2021/3/11    來源：互聯網    作者：劉勝勇

 基于日新月異的科技進步和不斷增長的用戶需求，工業化的智能制造已不再是半自動化的流水線生產，而是離散式智能化生產系統；不再是孤立HMI和單一PLC的交互控制，而是立足MES環境的網絡化控制；已不再是動作節拍的純自動化控制，而是云計算平臺下海量數據后續處理。這一新形勢對切削刀具的應用和發展提出了更高的要求。

1.智能制造發展新形勢
    現今乃至未來一段時間內，制造業的項目會圍繞“淘汰落后產能和陳舊工藝，引入離散型智能制造，推廣工業信息化”目標，建設基于MES對接的工業現場海量數據提取系統（見圖1），深度挖掘生產現場具有海量、多樣、高速和易變特點的工業數據，構建云計算的大數據中心，使公司全價值鏈上的數據由資源變為資產、由資產轉為價值，使數據流通下的產品智造不斷衍生新品、產生高效率和釋放大智能。

（1）工業現場可視化管理進一步深入　工業可視化管理會將機床狀態、產品尺寸、物料供應及夾持、立體倉庫料位、程序上傳及調用、工裝夾具流轉等多變信息，以數字化電信號形式迅捷地實時傳遞至管理后臺，設備運轉、產品控制、生產動態和器具調轉均會圖形化直觀呈現于用戶面前。可視化手段主要有打標機、讀碼器、非接觸式斷刀檢測、機內在線監測、工業照相機、電磁流量計和刀桿振動監測等，可視化效果有機床效率柱狀圖、生產現場運行圖和產品Cpk制程圖等。
（2）網絡化車間管控系統面向客戶端　基于Visual Studio環境，研發的網絡化車間管控系統更加面向用戶。它能夠借助程序主窗體、運行狀態控件、任務信息控件、產量統計控件、報警信息控件和用戶設定控件等畫面，實時采集運行數據、狀態數據和歷史數據，完成數據庫搭建（見圖3），將采集的數據存入數據庫，后續分析并生成用戶個性化報表。
 （3）數據采集分析管理軟件集合度高　面向FANUC、SINUMERIK和MITSUBISHI等系統的數據采集分析管理軟件，是為配合現場離散型智能化生產線的運行而開發，其主要功能有產量統計、數據分析、設備狀態實時監控、生產工件在線測量結果保存以及根據測量結果進行自動刀具補償、生產工件的上下線時間及工序等數據存儲。同時，軟件集成SPC模塊，經讀碼器識別上、下線及中間環節零件的二維碼，經測量機檢測產品的長度、直徑和幾何公差，生成Cpk制程圖等。
（4）工控機CNC和PLC間互聯互通強　自動化生產現場既會集成機器人，又會添置/改造CNC裝備，還有安裝3D識別；既會優化刀具壽命管理，又會開通線外補償，還會嵌入SPC工作站；既會新增倉管物聯網，又會開發中控軟件，還會AGV物流輸送。這些均要基于研華等工控機、FANUC或SINUMERIK等系統、S7-1200或MELSEC等PLC，進行握手協議的一致性網絡組態，實現海量數據的互聯互通，使員工掃碼上線、開工要貨、完工交產、刀條掃碼流轉、坯料識別跟蹤、產品項點全數檢測及刀具數據實時補償等過程實現控制數字化、操作無人化、管理精細化與生產自動化，進而實現MES環境下計劃、調度、設備、生產和能效的全過程閉環管理。

2.刀具及其數據的采集處理
    在智能制造發展新形勢下，刀具生產商應當面向客戶為導向，提供個性化定制刀具，滿足智能化無人值守和長時間大壽命切削的產線要求；刀具供應商應當充分利用海量數據，全面調度，協同銷售，迅捷服務，滿足刀具用戶個性化產品加工的快變需求；刀具用戶應當構建云平臺，建設離散型智造系統，致力挖掘現場刀具壽命數據和產品質量特性，實時共享MES環境下刀具效能，及時發布個性化刀具信息，快速調整產線狀態，適應市場訂單需求；智造系統供方務必緊扣智能制造脈搏，透析產線建造的工業信息化要求，運用先進儀器、高端裝備和實時MES，研制具有集成性、實時性、可視化、精益化和自適應、自學習等特點的智造工廠，滿足制造業管理技術、軟件技術和信息化技術的不斷發展需求。
    （1）刀具生產商的個性化供應策略　規模大小不一的刀具生產商，其產品適應特點有著較大差異，面向的客戶也會豐富多彩，個性化的供應策略隨之截然不同。
    在減材制造領域內，山特維克可樂滿公司基于刀具大數據平臺，圍繞刀具簡便快捷多樣一體化的發展要求，向用戶直銷式推出在線刀具組裝器（見圖6），用以幫助施工員優選適合刀具，快裝完整刀具，明晰刀具價格，查看三維造形，生成圖形文件，兼容CAM軟件，提高仿真精度。
   硬質合金刀具制造商之一的山高刀具借助微信公眾號“金屬加工”和抖音號“MW1950”，向用戶提供刀片崩裂、梳狀微崩、難斷屑和表面精加工等問題的創新解決方案，用以優化刀具生產率。
    有的刀具廠商會借助各省份及全國性職業技能大賽，免費提供車刀、鉆頭和絲錐等個性化刀具，并以賽前實訓平臺打包銷售形式，推廣刀具個性化服務，拓展院校應用市場。
    （2）刀具供應商的協同性銷售手段　隨著人工智能、大數據等新技術的廣泛應用，互聯網與產業融合的發展程度日益加深。刀具供應商應充分利用互聯網平臺，借助共享數據，采取協同性銷售手段，與客戶建立自然和有價值的微營銷關系，從先前的藝術性人際關系處理向互聯網屬性的科學性知識交互轉變，從而適應新形勢的刀具市場營銷變化。這一點可以充分借鑒高端機床的銷售經驗：A有客戶，B有資源，C有情報，D買裝備，也就是（A＋B＋C）→D。
    （3）刀具用戶的海量數據采集共享　在今后基于MES環境的網絡化車間管控系統中，用戶產線均會具備5個過程：數據采集→統計分析→系統協調→自適應自學習→人工智能。于是，刀具用戶便會借助數據采集分析軟件，獲取刀具切削力曲線，經由宏程序讀取當前刀具地址來判斷換刀狀態以及新刀具自動退刀補加工，通過產品在線測量結果自動進行刀具補償，最終刀具數據、產品數據、機床數據、生產數據和管理數據實現網絡化共享。數據采集分析軟件及刀具補償源代碼如圖7所示。
（4）智造系統供方的全局服務意識　正如金屬加工直播“沒到過馬扎克的工廠，你無法想象制造業的未來將會是…”，未來智造系統的生產設備將會全部聯網，采用CPC生產管理軟件和工藝管理系統CAPP，配置產品型數據庫管理PDM，運用質量管理數據平臺DDES，大量使用智能化的柔性制造FMS等裝備。基于MES環境的制造業會被挖掘出全面有用的信息，并被快捷、高效處理，進而釋放出數據的價值，獲知彼此間的關聯關系，實現數據、技術、業務流程和組織結構四要素的互動創新和持續優化。為此，智造系統供方應立足于全方位服務，向用戶提供涵蓋面廣、兼容性強、數據量大、共享度寬和智能化深的產線建設方案，做到創新發展、智能發展和綠色發展，不斷滿足用戶日益增長的個性化定制需求。

3.結語
    多地區會以“實施萬項技改、推進萬企轉型、完成數千億元”為目標，密集釋放一系列技改政策紅利。刀具生產商、刀具供應商和智造系統供方務必抓住各大用戶產業轉型的技術改造契機，提供產品全生命周期式智能化建設服務，滿足工業現場海量數據采集處理要求，實現云平臺的生產、財務、質量和機床等信息的共享。

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