突破性低碳CNC培訓：VM、DT、TM技術實現碳排放不到10%的研究成果
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2024-10-08
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CNC智慧製造與管理
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隨著全球對環境保護和綠色永續發展的關注日益增加，製造業面臨著前所未有的挑戰和機遇。傳統的生產技術雖然在提高效率和產量方面取得了顯著進步，但其高能耗和高碳排放問題對環境產生了嚴重影響。如何平衡工業生產與環境保護，成為製造業迫切需要解決的課題。而CNC（電腦數值控制）技術作為製造業的核心，正在經歷一場低碳化轉型革命。
仁安在這場低碳行動中扮演了重要角色，通過研究與開發，提出了一套基於模擬器（VM）、模擬工作站（DT）及模擬機（TM）技術的低碳排放CNC培訓方案。該方案的核心目標是利用虛擬技術來降低生產過程中的碳排放，同時保持培訓的品質和效果。
研究：VM、DT、TM技術 vs 真實機器的碳排放對比
仁安的研究團隊通過實驗和數據分析，對VM、DT、TM技術進行了碳排放測試，並與真實機器的碳排放數據進行對比。結果顯示，使用模擬器（VM）進行CNC培訓的碳排放僅為真機的4%；模擬工作站（DT）技術的碳排放比例為6%；而模擬機（TM）則為8%。相比之下，使用真實機器進行操作的碳排放比例高達100%。
這些數據顯示，通過虛擬技術進行CNC培訓，碳排放可以顯著減少到不到10%，大幅降低了製造過程中的環境負擔。
依據電器規格標籤
| 規格標籤(千瓦) | 擬真機床系統（VM） | 模擬工作站（DT） | 模擬機（TM） | CNC銑床機器真機 |
| KW | 0.100 千瓦 | 0.405 千瓦 | 0.390 千瓦 | 15.000 千瓦 |
使用電力分析儀實際測量數據
| 實際耗電量(千瓦) | 擬真機床系統（VM） | 模擬工作站（DT） | 模擬機（TM） | CNC銑床機器真機 |
| KW | 0.080 千瓦 | 0.120 千瓦 | 0.160 千瓦 | 2.000 千瓦 |
| 比例 | 4% | 6% | 8% | 100% |
義守大學機械與自動化工程系
智慧設計與製造中心 顏仲崑 助理教授 實驗室協助量測
VM、DT、TM的核心優勢
1. 擬真機床系統（VM）
VM技術模擬真實的CNC機器運行環境，讓學員在無需真機的情況下進行操作訓練。這不僅減少了機器的能源消耗，還避免了在培訓中可能出現的設備磨損問題，進而大幅降低培訓過程中的碳排放。
2. 模擬工作站（DT）
DT技術利用虛擬世界中的CNC機器孿生體，模擬真實設備的操作和行為。學員可以在虛擬環境中學習並操控數位孿生體，透過虛實整合獲得與真實設備相似的操作體驗，同時有效減少對實體設備的依賴，降低能耗與排放。
3. 模擬機（TM）
TM技術側重於過程模擬與數據預測，幫助學員了解CNC製造過程中的每一個步驟及其對能耗的影響。這種模擬技術不僅提高了學員對節能減排的認識，還有助於進一步優化CNC加工程序，從根本上降低能源消耗。
低碳CNC培訓的實施與展望
仁安的技術團隊不僅在技術上取得了突破，還致力於將這些成果應用於實際的CNC培訓課程中。低碳排放的CNC培訓不僅符合現代製造業對環保的需求，也為全球製造業提供了一條可行的節能減碳之路。
隨著CNC技術的不斷發展與演進，虛擬機、數位孿生及數位模擬技術將在培訓與生產中扮演越來越重要的角色。通過不斷優化這些技術，我們有理由相信，未來的CNC培訓將進一步降低碳排放，實現真正的綠色製造。
#感謝義守大學機械系團隊協助提供機器設備與數據分析
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