CIMT2021 看点之二：规范和促进数据使用，发展智能制造的重要课题
2021-3-18 来源： 作者：符祚钢
二、规范和促进数据使用，发展智能制造的重要课题
数字技术的应用，持续地改变着传统制造业。在这场变革中，各种数字化工具应运而生，数字设计软件、编程软件、数控加工设备、数字测量装置、生产管理系统、企业管理系统、远程服务系统等。这些数字化工具在产品全寿命周期中，生成了大量的数据。目前，各大数控设备制造商都使用各自的专有语言，数据格式的差异，使得各种数据之间的互联互通不顺畅。这已经不能满足客户对零部件数据、机器状态以及生产数量等信息日益增长的需求。统一定义各种数据，采用开放的、标准化的接口，保障这些数据在整个过程链中的数字化工具之间实现互联互通，能够简化机床设备与用户IT基础设施的连接并降低其费用，减轻人力资源负担、提高项目实施速度和降低成本，对于实现智能制造也是至关重要的。世界主要机床工具制造国都把这个标准和协议的制定列为非常重要的事项之一。当前，已经制定的互联互通标准有，中国的NC-Link、美国的MTConnect、德国的Umati。
NC-Link——数控设备互联通讯协议标准，由中国机床工具工业协会发起并联合了10多家机床工具制造商、数控系统生产商、高等院校和科研院所共同研发，旨在制定具有国际先进水平的数控机床互联通讯协议标准，确保来自不同控制系统的机床数据，通过开放的、标准化的连接进行网络传输。
NC-Link标准由通用技术条件、联网参考模型、数控装备模型定义、数据项定义、终端及接口定义、安全性、评价规范等七部分组成，支持数控机床、机器人、AGV小车、PLC等单个数控装备、智能生产线和智能工厂的数据交互，还可以支持以NC-Link代理器为基础的多个云数据中心的互联。实现人与设备之间的联接、异构设备之间的互联、设备之间的互操作、应用软件与设备之间的联接。
目前NC-Link数据采集适配器支持华中数控、i5、广州数控、科德数控、西门子数控、发那科数控和倍福数控系统。
NC-Link协议已在武汉华中数控股份有限公司、广州数控设备有限公司、科德数控股份有限公司、沈阳高精数控股份有限公司、沈机（上海）智能系统研发设计有限公司等联盟成员的数控产品实现了应用。
美国机械制造技术协会（AMT）在2006年提出了数控设备之间的数据交换标准协议MTConnect，主要用于数控机床、PLC、机械臂、测量设备在内的所有数控设备的数据交换。本届展会上AMT将展示一套以数控装备互联通讯（协议）标准（MTConnect）为基础的智能制造演示系统。展示不同厂家生产的不同数控设备（机床、刀具、对刀仪等）如何采用MTConnect标准进行数据采集、分析和应用来实现智能化生产和管理。
德国Umati数控设备互联标准，由德国机床制造商协会（VDW）和德国机械与设备工程协会（VDMA）联合德马吉森精机（DMG MORI）、埃马克（EMAG）、巨浪、恒轮、格劳博、利勃海尔、通快、+GF+、联合磨削等机床工具制造商，并邀请了西门子、海德汉、发那科（FANUC）、博世力士乐、倍福、发格（FAGOR）、三菱电机等全球主要数控系统制造商共同研发。
Umati基于OPC 统一构架（UA），可便捷安全地把机床和设备无缝连接到客户端或用户端的IT生态系统中去，用于机床与生产环境内外围的IT系统的连接。
物联网时代，数据信息将成为行业发展重要的战略资源，这将给机床工具行业开拓一个全新的业务领域。工业大数据的汇聚产生“核聚变”，大量的数据经过互联网平台数以万计的应用程序的运算，可为各类工业设备提供完备的设备健康和故障预测、生产效率优化、能耗管理、排程优化等应用，从而解决传统工业质量、效率、能耗等问题，帮助工业企业实现数字化转型，重构传统工业生态。
未雨绸缪，着眼未来的数据商品，境内外多家企业开展了工业大数据平台的建设工作，以求在竞争市场中谋得先机。德国电信（DUETSCHE TELEKOM）以VDW建立的通用机床接口标准Umati为基础，开展了智能数据中心（DATAINTELLIGENCE HUB）的建设。
中国机床工具工业协会正在开展机床工具行业互联网平台的建设工作，目的是通过云平台大数据分析与计算，赋予企业资产性能管理、运营效率提升、能源管理优化、安全生产和环保等能力，帮助企业提高竞争力。
德国INDEX的iworld 云平台，整合了其物联网平台iX4.0、服务门户iService、采购门户iShop，涵盖了从购买过程中的技术规范调查、对机床操作的监控和优化，一直到机床检修的各个阶段。
语祯物联的数字化精益管理平台，基于Spring Cloud微服务技术，在云端部署轻量级MES、PLM等管理软件，融合JIT、精益、TOC瓶颈理论的思想精髓，结合云计算、工业物联网、移动互联网技术，实现工厂的流程优化，实现数字化透明车间。围绕OEE指标提供数据采集、数据分析、生产管理等服务，帮助企业降低成本，提升效率。
深圳吉兰丁将展示机床IoT深度数据平台，可高质量采集生产过程数据信息，通过数据分析软件，运用各种数据分析方法和特征值计算，对收集到的数据进行分析处理，帮助企业管理人员了解当前的生产状况，为企业实现生产目标提供真实的决策依据。
大连工业大学将在院校之窗展出基于数字孪生的工业互联网平台，可以实现加工环境的三维可视化全流程监控、管理和信息采集，加工工艺和生产流程的仿真与优化，产品的数字营销和远程运维。
院校之窗是中国机床工具工业协会为推进产学研相结合而设立的面对面交流展示平台，旨在让新技术、新创意尽快走向工厂，走向用户。在该展区，除大连工业大学的互联网平台外，清华大学、天津大学、大连理工、南京理工等高等院校都将展示他们近年来荣获机械工业科技奖等奖项的技术成果。
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