟调试的无风险导入，深化对生产流程的理解。后文将详述这一点。
机床行业的实践案例展示了数据的高效利用：格劳博机床（Grob）在其生产中广泛应用Grob-Net4Industry数字化解决方案的机床数据采集系统。“我们自主研发的采集系统兼容第三方设备，实现了全生产流程数字化。”格劳博机床有限公司数字化产品经理本尼迪克特·冈德林（Benedikt Gundling）介绍道，"敏感数据采用本地服务器产品处理。"这包括刀具全生命周期数字化管理工具和基于SAP软件的制造执行系统（MES）。
该方案还提供更多数据处理功能：如Grob4Analyze可通过历史数据分析设备低效时段及其成因，以可视化数据支持持续改进过程（CIP）。“除自主研发外，我们也采用CAD/CAM等成熟软件。”冈德林补充道，“结合机床深度分析的中立数据采集方案，往往能帮助客户发现生产优化的潜力。”
埃斯林根（Esslingen）的机床制造商因代克斯（Index）同样重视生产数据采集。正如控制技术负责人埃伯哈德·贝克（Eberhard Beck）所解释的那样， 设备和运行数据可以通过iXcloud云应用集中记录，包括停机警报、故障代码传输以及液压油、润滑油等介质的液位监控与消耗预测。
2数字孪生仿真技术优化生产流程
采集的数据可用于仿真模拟。其价值何在？专家一致认为，多种形式的仿真是机床行业及其客户数字化进程中不可或缺的环节。通过预先识别错误和流程优化，仿真在质量保障和效率提升方面发挥着重要作用。
“现代生产规划采用几何与运动学领域的数字工具，如自动化系统编程错误检测仿真。”扎赫教授指出，“离散事件仿真还能优化物料流。”
西门子的菲舍尔特别强调数字孪生技术：“通过在虚拟环境模拟物理过程，它能同时改善产品开发和生产规划。以Sinumerik One和828D系统为例，可验证工艺流程并进行碰撞监测。”该技术还可用于服务调试培训，操作员能在安全虚拟环境中受训，从而提升实际生产的质量和效率。
格劳博的冈德林表示：“我们主要在研发环节使用物理精确的数字孪生进行整体仿真。”因代克斯的贝克则认为这是“连接编程（CAM输出/手动编程）与生产启动的关键桥梁”。该公司采用西门子技术，基于CNC内核、原始数控系统和机床CAD模型构建全功能数字孪生，同时执行完整碰撞检测，并辅以通用CNC控制器的CAM工件仿真来校验G代码。
3联网化生产：物联网与接口技术
要充分发挥数字化优化潜力，必须实现设备工具的简易互联。这既需要接口支持，也依赖OPC UA等数据交换标准。
西门子数字化专家菲舍尔强调：“物联网是实现设备联网、持续数据分析的核心技术。结合人工智能与机器学习，可从海量数据中识别模式进一步优化流程。”现代接口技术扩展的互联性同样重要，它支持设备连接并强化预测性维护、远程监控等功能。
格劳博的Grob-Net4Industry工业4.0方案印证了互联的重要性。该方案已为全球76家客户的1,805台设备完成数字化改造。“Grob4Interface实现全设备跨品牌跨代际连接，Grob4Connect则支持SAP系统集成。”冈德林介绍道。这种联网不仅提升生产效率，还支持员工远程监控设备的新型工作模式。
因代克斯采用双向DNC联网传输CNC程序，配备以太网接口实现设备与企业网络通信，并通过过程现场总线（Profibus）/工业以太网通信协议（Profinet）集成棒料送料机、装卸系统等自动化组件。这些接口技术为数据交换、系统集成提供了基础，最终实现效率提升、监控改进及远程维护等新功能。
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4 数字化的未来：引领变革的技术
西门子的菲舍尔总结道：“数字孪生、高级数据分析和无缝网络集成的结合指明了制造业数字化转型方向。5G实时通信、边缘计算等技术的潜力同样不可忽视，而作为智能工厂核心的人工智能更将大放异彩。”
“集成在Sinumerik中的实时自适应控制系统（AC）工具就是AI在机床制造中的具体应用。”菲舍尔解释道，“它通过机器学习算法实时监控生产、检测异常并自动调整，据测算可减少停机、提升质量与整体效能。”
德国生产工程学会的扎赫教授对未来最重要的生产技术给出明确答案：“机器学习（常被统称为人工智能）。我确信这些方法能为多数企业带来可量化的改进空间。”但他也提醒，在网络化协作中需保持风险意识。