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连接虚拟与现实:沈阳机床的工业变革

利用三维信息系统对智能机床进行全生命周期的管理,让虚拟与现实相连接,实现机器与机器、机器与人以及人与人之间的连接与协同,这将对未来制造业带来变革。

在沈阳机床集团的i5智能机床装配车间,两排带有大尺寸触屏的数字终端机格外引人注目,在车间内忙碌的工人不时点击终端机的触屏。

当生产线上的工人装配机床时,即可从身边的终端机获得三维技术指导,每个装配工艺的相关要求也能从终端机上直观地查看。工人装配的每一个零件,经过扫描,数据会直接进入终端并实时上传云端。从生产线开始,由沈阳机床完全自主研发的i5智能机床的数据被实时收集,从质量检测到每个工艺的实际操作时间,从产品整体技术参数到每个部件的参数和供应商,所有数据都会与网络虚拟空间中的“数字双胞胎”同步。

这些数据将陪伴每台机床的“一生”,除了在生产线上产生的数据,未来,从仓储物流到生产运行再到售后服务,一台机床整个生命周期的数据都将自动实时采集,存入云端数据库,进行统一管理。一台机床,甚至是成千上万台机床的生产、使用过程,都可以通过网络,利用手机、电脑等终端实时查看、管理,以提高机床使用效率。

这是在工业领域,全球第一次将产品的全生命周期管理推进到了智能制造领域。在沈阳机床集团董事长关锡友看来,这是面向未来工业的创新变革,也是i5智能机床创新基因的传承。

面向未来的工业蓝图

机床常被称为“工业母机”,是制造业的基石,几乎所有的金属部件都需要利用机床进行精加工,小到与人们生活息息相关的眼镜镜架、手机外壳,大到高端制造业中的汽车、飞机等等,都不例外。以汽车为例,一辆汽车有上万个零件,其中超过90%都需要利用机床加工完成。飞机制造更是涉及千万个零件,其中80%都需要利用机床进行加工。

整个制造业都无法离开机床,但是机床的使用效率却比人们想象中低,这无疑会拉低整个制造业的生产效率。“以前,国外的科学家对德国的设备利用率进行了调查,发现从整个社会来看,设备利用率很低,”关锡友说,“互联网、智能制造可以对此做出改变。”因此,从2002年开始,沈阳机床与国内外的学者一起,开始探索未来工业的蓝图,历经4年时间,到2006年研究课题结束时,关锡友心中已经明确了未来工业的发展目标——基于网络的协同制造。“那个时候,我们就知道,谁能打通数据墙,实现基于互联网的协同,谁就能赢得未来。”这与德国提出的工业4.0,中国提出的中国制造2025,美国提出的工业互联网的愿景不谋而合。

彼时,正是互联网发展的黄金时代,搜索引擎、即时通讯工具、电子商务平台正如火如荼地演进。十几年过去了,人们的信息传递方式、工作方式、消费方式早已发生了翻天覆地的变化,但是在工业制造领域,互联网发展的脚步却依然缓慢。不是不愿意,而是太难了。

在关锡友确信工业也将互联网化之后,他立刻就开始行动了,他首先从机床产品本身下手,“创造工业互联网,最核心的要素之一是机器装备必须拥有独立的操作系统,”关锡友说。十年前,工业机器设备本身并不具备操作系统,何谈工业互联网。2007年,沈阳机床开始组建团队研发智能机床。那一年,变革手机行业的第一代iPhone面世。

此时的沈阳机床要研发操作系统,就像在功能手机时代开发手机操作系统。5年时间,超过10亿投资,从一个个代码开始,沈阳机床终于研制出了世界上第一个数控机床的智能系统i5,并由此诞生了i5智能机床。关锡友受iPhone的影响颇深,苹果公司对用户体验的极致追求,在i5智能机床上也体现了出来,连i5智能机床的外观都是由北京的艺术家设计,“一台机床不仅要好用,而且要考虑用户的体验,”关锡友这样认为。

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