觀察行業(yè)創(chuàng)新變革的窗口——意大利34.BI-MU機床展觀后感
2024-12-20 來源：機床協(xié)會 作者：-
2024年10月9-12日，第34屆意大利機床及自動化系統(tǒng)展覽會（以下簡稱34.BI-MU）在意大利米蘭國際展覽中心（Fiera Milano）舉行。BI-MU展會有66年歷史，每兩年舉辦一屆，是意大利最重要的機床行業(yè)展覽會。
應(yīng)展會主辦方意大利機床機器人和自動化系統(tǒng)制造商協(xié)會（UCIMU-SISTEMI PER PRODURRE，簡稱意大利機床協(xié)會、UCIMU）邀請，中國機床工具工業(yè)協(xié)會郭長城、王旭副會長一行6人對34.BI-MU展覽會進行了參觀考察。在展會期間，協(xié)會考察小組與意大利機床協(xié)會主席和高級經(jīng)理等負責(zé)人舉行會談，交流行業(yè)運行情況、發(fā)展趨勢，以及繼續(xù)加強北京CIMT（中國國際機床展覽會）、上海CCMT（中國數(shù)控機床展覽會）的合作等事宜。觀展過程中,與多家歐洲參展企業(yè)負責(zé)人進行溝通、交流，多方面了解近年來歐洲機床企業(yè)發(fā)展變化、技術(shù)創(chuàng)新趨勢以及行業(yè)發(fā)展特點。考察小組擷其中部分內(nèi)容形成觀點,供行業(yè)參考。
一、萃取歐洲機床制造技術(shù)精髓的34.BI-MU展會
意大利是歐洲機床制造強國之一，2023年機床產(chǎn)量世界排名第五，出口和消費排名第四，是歐洲僅次于德國的第二大機床生產(chǎn)國，機床產(chǎn)品以其創(chuàng)新性、高品質(zhì)、高精度和高效率而聞名。
意大利北部與瑞士、奧地利、法國相鄰，與德國相近，這一地區(qū)是傳統(tǒng)的歐洲先進制造業(yè)聚集地，機床企業(yè)與高校研究所及用戶企業(yè)間交流密切，供應(yīng)鏈配套齊全，產(chǎn)業(yè)鏈整體創(chuàng)新能力強，研發(fā)成果往往率先在本地BI-MU展會發(fā)布。
34.BI-MU展會由意大利機床協(xié)會（UCIMU）主辦，展會面積6.5萬平方米，專業(yè)觀眾3.5萬人。參展企業(yè)數(shù)量超過750家，歐洲大部分知名機床制造企業(yè)參展。其中37%參展企業(yè)來自意大利境外，包括德國、瑞士、西班牙、英國、法國、中國、日本、美國、澳大利亞等18個國家和地區(qū)。
展會主題是“全方位創(chuàng)新”。設(shè)有機器人、增材制造、數(shù)字、計量、功能部件和工具、熱處理和表面處理、復(fù)合材料、咨詢和認證8個主題展示區(qū)。四天展會期間舉行了60多場技術(shù)交流會，1400人次線下參會，5000人次通過遠程直播參與。
34.BI-M展會根據(jù)環(huán)境、經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展的原則進行組織和管理，通過了ISO20121認證。
二、呈現(xiàn)行業(yè)創(chuàng)新變革趨勢的34.BI-MU展會
34.BI-MU的展品涵蓋金屬切削機床、金屬成形機床、增材制造/3D打印、機器人、表面處理設(shè)備、工量具、夾具、功能部件、附件等。
從展會可以看到，可持續(xù)發(fā)展、數(shù)字化、自動化、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等新技術(shù)、新理念已經(jīng)深度融入機床行業(yè)中，形成了多個創(chuàng)新點和關(guān)注點，或?qū)⒊蔀闄C床行業(yè)未來加速發(fā)展的方向。
1. 工業(yè)5.0成為機床行業(yè)發(fā)展新機遇，未來可能成為市場準入門檻
2021年4月，歐盟發(fā)布了《工業(yè)5.0：邁向可持續(xù)、以人為本和富有彈性的歐洲工業(yè)》白皮書。工業(yè)4.0 著重于人工智能、機器人技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)在制造業(yè)中的核心作用。工業(yè)5.0則強調(diào)社會和生態(tài)價值，要求工業(yè)生產(chǎn)必須尊重和保護地球生態(tài)，將員工的利益置于生產(chǎn)過程的中心位置，使歐洲工業(yè)實現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展。按照“工業(yè)5.0”的發(fā)展理念，達到能源高效、循環(huán)經(jīng)濟、數(shù)字化和脫碳將成為企業(yè)未來戰(zhàn)略的基本要求。
為推進從工業(yè)4.0到5.0的過渡，意大利政府批準“實施國家復(fù)蘇和復(fù)原力計劃的進一步緊急規(guī)定”法令，2024年8月開放了在線稅收抵免預(yù)訂系統(tǒng)。政府為轉(zhuǎn)型5.0計劃總撥款63億歐元，面向生態(tài)轉(zhuǎn)型和能源效率，針對在意大利進行生產(chǎn)設(shè)施新投資的公司，作為降低能源消耗創(chuàng)新項目的一部分。歐洲機床制造企業(yè)期待工業(yè)5.0帶來訂單增長，并形成新的商業(yè)模式。
根據(jù)對34.BI-MU展會考察和在當(dāng)?shù)匦袠I(yè)企業(yè)走訪調(diào)研了解的情況，歐洲企業(yè)對“工業(yè)5.0”有了普遍的認知，部分企業(yè)已經(jīng)開始行動。意大利ROSA公司認為，技術(shù)應(yīng)該實現(xiàn)人與機器之間的和諧相處，減少碳足跡，促進安全和包容的工作環(huán)境，并介紹了滿足工業(yè)5.0要求的重點展示機床。
意大利RETUNER公司、TEAMSYSTEM公司等企業(yè)為用戶提供實施工業(yè)5.0的解決方案和途徑。
中國作為全球產(chǎn)業(yè)鏈重要組成部分，需要密切關(guān)注歐洲工業(yè)5.0進程，這或許成為市場準入的新規(guī)則，從而影響中國制造企業(yè)在全球產(chǎn)業(yè)鏈布局、定位和產(chǎn)品策略等。要未雨綢繆，提前研究，做好應(yīng)對準備；另一方面，應(yīng)該認真研究其核心內(nèi)容、實現(xiàn)路徑和目標宗旨，跟蹤、評估其操作過程和實施效果，從而適時調(diào)整適合我國國情的工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。
2. 可持續(xù)發(fā)展理念體現(xiàn)在機床制造、使用全過程
參展機床凸顯了保護資源、實行可持續(xù)發(fā)展的理念和成果，是本次34.BI-MU機床展的鮮明亮點。
瑞士FEHLMANN公司在規(guī)劃建造廠房時注重節(jié)約能源，采取良好的隔熱措施、合理的窗戶朝向、多樓層的廠房布局，確保高效經(jīng)濟地使用能源、土地等資源；在機床設(shè)計時優(yōu)化各種能耗參數(shù)，如工件裝夾、更換刀具的時間和能耗、機床能源回收系統(tǒng)、機床運行完成NC程序后自動進入睡眠模式等。
德國HEIDENHAIN公司的LC系列直線光柵尺和RCN系列角度編碼器可以在含有冷卻液和冷凝水污染的環(huán)境中使用，無需壓縮空氣，碳排放可降低達99%。TNC7數(shù)控系統(tǒng)、“狀態(tài)監(jiān)控”軟件、TD110刀具破損檢測器可以提高生產(chǎn)率和可靠性，降低車間碳排放。HEIDENHAIN公司為用戶提供了專用碳排放量在線計算工具，可以計算出使用該公司產(chǎn)品后的減排效果。
德國KUKA公司推出KR QUANTEC系列機器人，比其2010年以前生產(chǎn)的2000系列節(jié)省能源高達60%。同時回收二手機器人，提高產(chǎn)品可持續(xù)發(fā)展能力。
3. 數(shù)字化加速滲入到機床行業(yè)各細分領(lǐng)域，重組式創(chuàng)新的時代已然到來
數(shù)字化的內(nèi)涵是用更少的物理資源創(chuàng)造更多價值。在展會上可以看到，工廠數(shù)字化解決方案，包括數(shù)字孿生、遠程協(xié)助系統(tǒng)和預(yù)測性維護系統(tǒng)等已體現(xiàn)在機床行業(yè)的各個層面。
德國SIEMENS公司展示了SIEMENS NX集成式制造系統(tǒng)軟件，可以對機械、電氣等部件進行輔助設(shè)計，進行工藝編程、仿真、生產(chǎn)規(guī)劃、車間數(shù)據(jù)聯(lián)通和流程管理，應(yīng)用于數(shù)控加工、機器人、3D 打印和質(zhì)量檢測工序。
隨著數(shù)字化應(yīng)用不斷深化，未來每臺機床都有一個數(shù)字孿生，車間中的所有機床都將相互連接，可以交換數(shù)據(jù)和指令，并實現(xiàn)數(shù)字服務(wù)。數(shù)字孿生作為機床實體的數(shù)字化復(fù)制品，包括機床組件、功能、運動等多個因素，可幫助企業(yè)在實際投入生產(chǎn)之前、中、后，在虛擬環(huán)境中進行仿真調(diào)試、測試，以調(diào)整優(yōu)化整個流程，最終實現(xiàn)高效的柔性生產(chǎn)，推動產(chǎn)業(yè)革命持續(xù)深化。數(shù)字孿生、人工智能與其它前沿技術(shù)的深度融合，激發(fā)無數(shù)重組式創(chuàng)新的時代已然到來。
4. 機器人成為機床重要的組成部分
據(jù)國際機器人聯(lián)合會（IFR）統(tǒng)計，2020年全球約有300萬臺工業(yè)機器人在運行，2022年為400萬臺，2023年460萬臺。2024年預(yù)計為520萬臺。
近幾年，工業(yè)機器人高速發(fā)展，既可獨立應(yīng)用于各種使用場景，也可與機床深度融合，成為機床的功能部件之一，或成為機床主機的一部分。
瑞士STUDER公司S31磨床與FANUC機器人組合成一體，實現(xiàn)工件自動上下料，機器人成為機床的可選部件，機床防護罩也進行了一體化設(shè)計制造。
意大利COMAU公司在本屆展會推出全球首發(fā)Smart-Reach高速加工中心，機床采用一個直線軸和多個關(guān)節(jié)機械手的旋轉(zhuǎn)軸，以半圓柱形包絡(luò)面圍繞工件移動，具有五軸聯(lián)動加工功能，工件一次裝夾可實現(xiàn)六面加工。機床重復(fù)定位精度±0.003mm，X/Y/Z軸的快移速度為80/90/90m/min，加速度0.8g。適用于大型輕量化結(jié)構(gòu)件的高效靈活加工，如大型鑄件底座、電池托盤、航空結(jié)構(gòu)件等。
意大利GHIDINI公司則是采用6軸FANUC機器人夾持各種復(fù)雜形狀工件，進行倒角、拋光加工，為用戶提供一體化粗糙度良好的拋光加工解決方案。
5. 增材制造的材料品種不斷豐富，中大批量生產(chǎn)能力逐步形成
歐洲專利局（EPO）研究表明，增材制造解決方案的專利申請數(shù)在過去10年中以平均每年約30%的速度增長，申請總數(shù)是其他高科技行業(yè)的6倍。英國牛津經(jīng)濟研究院統(tǒng)計，增材制造的全球營業(yè)額在2016年至2022年期間增長了兩倍，從60億美元增加到180億美元。
增材制造技術(shù)日趨成熟，表現(xiàn)在增材制造的材料品種越來越豐富，如金屬、聚合物、復(fù)合材料、貴金屬、蠟和鑄造土、陶瓷和水泥等材料，材料形式有粉材、絲材和線材等。同時，3D打印設(shè)備融入多種新技術(shù)，使增材制造生產(chǎn)效率大幅提高，改變了增材制造是單件定制產(chǎn)品的概念，實現(xiàn)高質(zhì)量中大批量生產(chǎn)成為可能。
6. 創(chuàng)新賦能機床，有力支撐產(chǎn)品更新?lián)Q代
歐洲及日本的機床企業(yè)適應(yīng)市場變化，對產(chǎn)品不斷進行小微創(chuàng)新，或?qū)⒍鄠€創(chuàng)新疊加，孕育出新一代產(chǎn)品。
瑞士STUDER公司展示了S31內(nèi)外圓磨床采用激光測量儀測量工件加工前、后的外圓尺寸。根據(jù)加工要求不同，選擇傳統(tǒng)的在線測量和在機激光測量。
意大利PORTACENTER公司展示了多工位組合機床，將三臺臥式加工中心復(fù)合在一臺機床上，生產(chǎn)效率比普通加工中心提高了3倍以上，同時比專用機床更靈活，可以在15min內(nèi)更換零件，滿足多品種中小批量加工的需求。
英國RENISHAW公司首次展出了2023年底完成的一項新技術(shù)TEMPUS掃描算法，使該公司制造的增材制造機床生產(chǎn)效率加快了一倍。
瑞士IBAG公司主軸可配備多種傳感器。長度傳感器可確定軸承在啟動過程中產(chǎn)生的離心力引起的長度變化，測量值可以自動傳輸?shù)絅C控制器進行校正；振動傳感器通過控制液壓對軸承的預(yù)緊力，實現(xiàn)自動減振；高靈敏噪聲檢測器能夠在幾微米內(nèi)識別出零件和砂輪之間的接觸，可以節(jié)省更多的時間和砂輪材料。
日本TSUDAKOMA公司的數(shù)控機床轉(zhuǎn)臺，采用BallDriveNC轉(zhuǎn)臺®技術(shù)，通過齒輪和鋼球進行動力傳輸，具有預(yù)加載荷、超高精度、無反向間隙的特點。輕載荷下不需要定位制動，比該公司普通轉(zhuǎn)臺定位時間縮短1/2，已被許多汽車制造廠采用，并給予了高度評價。數(shù)控機床轉(zhuǎn)臺在全球銷售量排名前列。
德國ROHM公司的“iJaw”智能卡盤卡爪，是機床行業(yè)第一款配備傳感器技術(shù)和數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)目ūP卡爪，在加工過程中實時測量夾緊力，并可優(yōu)化反饋調(diào)整。對于薄壁部件或敏感表面，防止夾緊力過大導(dǎo)致工件變形，顯著減少廢品，提高零件質(zhì)量。通過云服務(wù)可以遠程訪問數(shù)據(jù)并評估加工參數(shù)，或顯示警告信息。
德國蔡司公司ZEISS CONTURA三坐標測量機是新一代配備了多應(yīng)用傳感器系統(tǒng)（ZEISS mass）技術(shù)，最多可配備9個傳感器，采用通用接口，方便更換。還可選用光學(xué)傳感器LINESCAN，用激光三角測量傳感器測量232960個點/秒，其精度為20µm，可完整、高效地測量自由曲面，精確對比標稱幾何形狀和實際幾何形狀差異。
7. 吸引機床行業(yè)未來人才
意大利乃至歐洲機床行業(yè)企業(yè)都存在著不同程度的人才結(jié)構(gòu)和老齡化問題，需要吸引受過職業(yè)培訓(xùn)、積極進取的年輕人，傳承和發(fā)展機床行業(yè)。展會設(shè)立了“教育與就業(yè)”特別項目，組織4000多位學(xué)生參觀展會，讓學(xué)生了解行業(yè)企業(yè)的工作內(nèi)容、社會價值和發(fā)展機會。參展企業(yè)也安排資深專業(yè)人員進行相關(guān)內(nèi)容講解，培養(yǎng)學(xué)生對機床的興趣。展會中舉行了機器人大賽，培養(yǎng)年輕人的創(chuàng)新精神，以推動行業(yè)發(fā)展。歐洲機床企業(yè)具有重視后繼人才培養(yǎng)的傳統(tǒng)，這可能是歐洲機床制造業(yè)能夠在全球保持競爭力的重要原因之一。
8. 中國機床企業(yè)揚帆出海，積極拓展歐洲市場
本次展會有多家中國企業(yè)參展，展品有激光加工機床、機器人、工具等。濟南邦德激光公司、山東金威刻公司、山東歐銳激光公司、安徽埃夫特公司意大利子公司EFORT Robotics、山東征宇機械有限公司等前去參展。這些企業(yè)根據(jù)歐洲市場需求，提供了適合不同行業(yè)需要的定制化解決方案，展現(xiàn)了產(chǎn)品適應(yīng)性和技術(shù)靈活性。
歐洲是全球機床三大消費市場之一，也是準入門檻要求較高的市場。國內(nèi)企業(yè)進入歐洲市場，不僅需要了解當(dāng)?shù)赜脩魧C床產(chǎn)品技術(shù)性能和服務(wù)需求等方面的事宜，也需要了解當(dāng)?shù)氐姆煞ㄒ?guī)要求，了解歐洲市場特點和當(dāng)?shù)匚幕粩嘣诹私庵腥谌耄谌谌胫邪l(fā)展，在發(fā)展中共贏。
通過參觀考察我們感受到，歐洲機床企業(yè)在市場激烈競爭、技術(shù)創(chuàng)新變革、供應(yīng)鏈波動中，揚長避短、優(yōu)勢互補，努力保持其行業(yè)的競爭力。他們的理念和做法值得我們持續(xù)關(guān)注。
來源：協(xié)會“意大利機床展”考察小組 （執(zhí)筆吳曉健） 責(zé)編：張芳麗
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