fr.wedoany.com Rapport : Le taux de localisation des machines-outils à cinq axes en Chine a dépassé 70 %, mais dans le domaine des systèmes de commande numérique à cinq axes haut de gamme, les marques étrangères détiennent encore plus de 90 % des parts. Ce contraste reflète une réalité : parmi les machines à cinq axes déjà localisées, au moins la moitié des systèmes de contrôle centraux proviennent encore de Siemens ou de Fanuc. L'application du jumeau numérique dans les centres d'usinage à cinq axes est la manifestation la plus concentrée de l'écart technologique entre la Chine et l'étranger. Bien que la Chine ait déjà développé de nombreux projets combinant cinq axes et jumeau numérique, avec des fonctions telles que le débogage virtuel, la compensation thermique et la simulation anti-collision, les ingénieurs sur le terrain signalent des problèmes tels que « une précision statique proche, mais une précision dynamique médiocre », « une efficacité à court terme, mais une dégradation à long terme » et « les problèmes thermiques se limitent encore à une compensation ponctuelle, alors qu'à l'étranger, une couverture complète de la chaîne est déjà réalisée ».
En 2026, Siemens promeut le système SINUMERIK ONE en Chine, en mettant l'accent sur « six fois correct du premier coup », à savoir la conception, le débogage, la programmation, l'usinage, le service et la sélection. Cela repose sur la stratégie de Siemens d'intégration profonde de NX CAD, CAM, CNC et du jumeau numérique. Dans les applications à cinq axes, la nouvelle technologie NCU Link de SINUMERIK ONE permet de connecter trois unités NCU, un système pouvant contrôler 93 axes. Selon les informations divulguées par l'entreprise, l'efficacité de l'usinage des moules à cinq axes peut être améliorée jusqu'à 30 % ; le produit milieu de gamme, la cinquième génération 828D, intègre directement la compensation multi-erreurs MEC dans le firmware, avec une amélioration de 40 % des performances du CPU. Cette compensation n'est pas calculée et transmise par un logiciel hôte, mais intégrée au niveau du firmware, permettant une interpolation à l'échelle de la microseconde et une correction dynamique entre les axes, ce qui constitue la base technique de ce qu'il appelle « correct du premier coup ». En comparaison avec les données chinoises, le cycle d'interpolation des CNC haut de gamme en Chine est généralement de 1 à 2 millisecondes, tandis que le niveau international de pointe est déjà inférieur à 0,5 milliseconde ; en termes de précision d'usinage, la Chine atteint 1 à 2 micromètres, contre moins de 0,5 micromètre au niveau international ; le temps moyen entre pannes est de 3 000 à 4 000 heures en Chine, contre 8 000 heures à l'international. Le cycle d'interpolation détermine directement si le modèle de jumeau numérique peut réaliser une boucle fermée à l'échelle de la milliseconde, alors que la plupart des solutions chinoises restent encore au niveau de la prédiction hors ligne à l'échelle de la seconde ou de l'étape de processus.
La difficulté centrale de l'usinage à cinq axes réside dans le couplage multi-physique thermique-mécanique-asservissement. La dilatation de la broche peut entraîner un déplacement du point central de l'outil, affectant la précision d'usinage de pièces critiques telles que les roues de turbine aérospatiales. Dans ce domaine, les différences techniques entre la Chine et l'étranger sont significatives. L'Europe a déjà formé une chaîne technique complète : « conception d'équilibre thermique en amont, refroidissement actif en cours, compensation thermique en aval ». Par exemple, le duoBLOCK de DMG MORI adopte une structure en fonte à symétrie thermique, associée à un refroidissement complet des entraînements d'avance, et la broche est compensée en temps réel par un capteur de dilatation thermique SGS. Les données publiques montrent que la fluctuation de la précision de positionnement après 24 heures d'usinage continu ne dépasse pas 0,004 mm. La Dynamic Accuracy du système Smooth de Mazak et la technologie MEC du 828D de Siemens sont toutes deux intégrées au niveau du firmware, et non sous forme de logiciel externe. En comparaison, la plupart des solutions chinoises restent encore au stade de la compensation ponctuelle de la dilatation thermique, en installant une dizaine de capteurs de température sur la tête de broche, le montant, le bâti, etc., pour effectuer une régression linéaire température-déformation. Dans le domaine académique, le modèle double pilotage Modelica-LSTM proposé par l'Université de Dalian Jiaotong a permis, sur une machine DMG DMU 50, de réduire l'erreur de plus de moitié par rapport à un modèle à mécanisme unique, et la fluctuation après compensation a diminué de 70 %, mais cette technologie reste encore au stade du laboratoire et n'est pas encore entrée dans la production en série des CNC. Le brevet de compensation d'erreur thermique en temps réel pour cinq axes proposé par Fulida en 2025 utilise de manière innovante une méthode d'assimilation de données, intégrant des données mesurées dans un modèle thermique virtuel multi-membres pour une compensation anticipée, ce qui représente un pas de la technologie nationale vers une « double pilotage mécanisme et données », mais la mise en œuvre en série n'est pas encore réalisée.
Kede CNC est un représentant de la voie de recherche et développement entièrement locale en Chine. Selon un rapport du site du Comité national de la Conférence consultative politique du peuple chinois en mai 2025, son taux d'approvisionnement autonome en composants clés atteint 85 %, et le taux de localisation de la machine entière dépasse 90 %. Le système de commande numérique haut de gamme GNC62, comparable au Siemens 840D, a obtenu un score de 95,85 % de celui du 840D lors de l'évaluation fonctionnelle du Centre de supervision et d'inspection des machines-outils de Chine, ce qui constitue le niveau le plus élevé des systèmes de commande numérique nationaux. Cependant, l'intensité de R&D de Kede CNC en 2025 atteint 35,43 %, avec un chiffre d'affaires de 552 millions de yuans et un bénéfice net attribuable aux actionnaires de 88,6 millions de yuans, les dépenses de R&D étant 4 à 7 fois supérieures à celles de ses concurrents. Cette R&D intensive a principalement permis une « optimisation synergique au niveau du système » grâce à la recherche et au développement entièrement autonomes du système, de l'asservissement, de la broche, de la table rotative et de la tête pivotante. Par exemple, les fonctions d'anticipation de vitesse, d'accélération et de jerk du système GNC62 sont spécifiquement calibrées pour les caractéristiques dynamiques de l'asservissement auto-développé, ce qui est impossible à réaliser avec une voie d'assemblage. En matière de jumeau numérique, Kede CNC utilise principalement NX et le module de débogage virtuel de Siemens pour un jumeau externe. Le module de jumeau intégré dans son CNC national est principalement utilisé pour la visualisation et la simple anti-collision, et n'est pas son point fort dans la modélisation du couplage multi-physique. Une autre voie technique, représentée par Huazhong CNC, a déjà équipé plus de 50 000 systèmes de commande numérique AI. Le système de type 10 est équipé d'une puce AI et d'un grand modèle, mais son module de jumeau numérique se concentre principalement sur le contrôle adaptatif et la recommandation de processus. Comparé à la boucle fermée complète « CAD-CAM-CNC-jumeau » du SINUMERIK ONE de Siemens, la voie chinoise repose encore principalement sur l'assemblage de fabricants de machines, de fabricants de systèmes et de logiciels tiers, et la chaîne n'est pas encore complètement connectée.
La boucle de données est un autre écart clé. Le CELOS X de DMG MORI est devenu une interface utilisateur sous forme d'applications indépendante du CNC, prenant en charge les sorties de données standardisées via OPC UA, MT Connect, MQTT, etc., et grâce au diagnostic à distance NET service et à la connexion cloud CELOS Xchange, chaque machine à cinq axes devient un nœud natif du cloud, le modèle de jumeau numérique étant itéré dans le cloud et transmis à la machine. Le SINUMERIK ONE de Siemens adopte une logique similaire : une fois le modèle construit, il est réutilisé dans les quatre phases de conception, débogage, usinage et maintenance. En Chine, le jumeau numérique est confronté au problème du « manque de base de données pour l'intelligence ». Les analyses du secteur indiquent que sans données réelles et massives de fonctionnement et d'usinage des machines, il est impossible de construire un modèle AI précis, et les modèles existants deviennent inefficaces après un changement d'environnement. Les universités manquent de conditions, et les entreprises ne sont pas disposées à investir. Cela signifie que les jumeaux numériques de Siemens et DMG sont basés sur des données de fonctionnement de millions de machines, avec un pilotage mixte mécanisme et données, tandis qu'en Chine, il s'agit principalement de projets de démonstration sur une seule machine ou une seule unité, nécessitant un réentraînement du modèle après un changement de pièce ou d'atelier. Actuellement, la Chine ne dispose pas encore d'un produit équivalent natif du cloud indépendant du CNC comme le CELOS X, et le support des protocoles OPC UA, MT Connect, etc., par les CNC nationaux est également inégal.
Dans l'ensemble, d'ici 2026, le paysage sino-étranger dans le domaine de l'usinage à cinq axes et du jumeau numérique présente plusieurs caractéristiques : dans les applications de machines entières et de compensation thermique, la Chine rattrape rapidement son retard, avec un taux de localisation des machines à cinq axes atteignant 70 %, la pénétration nationale dans le secteur aérospatial passant de moins de 5 % en 2020 à environ 30 % en 2026, et dépassant 60 % dans le secteur des moules. Les applications scénarisées ont favorisé la popularisation du jumeau numérique en tant qu'argument de vente complémentaire. Cependant, au niveau fondamental, les noyaux de CAD, CAE, CAM et les moteurs physiques sont toujours dominés par l'Europe et les États-Unis. Les voies telles que le SINUMERIK ONE et le 828D de Siemens, le CELOS X de DMG et le SmoothAI de Mazak n'ont pas encore de produits équivalents en Chine à court terme. La technologie de couplage multi-physique thermique-mécanique-asservissement est le prochain point de divergence. À l'étranger, une couverture complète de la chaîne au niveau du firmware est déjà réalisée, tandis qu'en Chine, on utilise encore principalement des algorithmes ponctuels ou des régressions linéaires. Des solutions de « double pilotage mécanisme et données » comme Modelica-LSTM sont la clé pour passer de la recherche académique à l'application industrielle. Celui qui parviendra à les mettre en production en série en premier prendra l'avantage. La boucle de données est un écart invisible. L'absence de jumeau numérique natif du cloud et de sorties de données standardisées fait que la plupart des solutions chinoises restent au stade où « un changement d'environnement entraîne une inefficacité ». Le centre d'usinage à cinq axes, en tant que voie de qualité pour une « percée au niveau du mécanisme » du jumeau numérique, dispose en Chine de scénarios, de fabricants et de clients. La question centrale actuelle n'est pas de savoir s'il faut se développer, mais de savoir si l'on peut passer de la compensation ponctuelle à la chaîne complète multi-physique, et de la démonstration sur une seule machine à la boucle fermée cloud-edge. Une fois cette transition réalisée, l'écart de température sino-étranger dans le domaine du jumeau numérique à cinq axes se réduira considérablement, mais avant cela, des barrières telles que le SINUMERIK ONE de Siemens et le CELOS X de DMG persisteront.
