觀察行業創新變革的窗口——意大利34.BI-MU機床展觀后感
觀察行業創新變革的窗口
——意大利34.BI-MU機床展觀后感
2024年10月9-12日，第34屆意大利機床及自動化系統展覽會（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展覽會。
應展會主辦方意大利機床機器人和自動化系統制造商協會（UCIMU-SISTEMI PER PRODURRE，簡稱意大利機床協會、UCIMU）邀請，中國機床工具工業協會郭長城、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，協會考察小組與意大利機床協會主席和高級經理等負責人舉行會談，交流行業運行情況、發展趨勢，以及繼續加強北京CIMT（中國國際機床展覽會）、上海CCMT（中國數控機床展覽會）的合作等事宜。觀展過程中,與多家歐洲參展企業負責人進行溝通、交流，多方面了解近年來歐洲機床企業發展變化、技術創新趨勢以及行業發展特點。考察小組擷其中部分內容形成觀點，供行業參考。
一、萃取歐洲機床制造技術精髓的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國，機床產品以其創新性、高品質、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，這一地區是傳統的歐洲先進制造業聚集地，機床企業與高校研究所及用戶企業間交流密切，供應鏈配套齊全，產業鏈整體創新能力強，研發成果往往率先在本地BI-MU展會發布。
34.BI-MU展會由意大利機床協會（UCIMU）主辦，展會面積6.5萬平方米，專業觀眾3.5萬人。參展企業數量超過750家，歐洲大部分知名機床制造企業參展。其中37%參展企業來自意大利境外，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。
展會主題是“全方位創新”。設有機器人、增材制造、數字、計量、功能部件和工具、熱處理和表面處理、復合材料、咨詢和認證8個主題展示區。四天展會期間舉行了60多場技術交流會，1400人次線下參會，5000人次通過遠程直播參與。
34.BI-M展會根據環境、經濟和社會可持續發展的原則進行組織和管理，通過了ISO20121認證。
二、呈現行業創新變革趨勢的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、表面處理設備、工量具、夾具、功能部件、附件等。
從展會可以看到，可持續發展、數字化、自動化、人工智能、物聯網、云計算等新技術、新理念已經深度融入機床行業中，形成了多個創新點和關注點，或將成為機床行業未來加速發展的方向。
1. 工業5.0成為機床行業發展新機遇，未來可能成為市場準入門檻
2021年4月，歐盟發布了《工業5.0：邁向可持續、以人為本和富有彈性的歐洲工業》白皮書。工業4.0 著重于人工智能、機器人技術和物聯網在制造業中的核心作用。工業5.0則強調社會和生態價值，要求工業生產必須尊重和保護地球生態，將員工的利益置于生產過程的中心位置，使歐洲工業實現人與自然和諧發展。按照“工業5.0”的發展理念，達到能源高效、循環經濟、數字化和脫碳將成為企業未來戰略的基本要求。
為推進從工業4.0到5.0的過渡，意大利政府批準“實施國家復蘇和復原力計劃的進一步緊急規定”法令，2024年8月開放了在線稅收抵免預訂系統。政府為轉型5.0計劃總撥款63億歐元，面向生態轉型和能源效率，針對在意大利進行生產設施新投資的公司，作為降低能源消耗創新項目的一部分。歐洲機床制造企業期待工業5.0帶來訂單增長，并形成新的商業模式。
根據對34.BI-MU展會考察和在當地行業企業走訪調研了解的情況，歐洲企業對“工業5.0”有了普遍的認知，部分企業已經開始行動。意大利ROSA公司認為，技術應該實現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境，并介紹了滿足工業5.0要求的重點展示機床。
意大利RETUNER公司、TEAMSYSTEM公司等企業為用戶提供實施工業5.0的解決方案和途徑。
中國作為全球產業鏈重要組成部分，需要密切關注歐洲工業5.0進程，這或許成為市場準入的新規則，從而影響中國制造企業在全球產業鏈布局、定位和產品策略等。要未雨綢繆，提前研究，做好應對準備；另一方面，應該認真研究其核心內容、實現路徑和目標宗旨，跟蹤、評估其操作過程和實施效果，從而適時調整適合我國國情的工業發展戰略。
2. 可持續發展理念體現在機床制造、使用全過程
參展機床凸顯了保護資源、實行可持續發展的理念和成果，是本次34.BI-MU機床展的鮮明亮點。
瑞士FEHLMANN公司在規劃建造廠房時注重節約能源，采取良好的隔熱措施、合理的窗戶朝向、多樓層的廠房布局，確保高效經濟地使用能源、土地等資源；在機床設計時優化各種能耗參數，如工件裝夾、更換刀具的時間和能耗、機床能源回收系統、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境中使用，無需壓縮空氣，碳排放可降低達99%。TNC7數控系統、“狀態監控”軟件、TD110刀具破損檢測器可以提高生產率和可靠性，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年以前生產的2000系列節省能源高達60%。同時回收二手機器人，提高產品可持續發展能力。
3. 數字化加速滲入到機床行業各細分領域，重組式創新的時代已然到來
數字化的內涵是用更少的物理資源創造更多價值。在展會上可以看到，工廠數字化解決方案，包括數字孿生、遠程協助系統和預測性維護系統等已體現在機床行業的各個層面。
德國SIEMENS公司展示了SIEMENS NX集成式制造系統軟件，可以對機械、電氣等部件進行輔助設計，進行工藝編程、仿真、生產規劃、車間數據聯通和流程管理，應用于數控加工、機器人、3D 打印和質量檢測工序。
隨著數字化應用不斷深化，未來每臺機床都有一個數字孿生，車間中的所有機床都將相互連接，可以交換數據和指令，并實現數字服務。數字孿生作為機床實體的數字化復制品，包括機床組件、功能、運動等多個因素，可幫助企業在實際投入生產之前、中、后，在虛擬環境中進行仿真調試、測試，以調整優化整個流程，最終實現高效的柔性生產。數字孿生、人工智能與其它前沿技術的深度融合，激發無數重組式創新的時代已然到來。
4. 機器人成為機床重要的組成部分
據國際機器人聯合會（IFR）統計，2020年全球約有300萬臺工業機器人在運行，2022年為400萬臺，2023年460萬臺。2024年預計為520萬臺。
近幾年，工業機器人高速發展，既可獨立應用于各種使用場景，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計制造。
意大利COMAU公司在本屆展會推出全球首發Smart-Reach高速加工中心，機床采用一個直線軸和多個關節機械手的旋轉軸，以半圓柱形包絡面圍繞工件移動，具有五軸聯動加工功能，工件一次裝夾可實現六面加工。機床重復定位精度±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構件的高效靈活加工，如大型鑄件底座、電池托盤、航空結構件等。
意大利GHIDINI公司則是采用6軸FANUC機器人夾持各種復雜形狀工件，進行倒角、拋光加工，為用戶提供一體化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在過去10年中以平均每年約30%的速度增長，申請總數是其他高科技行業的6倍。英國牛津經濟研究院統計，增材制造的全球營業額在2016年至2022年期間增長了兩倍，從60億美元增加到180億美元。
增材制造技術日趨成熟，表現在增材制造的材料品種越來越豐富，如金屬、聚合物、復合材料、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打印設備融入多種新技術，使增材制造生產效率大幅提高，改變了增材制造是單件定制產品的概念，實現高質量中大批量生產成為可能。
6. 創新賦能機床，有力支撐產品更新換代
歐洲及日本的機床企業適應市場變化，對產品不斷進行小微創新，或將多個創新疊加，孕育出新一代產品。
瑞士STUDER公司展示了S31內外圓磨床采用激光測量儀測量工件加工前、后的外圓尺寸。根據加工要求不同，選擇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合在一臺機床上，生產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TEMPUS掃描算法，使該公司制造的增材制造機床生產效率加快了一倍。
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生的離心力引起的長度變化，測量值可以自動傳輸到NC控制器進行校正；振動傳感器通過控制液壓對軸承的預緊力，實現自動減振；高靈敏噪聲檢測器能夠在幾微米內識別出零件和砂輪之間的接觸，可以節省更多的時間和砂輪材料。
日本TSUDAKOMA公司的數控機床轉臺，采用BallDriveNC轉臺?技術，通過齒輪和鋼球進行動力傳輸，具有預加載荷、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。數控機床轉臺在全球銷售量排名前列。
德國ROHM公司的“iJaw”智能卡盤卡爪，是機床行業第一款配備傳感器技術和數據無線傳輸的卡盤卡爪，在加工過程中實時測量夾緊力，并可優化反饋調整。對于薄壁部件或敏感表面，防止夾緊力過大導致工件變形，顯著減少廢品，提高零件質量。通過云服務可以遠程訪問數據并評估加工參數，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用傳感器系統（ZEISS mass）技術，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. 吸引機床行業未來人才
意大利乃至歐洲機床行業企業都存在著不同程度的人才結構和老齡化問題，需要吸引受過職業培訓、積極進取的年輕人，傳承和發展機床行業。展會設立了“教育與就業”特別項目，組織4000多位學生參觀展會，讓學生了解行業企業的工作內容、社會價值和發展機會。參展企業也安排資深專業人員進行相關內容講解，培養學生對機床的興趣。展會中舉行了機器人大賽，培養年輕人的創新精神，以推動行業發展。歐洲機床企業具有重視后繼人才培養的傳統，這可能是歐洲機床制造業能夠在全球保持競爭力的重要原因之一。
8. 中國機床企業揚帆出海，積極拓展歐洲市場
本次展會有多家中國企業參展，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。這些企業根據歐洲市場需求，提供了適合不同行業需要的定制化解決方案，展現了產品適應性和技術靈活性。
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。國內企業進入歐洲市場，不僅需要了解當地用戶對機床產品技術性能和服務需求等方面的事宜，也需要了解當地的法律法規要求，了解歐洲市場特點和當地文化，不斷在了解中融入，在融入中發展，在發展中共贏。
通過參觀考察我們感受到，歐洲機床企業在市場激烈競爭、技術創新變革、供應鏈波動中，揚長避短、優勢互補，努力保持其行業的競爭力。他們的理念和做法值得我們持續關注。
來源：協會“意大利機床展”考察小組 （執筆吳曉健） 責編：張芳麗
