随着全球能源的紧缩，未来的金属加工业的焦点无疑会集中在能源的高效利用方面。为了实现制造业的可持续发展，在此，不仅需要现代制造业改变观念，以最少资源创造最大价值来取代以最少资本获得最大赢利，还需要大家共同的努力。

EMO 2011以“不仅仅是机床”为主题，展示了金属加工领域顶尖的设备和未来工业需要的各种解决方案。EMO不仅仅是产品展览会，作为行业一大盛事，EMO还展示了具体的国际制造技术领域的趋势。由弗劳恩霍夫应用研究促进协会（IWU）和德国机床制造商协会（VDW）共同主办的“可持续制造”会议，表明了制造在原材料和能源高效利用中所发挥的关键作用。生产的可持续发展意味着以高效的过程、优化规模的能源利用率以及提供用户支持，力求达到优化运营的成果。

会议的焦点是可持续生产技术、创新能源节约型生产工艺、可持续生产解决方案以及自动化技术和高效部件解决方案。本次会议聚集了制造商、用户和供应商，他们的目标是对这些领域的最新知识展开交流。来自Volkswagen公司的Hubert Waltl在“生产和物流”业务领域做了“蓝色工厂”的报告，以及来自Audi公司的刀具制造主管Michael Breme谈论了“通过同步刀具制造提升效率”的主题演讲。

Andrea Jenke“Rexroth机床效率公式：节约能源并提升生产率”；Siemens的Jochen Bretschneider博士“以Sinumerik创造可持续价值：挑战和机遇”。另外来自院校的教授也发表了观点。

可持续发展立项

Fraunhofer IWU较早提出了可持续生产这一议题并成立各种项目，如正在开展的“eManage”，该项目旨在测试生产设备的能源管理系统以求降低制造工业的能耗成本。为达此目的，项目中综合运用了一套能源消耗和定时机床工作序列控制方法、一套能源监测系统以及一套作为一种高效节能生产规划的辅助系统。

另有项目目标是，Fraunhofer IWU与Industrieanlagen公司共同发起的，基于能源流设计方法来研究和开发模块化高能效车削加工中心，通过这一方式，同等生产率的车削加工中心的耗电量将降低15%。这样可以给最终用户带来两方面的优势：一方面是削减了运营成本，另一方面是在短期内对采购价格的预期一次性增加支出做出了调整。在车削加工中心高能效运行仿真工具的帮助下，将开发所有重要的部件。通过减少能源成本，加工中心用户将降低通常以10年成本考虑的生命周期成本。

热点议题解析

大会的主要话题包括如下三方面：开发在切削、成型机床和制造工艺中可以改善能源和资源利用率的解决方案；高效率工厂设计和生产工艺链；基于可持续理念的生产计划和制造系统。

共有三个主要议题。第一个是关于干式加工的问题：该技术的引进已大致完成，适合于采用特种叶片刀具时的切削加工。相比之下，干式精加工方法才刚刚开始，例如应用于磨削加工。对于磨削加工应用领域而言，有一些非常优秀的方法，特别是由于冷却液的关系，因此能耗显然高于50%以上。

第二个重要议题是：由于与轻量级结构和生态兼容性相关的原因，我们看到使用不易加工的材料越来越多。这种材料适用于汽车制造和飞机生产。可靠的可加工性能和生产力对工艺设计和相关的机械加工设备提出了挑战。例如在这里，看起来具有相当前景的战略则是采用替代性冷却策略，例如像高压冷却或使用液态氮和液态氧一类的制冷剂。

第三个议题与大型零件的加工有关：从这里可以观察到一个新的发展趋势：向着“由机床走向零件”的加工方向发展：开发了移动式加工单元，沿着零件运动并进行加工，例如像船用曲轴、汽轮机转子和辊子的加工；它们中的一些零件可用于水、真空、冰一类的不同介质之中。超高效的机械电子产品，可确保很高的重复性加工精度。

蓝色竞争力展台聚焦可持续生产

在EMO Hannover 2011汉诺威欧洲国际机床博览会上，德国机床工业已是第四次参加以“蓝色能力”为标志的博览会。

EMO在16号馆专门设置了“蓝色力量”公共展台，面积多达200m2，共有30家来自德国、瑞士和芬兰的公司，现场展示了可以改善机床领域能源效率的解决方案。展商不仅展示了各自特有的零部件水平，如能源回收系统和高效驱动技术，还展示了能源效率工艺和机床的加强设计。他们强调了设计和提供除质量之外的更加完善的产品的能力，在制造过程有关的，可靠性和生产力也对可持续做出了贡献。

对效率提升的要求促使制造业展开工作方式的调整，诸如高性能铣削、将多个加工步骤集成到一台设备上完成，或者将配合不同工艺调整加工方式，如铣削和激光加工。除此之外，制造系统有必要具备柔性并且能够针对客户的需要做出调整。制造设备可以采用自动化装置进行功能扩充或者组合到柔性制造单元内。随之而来的，服务在制造业领域中变得尤其重要，有很多制造商随产品推出的服务计划包括了24h更换部件服务，以及在全球范围内确保提供修理和维修服务。其他项目包括向整套设备提供的服务，以及以因特网为基础的维护、技术和加工建议、远程服务、刀具管理以及服务适用于整台设备以及提供翻新整修服务。

“因此，我们强调遵循欧洲机床工具行业的生态设计问题，在未来的几年内，该行业将对该问题给予非常密切的关注，”VDW德国机床制造商协会的执行董事Wilfried Schäfer博士解释说。在共享“蓝色能力”展位上，这些公司展示了他们如何继续降低其产品操作成本的解决方案，同时，如何达到有益的生态效应。现以一台加工中心为例，它是在一个研究项目的主导下，由德国联邦教育和研究部（BMBF）资助开发的，该展台的亮点在于该机床能够同时记录不同加工阶段中各子系统的能耗水平。这就有利于识别最大的能耗对象，这对于降低机床整体的能耗是至关重要的，以便于采取适当的措施或加以适当的注意。例如，经过优化处理的液压机组，根据其初始状态的定义，可节约达80%的能量。

在大众汽车公司开展的“蓝色梦幻”生态运动中，机床制造商怎样才能支持像汽车工业那样遵守信诺的用户？

Neugebauer：尤其是德国机床制造商，至今一直将其产品重点放在可持续发展的生产之上。这关系到资源节约型机床的开发、节能监测和能源管理。尽管如此，机床制造商仍然要求最终用户优化其生产工艺。我相信，汽车制造商最终将成为创新改革的驱动力量，其产生的火花，将能促进机械加工设备的进一步改进。在这里，机床制造厂起着一个合作伙伴的作用。

Fraunhofer IWU研究所负责人Reimund Neugebauer教授

制造商和用户怎样才能确定机床的能源消耗量？

Neugebauer：我们由75名年轻的高素质研究人员组成的团队，其主要重点之一是如何分析和记录机床在设计和运作阶段的能源消耗水平，其“虚拟现实”的任务是实现可视化。机床用户在未来将可以看到在设计阶段时的虚拟生产情况，哪些区域消耗了哪些能量。这些仍然是对未来的展望，但我估计解决这一问题的第一套EDP解决方案，将在两年或三年的时间内出现。

你如何评价像德国机床行业那样的“蓝色能力”共享活动？

Neugebauer：我认为这是该行业摆脱其痛苦的正确方法。因为全面的解决方案需要一笔可持续发展的经费。在蓝色能力的主导下，制造商可以在一个赛前环境中交换信息和交流思想，使他们能够提供基础稳定的可持续发展解决方案。

我们以参展商的身份参与该博览会。Fraunhofer IWU机床和成型技术研究所也与VDW德国机床制造商协会合作，共同组织了一个探讨资源节约型生产的蓝色能力会议。EMO 2011欧洲机床博览会将重点放在资源效益上，例如在独立功能的基础上降低能耗，扩大干式加工或替代冷却战略的使用，并采用进一步加工处理相结合的方法。

Fraunhofer机床和成型技术研究所（IWU）是汽车生产科学领域和机床制造商从事研究工作的研究和开发机构。大约有400名高素质的研究人员在Chemnitz市、Dresden市和Augsburg市工作，从事他们的适应性电子学/机械电子学、机床、成型技术、连接和装配技术，以及虚拟现实的核心竞争力研究。这里的重点主要集中在应用驱动研究和发展上。

Blue Competence 以合作项目为基础实现机床节能

在一台机床上有着各种各样的耗能器。因此，旨在降低能耗的各种研发成果都是公司间共同合作的结晶。在“Blue Competence”专业展会上展出了此类成果。在Ewotek公司的项目框架内，有七家合作伙伴公司把这些成果应用于Heller设备上。

此后，液压系统、KSS设备、冷却机组、热交换器和异步电动机均运行得更好。在液压方面，博世力士乐公司采用一个压力转换器（调压器）对20MPa工装夹具泵进行了替换。现有的一台用于夹持刀具的6MPa泵和托盘更换装置均接受中央供压。下一步计划采用一台带有转速调节泵的储能器对之进行更换。

VDW专家Detlef Hagemann（右）和WZL小组负责人Christian Heyers在 “蓝色能力”专业展台上与参展商一起介绍机床节能新途径

针对KSS配备作业，使用了一台Knoll公司的转速调节泵，它通过一个旋转过滤器向设备泵入冷却润滑剂，而脏物则被留在外侧。由于采用调节泵，流量可以依据实际需要而相应设定。在用于主轴电机、轴承、液压油和电控柜的冷却机组上，BKW安装了一台带有可调节叶片以配合所需效果的空压机。热交换器则基于汽车行业上的一种技术方案。为了避免异步电动机通量下降对工艺流程带来不良影响，西门子公司对控制系统作了相应的配置。该项目在科技方面由WZL Aachen执行。

IWD/VDW 以最少资源创造最大价值来取代以最少资本获得最大赢利

“自较长时间以来，可以预见到一些重要的自然资源在可预见的时间内将为数不多。” Fraunhofer IWU研究所负责人Reimund Neugebauer教授在“可持续生产”研讨会上如是说。因此人们必须转变观念，“不应该以最少资本获得最大赢利，而应该以最少资源创造最大价值。”他强调说。

BMBF对“生产中的能源效益”的研究结果表明，仅仅在一次能源消耗方面，中期节能潜力就可达30%。Neugebauer认为，为了实现这一点，需要做很多的改变，不仅迄今为止的生产流程需要改变，产品也需改变。“需要技术创新和技术进步，以开发出能够涵盖生产和回收全过程的新的工艺、方法和产品。”他说。

生产技术在其中发挥着决定性的作用。一方面，产品生产过程中的资源需求通过生产技术效益和技术工艺链抉择得以确定；另一方面，在产品使用阶段的资源和能源消耗，除了物理特性极限所制约之外，还受到低能耗元件与系统等的影响。“因此，真正的资源效益要取决于产品开发和生产技术工艺以及两者之间的相互关系的结果。”这位Fraunhofer IWU领导总结说。

在报告中，他根据具体的事例阐明，在提高产品研发和运作上的资源效益过程中，加工工艺所面临的挑战是如何形成的，而资源效益的实施又是如何推动相应生产工艺向前发展的。从产品发展趋势上可以看出，如何提高材料利用率和如何扩大加工极限便是重中之重。此外，通过改进加工工艺来提高产品外形多样性程度，通过灵活加工降低运输费用和缩短停机时间等，也是非常重要的。