科技思考：DMG森精机是怎样借力AI与5G取得成功的？
实战解析：借力AI与5G,DMG森精机2030年销售额将达一万亿日元
1、森精机的“AI去除切削碎屑解决方案”利用AI模型分析图像，估算在何处累积了多少切削碎屑，自动生成清洁路径，加工室顶部的喷嘴沿着此路径喷出冷却剂，从而有效地去除切削碎屑；
2、森精机在伊贺办事处引入“本地5G”，WH-AGV5自动移动型搬运机器人一类的产品也能与本地5G兼容；
3、森精机的全新“全球零件中心”引进了最新自动仓库及自动管理系统（WMS），同时还将零件的存储容量提高了1.5倍，确保24小时内向全球客户提供的零件配送率达到95%。
2019年7月9日-13日，德玛吉森精机公司举办了私家展览会“伊贺创新日2019”，而这一天，也是全球零件中心开幕的日子。森精机董事长兼总经理森雅彦在开幕式上乐观预测：2030年，森精机的销售额将会达到一万亿日元，长期销售额将增长到现在的两倍。
2018年，德玛吉森精机的销售额首次突破5000亿日元。但森雅彦认为，虽然2019年的销售额和2018年基本持平，但2020年的销售额预计将减少10%～15%。这是因为，受中美贸易摩擦以及中国经济增速放缓的影响，整个行业的出货量必然会减少。尽管如此，森雅彦仍然很乐观，因为森精机全球14家工厂如果满负荷运转，其生产能力将从目前的年产10000台提高到15000台。此外，现在的销售状况也比以前乐观，即使机床昂贵也能卖出去，平均单价今后也将继续上涨。单价上涨的驱动力之一，是5轴机床和自动化。“5轴加工及复合化”“自动化”正是2019年创新日的主题。
这是伊贺创新日2019展览会上的亮点之一，它的加工精度和速度堪比门形加工机，可用于切割大型模具。会场展示了多种先进技术。例如：将5轴机床与负责安置工件的多关节机器人相结合的自动化技术；用一个卡盘一气完成切割、磨削及完工检查等的复合作业技术等。森雅彦对自动化寄予厚望：德马吉森精机目前的出货量中，约有两成附带自动化设备，但到2030年，这一占比将提高到八成。AI去除切削碎屑的解决方案创新日上，德玛吉森精机还展示了许多开发中的新技术和新产品，其中备受关注的是人工智能（AI）技术的应用。
以2020年实现商业化的“AI去除切削碎屑解决方案”为例。该解决方案使用AI模型：首先，让AI模型学习切削碎屑的图像；然后，根据加工室内的两台摄像头提供的图像，估算在何处累积了多少切削碎屑；最后，参考加工室内的构造等自动生成清洁路径。加工室顶部的喷嘴会顺着自动生成的清洁路径喷出冷却剂，进而有效去除切削碎屑。
清洁作业是工人很不喜欢的作业，因为作业过程中很容易被冷却剂弄脏。但如果不及时去除切削碎屑，很容易导致加工产生不合格品或者工序突然中止。过去的机器也有预先设置清洁路径来自动化作业的功能，但是必须根据加工处理内容来切换模式，有时还会清洁不充分，这样就会导致碎屑残留。
AI去除碎屑的方法提高了去除碎屑的准确性，从而使长时间连续运转成为可能。会场上，德玛吉森精机在卧式加工中心（MC）上用“NHX4000”进行了模拟演示。作为选件，“NHX4000”主要应用于MC及复合加工机等自动化机械。森精机还在开发一种利用AI技术显著提高热位移矫正精度的技术，该技术可以依据安装在机床上的多个温度传感器信息，利用深度学习模型来预测位移量。目前已有根据既定计算公式推算位移量的功能，而新技术还可以将看似无关的温度等也纳入模型中，并且能够通过深度学习获得不同安装位置的温度变化趋势。与以往相比，新技术能够参考的参数显著增多
此外，森精机还展示了一个黄铜样品。这个样品在12小时内环境温度最大改变8℃的情况下被制造出来，并加工成了直径略长于40mm的棒形。在不进行矫正的情况下，其加工精度会有20μm上下的波动。矫正后，加工精度波动降到了±5μm。德玛吉森精机计划在2021年实现该黄铜样品的商品化。森精机伊贺办事处引入“本地5G”德玛吉森精机对5G的应用持积极态度。森雅彦在会议上透露：在5G应用方面，森精机已经与KDDI达成合作。2019年秋天，森精机在伊贺办事处建设了自己的基站，正式引入“本地5G”，150台机床全部连接到了5G网络。
5G具有峰值速率为20Gbps的超高速率、小于等于1ms的超低时延和每平方公里100万个设备的超大连接等优良特性，可用于传统无线通信难以实现的机床控制。此外，由于5G可以低延迟连接大量机器，因此可以用于整个工厂的物联网中。同时，出于它的大容量特性，5G还可以应用于机床的软件更新等。森精机在伊贺办事处引入本地5G也是出于亲自验证这些利用方法的目的。森永彦表示，本地5G最快将在2021年左右开始向客户提供服务。
另一方面，还有诸多与本地5G良好兼容的产品，如自动移动型搬运机器人“WHAGV5”。这款机器人是在将安川电机的协作机器人进行专门改造的基础上，和可自动移动的无人搬运车（AGV）组合在一起而创造出来的。在2018年“日本国际机床展览会（JIMTOF2018）”上，德玛吉森精机也展示了试制样品，进一步提高了其精度和速度。德玛吉森精机计划在2020年实现“WH-AGV5”的商品化。
除了工厂车间的物流，WH-AGV5还替代工人承担着工件装卸、工具更换、工件测量等作业。WH-AGV5上安装有激光传感器，可以绘制周围环境、推断位置、检测并避开障碍物和人员，进行自动移动。此外，机械臂的顶端安装了3D视觉摄像头，可以根据图像信息校正位置，完成需要对位置精度要求较高的作业，例如工件的细微处理等。与安装在机床旁边的固定机器人相比，WH-AGV5具有布局限制较少、更易于引入的优点。它能通过光通信与机床交换控制信息，且引入门槛很低，只需在现有机床上添加光通信功能和自动门单元就能连接并开始工作。通过拓扑优化，机床重量减轻至少100kg与金属增材制造（AM：俗称金属3D打印）设备相关的展览也很亮眼。
森精机一直专注于同步5轴机床，森雅彦预计，今后AM的发展将更加显著。如果一家工厂拥有10台机床，那么其中一台就会是AM机床。AM尤其适用于通过拓扑优化设计的复杂多曲面部材的建模。会场上，森精机象征性地展示了“CMX600V-XX”的运作，CMX600V-XX是一种利用AM创建构造部材的立式MC概念模型。这是首次公开展示可以实际进行加工处理的机器。主轴、鞍座、支柱、底板和工作台等构件设计都用到了拓扑优化，与原型MC“CMX600V”相比，CMX600V-XX的动态刚度提高到了150%，静态刚度提高到了120%，重量减轻了100KG以上。由于重量轻、刚性强，CMX600V-XX有望用于提高加工精度和加工速度。并且，由于加工中不易产生振纹，因此还可以提高工件表面质量。
鞍座和支柱、底板、工作台等的设计上利用了拓扑优化，与原来的模型相比，不仅刚度提高了，更减轻了不少于100KG的重量。镗杆也采用了同样的设计手法，实现了同样的刚性，并减轻了40%的重量。不过，这次的构造部材实际上是用消失模而不是AM设备铸造的。由于缺少能够铸造机床工作台等大型零件的AM设备，森精机选择了优先考虑复杂结构部件的整体铸造概念来用作铸件。如果按照目前AM设备能够铸造的大小来分割铸造部材，就会影响到部材到刚度和精度。
大型金属部件成型，将成为今后AM的一大课题。95%的零件订单可在24小时内发货为使销量翻番，森精机的全新“全球零件中心”也已开始运营。该中心原本位于奈良办事处，现已搬迁，并引进了最新的自动仓库及自动管理系统（WMS）以节省人力。同时，还将零件的存储容量提高了1.5倍，从而确保24小时内向全球客户提供的零件配送率能达到95%。森精机这一措施的目的在于通过加强售后服务，提高客户的信任度、增加订单。
新中心的实用面积为12810平方米，拥有9个斗式自动仓库、1个大型特长自动仓库和4个托盘式自动仓库。除了有箱式输送线，新中心还具有小型长尺自动仓库及用于存放小物品的中型货架、移动架等等。森精机计划改建并利用伊贺工厂落成时（即1970年）建成的最古老的建筑，因为它仍有少量可用空间，所以德玛吉计划将其用作与物流相关的设施。
自动仓库与WMS连接，WMS与ERP相关联，有订单时铲斗和铲板会自动把产品搬送到拣配区。过去，工人需要根据纸质文件上的作业指令在架子间转来转去拣选所需零件。但现在有了WMS，工人只要根据专用智能终端设备上显示的工作指示就能在指定场所分拣产品。当然，工人首先需要读取铲斗等上贴着的二维码，检查零件是否是指示上所需的产品，防止拣选错误。