西门子朱初阳:产业数字化工厂的基本路径

01-19  09:29 作者:朱初阳 6301

导读:假如工厂有1000万产品订单的产能,一年可以做1000万;如果用工业4.0的理念诠释,就是生产1000万个个性化产品,达成这样的极致,就是工业4.0。那么如何做到呢?产线该怎么搭建?

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*本文根据2017年12月15日“2017中国转型+峰会”期间主题演讲整理,已经演讲者审阅,欢迎转载!

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广东省的企业都提出机器换人、腾笼换鸟,要转型。首先要建造的是一个信息化的平台,在这个平台里面包含了几大数字双胞胎系统。


Siemens PLM Software希望帮助客户打造一个智能制造的工厂,目前客户还没有实现的原因是什么呢?


首先,需要一个信息基础,要把数据都管理起来,管起来之后要把三大数字双胞胎系统管理起来。第三个数字双胞胎系统是产品的数字双胞胎。我们在设计一个产品或者一件服装的时候,目标对象是什么?他的身材如何?怎么去裁减?如果是生产一瓶饮料,客户喜好是什么,需要用数学模型去描述它,这就是产品的数字双胞胎。


其次,生产过程的数字双胞胎。不是指买设备,买设备是自动化或电器化,买来设备之后要用数学模型去诠释它。工厂如何用数学模型去描述来运作,整个社会运维的数字双胞胎?三大数字双胞胎模型要建构在未来的人工智能、大数据的西门子的MindSphere平台上,在这个基于云的物联网操作系统里面,为了实现这个目标还有非常长的路要走。现在所处的技术的水准,实际上从数字双胞胎体系到数字样机、数学模型,都还有非常漫长的路要走。

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当没有一个数字双胞胎模型去描述工厂、工人、机器人,所有的一切实际上都是人工在录入的表单,不能反映出真正的生产过程模型,所以终极目的是要建造一个数字化的工厂。这个工厂是能够运作的,比如买了一台机器人,就要有一个机器人的数学模型;请了一名工人,工人的一举一动,都有数学模型来描述;建构一个物流系统,怎么去配送、拉动,工厂里有多少岗位要送货,内部的和外部的送货,都要建构一个模型进行预测,做不到这一点,智能制造是空谈。


Siemens PLM Software已经准备好完整的技术、软件、硬件,可以模拟工厂,产线,设备技术,即数字双胞胎的一些技术。具体来讲,很多工厂已经存在,是不是都要推倒重建,并不是这样。“西门子2020公司愿景”指出,公司将计划全面发掘包括制造业在内的数字化发展潜力。利用软件和模拟仿真,数字化工厂极大地提高了产品开发的速度及效率。因此有数以千计的工厂要改造,所以不是把它推倒重来,而是进行数学模型的重构,把该净化的地方净化,该淘汰的地方淘汰,用流程来制作。

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实际上,如何把一间工厂进行数学模型的处理,新建会比较容易,用软件就可以实现。布局规划的一些具体的技术,Siemens PLM Software已经有十几的展台在全程展示,这里面就涉及到工艺以及对象的处理,如何去创作一间工厂,已经有的工厂如何去变化,制造工艺是重中之重。


在智能制造的环境里,有做生产调度,生产执行,MES系统,事实上这都是导演,它的剧本来自于工艺。工艺是整个中国企业99.9%以上,几乎100%,都非常地欠缺。企业要能做产品,做好产品,做省钱的产品,做个性化定制的产品,而且还要一次成功,这都是非常矛盾的整合体,这靠的就是工艺。工艺的革命和进步,用一个简单的图,可以反映出工艺该如何做。


现代的工艺都是沉浸式的、虚拟现实的,Siemens PLM Software用虚拟现实、增强现实来模拟整个工艺的环境。无论是工人还是机器人还是自动化设备,都让它能够听话,听工艺的语言。

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产能如何优化呢?这也是一个永恒的话题。企业要做好的产品,还要节能、环保,不能有高污染,这都是非常矛盾的。


如何做到呢?需要一些具体的技术。比如说云处理,在工艺仿真里面,现代的机器人以及下一代机器人,是用人工智能,不需要再去编程,它会去判断应该怎么做,当然这不是马上能实现的,只能在很窄的领域里做到,未来这是Siemens PLM Software努力的方向。


再就是虚拟调试,用自动化设备,用西门子的软件和硬件结合来仿真一间工厂,这间工厂无论是做什么的?做家电、洗发水、服装,做任何产品的工厂都需要调教,特别是要做定制的产品,一次就要成功,不做调教,那是不可能实现的。

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Siemens PLM Software可以从一台设备到一条产线到一间工厂都可以用这种虚拟调试的方法,以后作为老板坐在办公室,他知道在车间里面真正发生了什么。有很多误读,就是对智能制造或者对自动化、数字化的误读,只要有钱,建一间无人工厂或者黑灯工厂,把灯一关,它能生产东西,就实现了智能制造,这个是误解。西门子要做到高度柔性,产能不变甚至更大,每个产品都不同。

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最后,如何把这样的工厂做出来,涉及到施工图、制造工艺的规划,可以想像如果按照这样的路径把工厂变成一间数字化的工厂,它才有可能变成智能的工厂。所以最终西门子要实现用数字双胞胎来构造数字化工厂,而且不是说只有制造过程,需要包括产品和运维。

演讲者:朱初阳

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Siemens PLM Software高级业务顾问

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