EMO 2025 | 五十週年：聚焦數位雙生Ｘ彈性自動化ＸAI助手三大技術

前言

2025年的EMO歐洲工具機展於德國漢諾威舉辦，自9月22日至9月26日為期五天，展出內容以先進工具機製造技術為主，EMO展始於1975年由歐洲工具機協會及德國工具機協會於法國巴黎聯合舉辦第一次展覽，並以每兩年舉辦的模式逐步擴大展覽規模，由德國、法國以及後來加入的義大利輪流舉辦，成為世界矚目的重要工具機技術展，今年適逢EMO展滿50年，展會除了回顧50年來的工具機展業變化之外，也為未來的工具機及製造業定義了重要發展主軸：創新製造Innovation Manufacturing蓋三大主題包含自動化、永續發展與數位化。本次的展覽相較2023年略為縮小，展出場館由15個減少為13個，參觀人次約為80000人，其中台灣參加廠商121家，為排名第四的參展國家，本文將針對自動化、數位化以及AI製造提出觀展拙見，提供業界先進未來發展之參考。

1.彈性自動化系統

近年來歐洲製造業也面臨的缺工的問題，因此工具機面對此議題，提出的重要對策就是彈性自動化，DMG MORI在展場中分別以航太、半導體、汽車、生醫、能源、精密零件等不同產業領域，展出對應的工具機設備，再結合機邊倉儲系統與機械手臂，彈性上下料、夾治具系統更換，形成工具機＋機械手臂＋倉儲系統之小單元系統自動化方案，有別於以往強調整線的串接，小單元系統自動化更富彈性變化與人機共融協作的可操作性，線邊倉的部分，可因應加工需求，提供夾治具、工件材料、手臂換爪等讓工具機可自動無人化運作的時間延長，降低操作人力的負擔。其他的工具機廠包含HELLER、MAZAK等，以及提供製造系統整合的廠商也都以彈性自動化的方案展出。

DMG MORI也針對未來無人化工廠，依照加工設備與產線需求展示了各種不同功能的無人搬運車、移動式機器手臂、刀具備刀運搬車等，可進行物料、鐵屑車、大型料件、備刀刀具運搬等，以生產管理系統進行零件製造生產排程後，透過智慧製造執行系統，串接次系統線邊料倉管理、刀具管理、派車系統、工具機加工，機械手臂於無人運搬車上可進行設備間彈性調度，透過CCD進行影像辨識，可進行原點定位、工件姿態定位、手臂夾爪自動更換，實現彈性不同零件之彈性生產上下料。

所有的生產排程與智慧製造執行PLC工控等，都由DMG MOR所發展的DX Office可透過生產規劃後佈署執行，製造生產規劃分別展示MES & Gen AI、Production Planning、NC Simulation、Shopfloor Programming、CAM Programming、Digital Twin of a Part和Tool Management等軟體方案，從設計到成品零件的數位化流程鏈，進行CAD/CAM軟體、後處理器、CNC模擬和數位工具管理之間的整合，生成式AI主要能提供產線設備生產設備訂單生產進度、稼動狀態等。DMG MORI也偕同供應商共同展出其智慧製造軟體的生態系，其中CAM系統採用西門子NX和HEXAGON ESPRIT EDGE，CNC模擬採用SIEMENS Run My Virtual Machine、CAM模擬部分為CGTech VERICUT和HEXAGON NCSIMUL，後處理器適用於DMG MORI工具機和第三方工具機，數位工具管理為TDM系統。

2.數位轉型-數位雙生與工控技術

DMG MORI公司在展場以「Manufacturing the Future (製造未來)」為主題，將人、技術與產業緊密相連，在數位轉型(DX)基於雲端CELOS X平台為工廠的端到端整合提供整合且安全的資料空間，CELOS X由 CELOS Xperience和 CELOS Xchange兩部分組成。CELOS Xperience提供使用者與應用程式和軟體系統的直接互動。CELOS Xchange為CELOS X生態系統的多功能控制中心，負責CELOS Xperience層級協調整個應用程式和資料管理。CELOS X軟體平台基於應用程式的標準化使用者介面獨立於CNC控制系統、將機器連接到公司(OPC UA、MT connect和 MQTT格式的標準化機器資料輸出)、提供CELOS Xchange雲端連線、NET service遠端診斷與遠端維護；CELOS with SIEMENS-現代控制機能致能工業4.0；CELOS X with HEIDENHAIN-動態碰撞監控、動態精度、動態效率、接觸式探針循環、對話式編程；CELOS with MAPPS V(MITSUBISHI)/X(FANUC)-相容生產排程系統(PPS)和企業資源計畫系統(ERP)。

DN SOLUTIONS公司基於數位雙生推出工具機全面碰撞保護系統(Collision Protection System, CPS)，其後台可選用GibbsCAM或SIEMENS Create My Virtual Machine提供虛擬製造服務，提供即時安全以防止工具機與工作區域內發生碰撞，能預測在實際發生碰撞之前停止加工過程，保護機器免受損壞並避免停機，CPS系統也整合其他刀具(如斗山刀具管理系統和山特維克刀具庫)，確保在更換新刀具時立即更新模擬設置，進而消除操作員換刀錯誤，會場展示複合車銑工具機全機和製程數位雙生，在辦公室開啟SIEMENS RMVM軟體和DNS虛擬工具機檔案，透過虛擬驗證降低風險並縮短工具機設定時間。

DN SOLUTIONS公司展場也展示智慧軟體，如客製化使用者友善彈性作業系統(CUFOS軟體)為PC基礎的控制系統，配備直覺19吋觸控螢，是一款整合式系統解決方案，提供類似於智慧手機應用程式的觸控式操作。Sketch Turn軟體是 NC 程式自動化軟體的特定部分，將刀具及切削條件的相關資訊輸入資料庫，進行有效管理，並建立加工知識庫，還提供3D模擬功能，可預測加工成果。生產管理系統(DPMS軟體)用於LPS(線性托盤系統)操作，當客戶在DPMS軟體中輸入零件和生產排程資訊時，軟鍵盤會根據客戶的優先順序安排加工訂單，將托盤搬運到設定的工位，若客戶在托盤上設置零件，則將托盤搬運到工具機上進行加工，可協助操作員進行零件註冊、生產計畫、加工順序管理、刀具狀態預測、AMR活動監控和系統性能追蹤。EZ WORK軟體為工具機模型設計的軟體功能，其4項機能分別為刀具管理、主軸負載監控、自適應進給控制和智慧熱補償。

SIEMENS公司展會主題為「Shape the Future of the Shopfloor. Now. (塑造工廠未來，即刻呈現)」，展示提升整個生產環境精度、效率和可持續性的工具機開創性解決方案。亮點為(1)人形機器人“Hubsi”：Unitree G1，西門子對未來彈性製造的願景，以360°感知、AI 控制及在人類環境中移動和互動能力。(2)SINUMERIK工具機機器人：透過將智慧控制與先進機器人結合，賦予工業機器人如同工具機加工功能。(3)端對端渦輪機展示：人工智慧驅動的零件製造數位線程，優化噴射引擎的潤滑和回油泵。(4)數據聯盟：開創性聯盟交換工程、製造和工具機數據，用於開發AI應用。

SIEMENS Create My Virtual Machine (CMVM)和Run My Virtual Machine (RMVM)是用於對配備控制器SINUMERIK ONE或SINUMERIK 828D的CNC工具機進行控制模擬的軟體解決方案，內建SIEMENS自家數控模擬器SINUMERIK ONE、3D工具機構型運動模擬、PLC I/O輸入模組等一系列功能。CMVM支援工具機製造商進行開發和調試，而Run My Virtual Machine則是提供給終端使用者進行加工程式設計、製程驗證和培訓等用途，其功能有工具機模擬操作/程式設計/加工模擬與驗證、檢驗加工策略和路徑/避免碰撞干涉、CNC系統運作模擬/精確預測加工時間、多通道系統/3D機構模型及切削模擬。展場基於SINUMERIK ONE控制器展示五軸工具機與車銑複合數位雙生用於驗證加工程式以及工件成品，並預測加工過程是否碰撞。並可藉由使用PC以1:1真實機台的控制器以及機台執行工作準備和驗證CNC程序，使用者戶可提前或與正在進行處理並行地優化設置製程，並在測試新零件和程序時降低發生碰撞的風險。虛擬控制還可以使操作員在遠離機器的位置進行無風險的培訓，以保持生產力。

FANUC公司在今年EMO 2025展的口號是「Automation has a name: FANUC.(自動化有個名字：發那科)」，展場展示工業自動化和先進加工界限的尖端解決方案，推出新一代CNC控制系統FS500𝑖-A，提供2.7倍CPU性能、更快循環速度、先進五軸聯動加工能力以及更優的表面品質，工具機製造商將受益於對各種配置的更廣泛支持，而整合商將能夠利用更便捷的數位技術連接，加速工業4.0專案。新款CNC也提供專用於加工過程數位模擬的互動式演示。展台上的互動式螢幕將專用於高性能銑削，展示製造商如何使用FANUC軟體解決方案(包括先進G程式碼模擬和智慧數位雙生技術)產生流程的即時數位化表示，FANUC還展示其FIELD系統平台，該平台引入AI伺服監控等功能，可偵測異常並優化預測性維護。FANUC公司在歐洲首次亮相的高剛性M-810/270-27B機器人，該機器人能夠對鑄鋼零件進行高速銑削和鑽孔，其控制器為新型R-50 iA控制器。同時展示新型重型起重機器人M-1000/550F-46A(550公斤有效載荷，4.6公尺作用範圍）和新型機器人M-950 iA/500(500公斤有效載荷），分別用於壓鑄應用和處理大型鋼瓶。對於協作機器人，FANUC公司展示基於CRX系列的各種應用，包括具有智慧i RVision視覺系統的噴漆單元和用於自動和連續裝載/卸載無縫移動的噴漆軌道並提供沉浸式虛擬實境體驗。

FANUC公司展出Smart Digital Twin，具備三大優勢：(1)了解機器運動：透過反映機械特性的伺服模型實現精確的機械模擬，CNC Reflection Studio(CNCRS)軟體，可在執行加工程式時以數位方式驗證機器操作，透過使用CNC Guide 2執行加工程序(包括伺服模型)，例如避免在角落處衝擊的減速和指令速度的加速，可以準確地重現實際的 CNC 和伺服控制操作，透過數位方式進行安全、快速的碰撞檢，防止因加工程序或刀具設定錯誤而導致的機器損壞；(2)了解週期時間：可以估計精確的周期時間與有效優化流程配置，忠實再現CNC運動，例如:加速/減速和平滑功能，再現伺服的控制及加速和減速引起振動，並準確地模擬了刀具軌跡和加工時間，模擬運行速度最高可達20倍；(3)了解機械加工表面品質：可以提前驗證明顯接近實際加工的表面品質，最大限度地減少實際試切造成的浪費和損失。Surface Estimation軟體使用 CNC Guide 2 或透過空白運轉獲得的各軸位置數據，以數位方式檢查加工表面，無需實際加工即可準確確認加工表面質量，透過在加工表面上顯示影響表面品質的資訊(例如刀具加速度、形狀誤差和軌跡誤差)來支援加工表面改進操作。

3.人工智慧-智慧製造助手

在生成式AI蓬勃發展的趨勢下，工業控制、工具機大廠、電腦輔助製造軟體廠商也開始推出以生成式AI為基礎的內容生成技術，例如:西門子SINUMERIK Copilot、NX零件設計生成、Master CAM Copilot、Up2Parts CAM專案自動生成等技術均在本次2025EMO展覽中展出，本次展覽看到的生成式AI應用多強調人與大語言模型或AI Agent的互動對話，透過問答互動修正生成結果，尚未有利用AI一次性生成最終結果的應用情境。

西門子TIA Portal Copilot提供PLC程式設計者可利用對話式介面，透過自然語言描述製程順序、物料傳送等功能需求，系統可自動產生(Structural Control Language, SCL)，後續可透過與Copilot的持續對話修改程式內容，SCL內容經過使用者最終確認正確後可在轉換輸出成對應的PLC程式碼。

西門子整合UG的NX軟體，以結構設計生成技術，內建於NX Simcenter平台，使用生成式AI來加速設計最佳化，快速生成符合功能和效能要求的最佳化拓撲結構，並在後續設計工作流程中保持資料關聯性。除了零件設計功能外，還可以將使用者設計規劃的組裝流程利用生成式AI轉換成其他語言。

為了讓新手快速了解軟體的使用方法，Master CAM將使用者手冊結合微軟Copilot的方式，提供使用者可以對話式方式詢問軟體功能及操作流程，省去初學者不斷查找手冊的時間，縮短使用學習曲線，能將自然語言轉換為可執行的指令，協助使用者快速完成程式設定，減少搜尋指令的時間，若指令無法執行，Copilot 會說明原因並提示修正方式。

專案自動生成技術是由Up2Parts CAM軟體商展出，將產品圖檔匯入後，可直接辨識加工特徵、公差分布等資訊並進行加工工序的拆解，針對加工工序，提出加工時間的預估作為估價的資訊來源，拆解完成的工序可以專案檔輸出到CAM軟體，再由CAM軟體產生最終加工程式。

4.新興材料的應用

隨著工具機產業對高精度與低碳製造的雙重追求，機床結構材料的革新已成為各大廠商研發的重要方向，傳統的鑄鐵與焊接鋼結構雖具成熟製造工藝，但在熱穩定性、阻尼特性及環保效益上逐漸顯露限制，因此，礦物鑄件Mineral Casting與金屬-複合材料結構在2025 EMO展中成為焦點，DURCRETE公司展示以UHPC製成的超高剛性床身，此類材料的彈性模數可達45 GPa，熱膨脹係數僅 6×10⁻⁶/K，可在 ±1°C 環境波動下維持 ±2 µm 的結構穩定，同時透過嵌入式鋼件與FEM分析，設計可承受200 kN 軸向負載的五軸底座結構，實驗證明其振動衰減速度比鑄鐵快約10 倍，表面粗糙度 Ra 可降至 0.2 µm 以下。

中國廠商（克萊蒙特、山東納諾新材料等）也展出多款大型聚合物混凝土床身，相較於歐洲廠商，這些產品在成本與製程速度上更具優勢，其熱穩定性、吸振性與環保特性均符合ISO 230-3 與ISO 10791 精度檢測標準，並逐步取代部分中階金屬床身。

結論

國內工具機產業近兩年來面對國際市場快速變化，中國製造快速崛起，以低價席捲全球市場，中美貿易戰持續演化為美國對全球的關稅課徵議題，日元的匯率持續貶值，我國的匯率相較仍位居於高位，對於長期以出口為主的工具機產業增加更多國際市場拓銷的阻力，我國工具機產業主要為中小企業，各家公司都有技術強項與利基型產品，如何能透過產品的市場分工與整合，提高產品精度與性能等級朝高階市場發展，才能有機會擺脫中國強勢低價競爭，進入更高精度的市場，需要的是長時間高精度穩定性的持續生產，新興材料的應用應有機會能協助提升工具機結構的穩定性，解決溫度變化導致的精度變異。

在製造業缺工老師傅逐漸退出職場，從工業4.0開始發展數位轉型、機聯網、大數據、產線的分析與優化，持續發展至今的小規模彈性生產系統單元，在因應不同零件生產製造需求，結合AI技術將老師傅的經驗拓印下來，讓電腦也具備專家等級的判斷能力，應用AI於製造產業已成為顯學，生成式AI目前主要扮演助手的角色，透過與AI的問答互動幫忙找答案，下一步是生成式AI進入物理的世界，讓AI生出手腳，從會思考的大腦變成能驅動產線設備的專業工程師，協助製程的規劃，結合製造業專用的沉浸式互動工具，可有效協助產線人員加速技能學習，並提升設備與製程異常的即時診斷能力，會是接下來持續在國際競爭的重要因素。