自从上届TIMTOS x TMTS 2022已可见到有多家工具机、控制器大厂纷纷展出自家Digital Twins解决方案，让加工业者在预测加工时间及品质上，甚至优於传统电脑辅助制造CAM软体，也让後者若非透过云平台与CAD/CAE软体相容加值，便是更深入专用加工领域，与工业机器人协同作业。

基於现今制造业数位分身（Digital Twins）技术涵括各领域、架构，大多数硬软体或系统整合厂商通常会就自身能量与技术背景出发，再透过云平台或商业模式合作。工研院过去即曾将国际主要的Digital Twins技术平台供应商概分为：产品制造厂商、软体系统厂商、其他衍伸服务软体厂商3类。并陆续经由合作、并购、异业结盟等方式，涉猎不同应用场域，建构出完整的供应链与服务模式；或可归属於竞合关系者，藉此拓展自家品牌市占率与关键技术版图。

其中除了「衍伸服务软体」供应商，主要提供如企业资源管理（ERP）、客户关系管理（CRM）等软体服务，在企业应用软体架构下涵括Digital twins技术领域，并将原先以产线为应用端的模式，转换为整体企业营运管理，如Oracle、SAP、IBM及Microsoft等。

目前Digital Twins最常被制造业使用的功能，主要包含系统设计与产线布置、制程优化及最适生产排程、效能监控和预防性维修。

产品制造厂商加值 整合CNC数控系统硬软体销售

随着目前CNC工具机产业竞争越来越激烈，CNC数控系统功能、客制化人机介面推陈出新且逐步开放，业者为了提升软体的附加价值，必须提供一套从生产、加工到监控的完整解决方案，销售机台之外的许多加值服务。

包括内嵌能与控制器整合或平行运作的简化版CAD/CAM软体，发展出对话式CAD/CAM规划技术，使得加工更容易，进而加快产品开发速度和预测切削的准确性。甚至结合刀具管理与量测循环，涵括每个生产步骤的运作模式和成效品质，精确整合虚拟成果和真实量测成效，建立完整的虚实整合Digital twins生产制造系统。

如产品制造厂商DMG MORI、OKUMA、FANUC、SIEMENS等，已可将Digital Twins技术导入自家运动控制系统或加值软体App，与设备或Turnkey solution整合销售，强调在预测实际工时和品质更为精准。

软体供应商跨平台 挟CAD/CAM分进合击

软体系统商如PTC、Dassault Systemes、Autodesk、hyperMILL、Mastercam，则以提供CAD/CAM、PLM等技术服务为主，不仅仍与客户合作共同开发产品的Digital Twins模型，满足於设计、开发、制造、试产、调校等不同阶段需求，现也透过自家硬/软体云平台合纵连横CAD/CAE，进一步扩大应用领域。

过去铣削加工若针对几何形状比较复杂的刀具路径和NC程式，通常会导入商用CAD/CAM软体，以离线方式规划产生。如今则已发展至可支援产生五轴同动铣削的刀具及加工路径、积层制造路径等，可用来模拟、加工高度复杂的自由轮廓曲线。

工研院也因此，率先开发了整合式切削模拟与防碰撞功能，於事前与加工中进行机台防碰撞保护，一次解决两项问题。其中快速3D切削模拟功能，可在加工前预先对机台进行快速模拟，以确保机构间无干涉或碰撞情况；同时开发主轴撞击瞬间脉冲讯号检知功能，在机台发生干涉和碰撞瞬间示警且停止机台动作，将损害降之最低。

专业CAM软体hyperMILL则推出其hyperMILL CONNECTED Machining功能，强调可确保CAM软体和机台间无缝互联，其中亮点之一，就是能与控制器的双向资料交换。也就是由hyperMILL VIRTUAL Machining Center作为中介元件，模拟解决方案和加工刀具之间的介面，允许将流程相关资料直接且安全从CAD/CAM系统传输到机台，也能从机台接收，藉此达成CAM软体与CNC加工刀具最隹连网。

因此，使用者可将刀具清单和NC程式从模拟环境直接传送至机台，在机台执行时同步模拟状态；甚至使用电脑控制机台，在机台启动前，就开始一路应用安全概念，包括各种加工和机台配置，例如零点定位、刀具资料和配置叁数等，均读取自机台控制器。进而检查hyperMILL中的程式资料，除非成功执行资料比对和碰撞检查，不会发布和传输NC程式的安全机制，将有效保护操作人员和财产，避免发生可能的操作错误。

同时执行完整流程控制，让来自於刀具管理系统的资讯可以从hyperMILL，直接传输到控制器的刀具记忆体，消除在控制器手动输入值的需求，节省时间并降低发生错误的风险；还可以在 hyperMILL VIRTUAL Machining Center中储存并还原机台设定，即可在不同的设定之间快速切换。

达梭系统（Dassault Systemes）旗下的3DEXPERIENCE云端平台连接集团15项品牌资源，确保未来所有SOLIDWORKS授权功能，如3D建模、钣金设计与焊接工程等高阶模拟、制造和生产，甚至是资料管理、协作等功能都可开发App并纳入云端服务。

在今年「3DEXPERIENCE World 2023」的「Playground展示区」中，也有新创公司Titans of CNC叁与，既是一家位於德州Flower Mound的生产基地，采取革命性的线上CNC Academy营运模式，部分客户来自於SpaceX、Blue Origin和波音等航空航太公司等产业。

图1 : 在今年举行的「3DEXPERIENCE World 2023」，Titans of CNC公司也展示其可藉SOLIDWORKS达成线上CNC的加工模式。（摄影：陈念舜）

深化加工应用领域 放眼机器人抛光研磨工法

值得一提的是，因应近年来自动化且高度弹性的制造情境快速成长，工研院也推出专用於机器人研磨抛光的系统整合品牌RoboSmith，包含「EzSim机器人数位模拟软体」、「SmithOS机器人核心系统」、「机器人AI品质诊断」共3款加值智慧软体，可让传统工业机器人学习到老师傅的研抛精髓，转变成为机器数位职人。

图2 : 工研院近年来也开发出专用於机器人研磨抛光的系统整合品牌RoboSmith，包含「EzSim机器人数位模拟软体」等3款加值智慧软体，可让工业机器人学习到老师傅的研抛精髓，转变成为机器数位职人。（source：ITRI）

其中又以「EzSim机器人数位模拟软体」与CAD/CAM应用较为相关，透过导入3D视觉可以扫描周边设备的点云资料，再藉由虚实整合设备定位技术，计算出与CAD模型之间的位置偏差，控制定位误差<1mm。再另将其位置资讯反??到EzSim，透过精确几何模型的运算，即时补偿、修正机器人研磨抛光路径而改善精度，同时提升制程加工品质及导入效率。

目前如研磨抛光、雷射焊接、钣金弯摺等专用加工领域，也早有专业CAD/CAM软体商已导入开发，并强调可支援现今市面上大多数欧日系机器人及控制器，可??成为下一片蓝海。

图2 : 工研院近年来也开发出专用於机器人研磨抛光的系统整合品牌RoboSmith，包含「EzSim机器人数位模拟软体」等3款加值智慧软体，可让工业机器人学习到老师傅的研抛精髓，转变成为机器数位职人。（source：ITRI）