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西门子工业4.0创新实验室:数字化工厂先行者
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  2016年10月27日,笔者参观了位于西门子北京中心的西门子工业4.0创新实验室。该实验室集中展示了西门子在智能制造方面的先进技术以及针对中国制造2025所做出的努力。这是一家虚拟的咖啡机数字化工厂,企业对关键业务的要求是:扩大生产能力,为客户提供个性化产品,拥有柔性生产线实现混线生产,提高市场反应能力和产品竞争力。西门子为其提供了关键解决方案让企业如愿以偿,它包括基于云端数字化工厂看板,基于数字化双胞胎对产品、工艺和工厂进行验证,从研发到制造流程无缝集成,闭环的质量管理,先进制造和检测技术,如三维打印、机器人、物联网等。西门子利用数字化双胞胎技术,在NX环境中快速进行生产线设计和可视化呈现。在一个单一PLM平台上进行生产线设计、验证和虚拟调试,完成精确的影响分析和驱动高效的变更管理,为制造工程师提供一个完整的、数字化的产品生产线设计解决方案。 
 

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  西门子的“工业4.0创新实验室”以“数字化双胞胎模型”为核心,把数字化技术和理念贯穿到产品设计、生产规划、生产工具、生产制造、售后服务等整个价值链,让虚拟世界与物理世界全面融合,进而构建出一个全新的智能化工厂。它融合了PLM、MOM和TIA三大软件技术,结合第三方制造与检测硬件设施,以数字化方式实现和管理流程规划、产品设计与仿真、生产线仿真、虚拟调试、机器人控制、数字化的质量控制等,并通过远程协作实现生产制造流程的无缝衔接。通过创新实验室,让人直观的看到了未来智能化制造工厂的模样。

  西门子是一个制造公司而非软件企业,它涉足行业范围广阔,包括PLC、医疗设备、风电,燃气轮机等等。在自身产品生产过程中,从设计到测试、仿真、排产、执行和售后服务,怎么样把这些所有的信息把它串联起来,而达到高效、质量、灵活、竞争和安全的目标,西门子从自动化、数字化到智能化一路走来,积累了丰富的实践经验和完备的解决方案,这也许是它与其它软件企业最大的不同。
 

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  西门子认为,要想实现智能化,数字化是前提,而数字化的基础是流程化和标准化。如何实现产品在生命周期中的数字化?西门子用一个Teamcenter,通过产品全生命周期管理的数据管理平台和产品生命周期管理平台把产品的过程数据管理起来或者变成一个单一来源的环境。在这个环境下面,西门子把物理的产品从三维或者是数字方做了一个全生命周期的数字化的双胞胎,包括产品数字化双胞胎,生产工艺、制造流程的双胞胎,甚至到最后制造的设备、工厂的数字化双胞胎,即把所有整个产品从设计、测试、仿真、制造到售后服务全部把这个数据流打通。今天我们很多制造企业,他们的数据都是孤岛性的信息,车间里的数据和研发中心的数据对接不上,造成了很大的时间和物力成本的浪费,难以达到高效。西门子采用这个管理平台能够有效的将数据流统一,无论是从产品设计到产品售后,还是从本土工厂到海外工厂,都达到信息一致同步,这不仅大幅度提高了效率,同时也有利于产品创新。
 

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  玛莎拉蒂曾成功地用西门子的整个企业化的套件解决方案建造他们一个最新款的轿跑车工厂,他们从产品设计用了一系列的CAD、CAE、LMS、CD-adapco等数字化软件在Star-CCM+上面,将产品开发周期缩短了30%以上。在工厂里,产品数字化信息贯穿生产规划、过程仿真、工厂仿真、制造和售后服务全过程,直接将玛莎拉蒂汽车的年产量提高了3倍,并且能够实现多品种、定制化选项,真正达到了智能制造的水平。

  在中国,随着人口红利的消失,政府各种优惠政策的减免,制造成本高企,市场对产品的质量和个性化需求也越来越高,企业对自动化、智能化制造的需求也越来越大,从航空航天、重化工业,到汽车行业如上汽、江铃、奇瑞、吉利等,再到电子产品如海尔、海信、华为等等, 无不在智能制造的道路上努力探索,藉此提升竞争实力。
 

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  西门子针对在华市场的巨大需求也做出了努力。首先,2013年9月西门子首个境外智能工厂在成都建成投产,它是慕尼黑安倍格工厂的翻版,被欧盟评为是最先进的工厂,这个工厂的建立让国人首次看到了未来智能工厂的雏形。其次,与中国地方政府如青岛、武汉、东莞等联合建立工业4.0的创新中心和实验室,整合当前先进科技和培养智能制造方面的人才,来帮助企业做升级换代。

  在制造企业转型升级势在必行的历史潮流下,在政府“中国制造2025”精神的引领下,再有如西门子等国际先进制造企业的助力下,我们有理由相信,在不久的将来,国人的制造能力和水平一定会实现大的飞跃。
 

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