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西门子数字化双胞胎的概念分享

在第十届中国数控机床展览会（CCMT2018）上，西门子“机床数字化制造”展台以独特

的电脑模拟演示方式全覆盖的布展，从机床加工与制造过程两个维度将西门子“数字化双胞

胎”核心技术和整体解决方案呈献给观众。西门子是目前全球惟一拥有“数字化双胞胎”完整

解决方案的供应商。如何借助“数字化双胞胎”实现从产品研发、设计、生产到服务的全过

程，从而提高生产力、设备可用性和制造过程可靠性。优化加工精度、设计、加工过程乃

至维护和服务。“数字化双胞胎”案例在机床制造商和机床用户中的应用以及带来的优势令

诸多参观者为之震撼。

“数字化双胞胎”：实现机床加工与制造的数字化

采用西门子控制技术的机床，其虚拟机床的控制系统与西门子的Sinumerik数控系统

使用相同的语言代码。借助虚拟NC内核，可生成仿真和试运转的“数字化双胞胎”，即完

全对应的虚拟镜像，从而提前对程序和复杂运动序列进行虚拟测试，以提高实体机床后续

加工的精确度和可靠性，最大限度缩短调整时间。这些优势在小批次、定制化产品的生产

中更为明显。这是一个骄人的案例：德国CHIRON公司在其加工中心FZ12MT配用了

Sinumerik数控系统，演示了数字化解决方案在当今实际应用中的价值。对于采用西门子

控制技术的机床CHIRON在机床仿真中使用虚拟NC内核。该机床的控制系统与

Sinumerik数控系统都使用相同的语言代码，产生仿真和试运转的精确虚拟画面，即“数字

化双胞胎”。相应机床环境中的所有操作序列都可得到实时描绘，并由Sinumerik840Dsl

软件使用虚拟模型来控制。这样，在执行数控程序时，就可以识别序列和程序错误以及机

床与刀具的碰撞，评估运动行为，并确定程序运行时间，从而显著提高实体机床后续加工

的可靠性，最大限度缩短调整时间，尤其对于小批次产品更为有效。

西门子还展示了其功能强大的、基于云的开放式物联网操作系统MindSphere在机

床领域应用的多种连接和安装选项。利用MindSphere上的“ManageMyMachines”应用程

序。西门子在展台上连接了北京数控技术应用中心的两台机床，向现场观众展示借助该应

用程序所采集和分析的相关机床数据。“ManageMyMachines”能轻松快速地将Sinumerik

840Dsl这样的机床数控系统与MindSphere相连，为用户提供来自联网机床的信息，使用

户能清晰了解机床的当前以及历史状况，从而缩短机床停机时间，优化服务和维修流程

提高生产力。西门子（中国）有限公司数字化工厂集团运动控制部机床控制系统总经理许

政顺表示“数字化加工离不开工业软件，通过软件模拟机床加工过程特别是加工性能，让

加工性能、效果通过虚拟环境下展示，在机床加工领域一一具体体现，云平台对整个加工

过程的实时监控。西门子“数字化双胞胎”可以对加工性能模拟，进行百分之百的仿真。这

是西门子最核心内容。目前能够模拟在技术平台上的只有西门子，基于机床和加工两个理

念做到完整的也只有西门子。”

Sinumerik:数控系统软硬件全面升级

西门子本次展会展出了一系列数控系统软硬件的新产品，包括全系列的

Sinumerik808、828和840数控系统，全面覆盖从普及型机床和标准机床控制方案、到模

块化高级解决方案，再到高端工件生产的智能解决方案。Sinumerik808DADVANCED是

基于操作面板的普及型数控系统，其结构紧凑，使用方便，适用于车削和铣削应用。

Sinumerik828DBASIC、828D以及Sinumerik828DADVANCED都是高性价比的数控系

统，数控性能高，便于调试。

全新升级的Sinumerik840Dsl数控系统采用多核处理器技术、基于驱动的高性能

NCU（数控单元），性能潜力更高。在NCU链路中30个加工通道可控制多达93根

轴。使用该数控系统的多轴机床，可在最短的加工时间内完成极高的加工精度。

Sinumerik840Dsl的NCU性能可扩展，其操作部件还采用了高度模块化设计。例如，借助

于灵活M:N操作，所有操作面板都可与NCU配套使用。此外Sinumerik840Dsl还具有

优秀的开放式架构，通过采用SinumerikIntegra