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在北京第十七屆國際機床展舉行期間，華中數(shù)控新一代人工智能數(shù)控系統(tǒng)——“華中9型智能數(shù)控系統(tǒng)”產(chǎn)品正式發(fā)布，這是世界上首臺具備自主學(xué)習(xí)、自主優(yōu)化能力的數(shù)控系統(tǒng)。

據(jù)介紹，該系統(tǒng)集成AI芯片，融合AI算法，將人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新一代智能技術(shù)與先進制造技術(shù)深度融合，遵循“自主感知-自主學(xué)習(xí)-自主決策-自主執(zhí)行”新模式，實現(xiàn)了真正的智能化。

 

智能制造是制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要方向，也是華中數(shù)控研發(fā)的重點。為了向行業(yè)提供更高質(zhì)量的產(chǎn)品，華中數(shù)控組織300多名技術(shù)人員，經(jīng)過6個百日攻關(guān)，奮斗了600個日日夜夜，每天工作12小時，成功研制了華中9型智能數(shù)控系統(tǒng)。這一產(chǎn)品順應(yīng)了智能制造的發(fā)展方向，將互聯(lián)網(wǎng)智能化理念與數(shù)控系統(tǒng)深度融合，為行業(yè)提供了向智能化過渡的優(yōu)質(zhì)選擇。

 

華中數(shù)控董事長陳吉紅表示，當(dāng)前的智能數(shù)控系統(tǒng)多是實現(xiàn)了一些簡單的感知、分析、反饋、控制，遠沒有達到替代人類腦力勞動的水平。而華中9型數(shù)控系統(tǒng)做到了“機床+互聯(lián)網(wǎng)”的有機結(jié)合，同時具備自主感知、自主學(xué)習(xí)的能力，從而達到提高效率、質(zhì)量的目的。

 

華中9型-新一代人工智能數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)資料

 

Part 1: 構(gòu)筑智能新平臺

 

新一代智能數(shù)控系統(tǒng)——華中9型，踐行“智能+”為機床賦能的創(chuàng)新理念，構(gòu)筑人(H)-機(P)-信息(C)融合的數(shù)字孿生系統(tǒng)(S)(HCPS)。華中9型深度融合大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)，打造“端-邊-云”的智能體系架構(gòu)，形成三個平臺：集成AI芯片的智能硬件平臺、支持AI算法的智能軟件平臺、構(gòu)建智能APP生態(tài)的開放平臺，實現(xiàn)“1-3”的體系創(chuàng)新。

 

Part 2: 踐行智能新模式

 

華中9型遵循“自主感知-自主學(xué)習(xí)-自主決策-自主執(zhí)行”的新模式，構(gòu)建機床數(shù)字孿生，探索機床實現(xiàn)智能的新方法！

 

自主感知：指令域大數(shù)據(jù)

 

獨創(chuàng)的指令域大數(shù)據(jù)分析方法，采集、匯聚數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部電控大數(shù)據(jù)和外部傳感器數(shù)據(jù)，形成指令域“心電圖”，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)與加工工況的關(guān)聯(lián)映射，構(gòu)建由機床全生命周期大數(shù)據(jù)描述的數(shù)字孿生。

 

自主學(xué)習(xí)：融合建模

 

借助具有“因果關(guān)系”的數(shù)理模型和具有“關(guān)聯(lián)關(guān)系”的大數(shù)據(jù)模型，獨創(chuàng)性地將數(shù)理模型與大數(shù)據(jù)模型進行融合建模，實現(xiàn)對機床動態(tài)行為的自學(xué)習(xí)和認(rèn)知理解，構(gòu)建由機床動態(tài)模型描述的數(shù)字孿生。

 

自主決策：i代碼

 

利用所獲得的數(shù)字孿生，進行虛擬加工，并預(yù)測加工效果。根據(jù)預(yù)測結(jié)果，自動進行多輪優(yōu)化迭代，最終生成多目標(biāo)智能優(yōu)化的“i代碼”，實現(xiàn)自主決策。

 

自主執(zhí)行：雙碼聯(lián)控

 

獨創(chuàng)的雙碼聯(lián)控技術(shù)，讓傳統(tǒng)數(shù)控加工的“G-代碼”(第一代碼)和多目標(biāo)智能優(yōu)化的“i-代碼”(第二代碼)同步運行，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、可靠、安全的數(shù)控加工。

 

華中9型以融合建模為核心，以“指令域心電圖”、“i代碼”和“雙碼聯(lián)控”為關(guān)鍵技術(shù)，形成“1-3”的技術(shù)創(chuàng)新，支撐著華中9型實現(xiàn)“自主感知-自主學(xué)習(xí)-自主決策-自主執(zhí)行”智能創(chuàng)新的新模式。

 

Part 3: 打造智能新應(yīng)用

 

華中9型圍繞“質(zhì)量提升、工藝優(yōu)化、健康保障、生產(chǎn)管理”四類智能化應(yīng)用場景，華中9型支撐用戶開發(fā)智能APP，打造機床智能應(yīng)用新生態(tài)。

 

1、四類應(yīng)用

 

1）質(zhì)量提升

 

(1)智能輪廓誤差補償

 

高速高精是數(shù)控加工永恒的主題。加工速度越高輪廓誤差越大，如何保障高速加工時零件加工精度，是智能化需要解決的難題之一。

 

華中9型通過建立機床進給系統(tǒng)動力學(xué)和大數(shù)據(jù)融合模型，精確預(yù)測零件輪廓誤差，生成輪廓誤差補償?shù)?/span>“i代碼”，有效提升零件的輪廓精度，實現(xiàn)機床動態(tài)精度的“由絲入微”。

 

(2)熱誤差補償

 

熱誤差是機床的主要誤差來源之一，熱誤差補償是提升機床加工精度的重要手段。

 

華中9型利用機床溫度數(shù)據(jù)、內(nèi)部電控數(shù)據(jù)和機床熱變形數(shù)據(jù)，訓(xùn)練深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，預(yù)測機床熱變形規(guī)律，對熱變形進行補償，保持機床加工精度的穩(wěn)定性，縮短熱機時間。

 

2）工藝優(yōu)化

 

加工工藝參數(shù)與數(shù)控機床實際加工能力的自適應(yīng)，實現(xiàn)加工效率的最大化，是數(shù)控機床加工永恒的目標(biāo)，也是智能化在數(shù)控機床上發(fā)揮作用的重要場景。

 

華中9型建立切削機理與切削大數(shù)據(jù)的融合模型。通過虛擬加工，精確預(yù)測機床響應(yīng)，并進行迭代優(yōu)化，生成優(yōu)化“i代碼”。在加工中自主優(yōu)化工藝參數(shù)，有效提高加工效率。

 

3）健康保障

 

機床運維困難且復(fù)雜，故障后維修是行業(yè)常態(tài)。讓數(shù)控系統(tǒng)像經(jīng)驗豐富的機床運維工程師一樣，從機床運行時的蛛絲馬跡中辨別機床健康狀態(tài)的變化，是實現(xiàn)機床可預(yù)測性維護的關(guān)鍵。

 

華中9型通過運行獨創(chuàng)的機床健康狀態(tài)“鐵人三項”自檢程序，提取、積累機床全生命周期運行大數(shù)據(jù)，融合AI算法，建立機床健康指數(shù)變化模型，實現(xiàn)對機床健康狀態(tài)的評測和預(yù)警。

 

4）生產(chǎn)管理

 

機床從生產(chǎn)、裝配到加工運行過程，缺乏對機床狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集、分析、記錄的工具，無法實現(xiàn)對機床全生命周期的監(jiān)測與管理。

 

華中9型通過數(shù)控機床互聯(lián)通訊協(xié)議NC-Link，匯聚機床裝配、調(diào)試、補償、健康保障及使用過程數(shù)據(jù)。在iNC-Cloud工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺上，建立機床數(shù)據(jù)檔案，實現(xiàn)機床全生命周期的運維和管理。

 

2、N個智能機床

 

以華中9型智能數(shù)控系統(tǒng)為平臺，與秦川機床集團等機床企業(yè)，“深度融合，聯(lián)合攻關(guān)，協(xié)同創(chuàng)新”，研制了智能精密加工中心、智能五軸加工中心、智能高速輪轂加工中心、智能車削中心、智能凸輪軸磨床、智能螺桿磨床、智能滾齒機等不同領(lǐng)域、多種類型的智能機床。推動機床的智能化轉(zhuǎn)型升級，助力機床動態(tài)精度由絲入微。

 

在智能五軸加工中心中，通過綜合應(yīng)用輪廓誤差補償、靜摩擦力補償、工藝參數(shù)優(yōu)化等智能化技術(shù)，小葉輪加工效率與加工質(zhì)量達到世界先進水平。

 

在智能精密加工中心中，通過綜合應(yīng)用空間誤差補償、智能溫度管控、智優(yōu)曲面等智能化技術(shù)，使得新能源汽車渦旋壓縮機零件加工精度提高到