Понимание цифрового потока

Siemens PLM придерживается стратегии переосмысления производства путем потоковой передачи цифровой информации от концепции через проектирование к мониторингу производительности в полевых условиях. Легко запутаться в том, что все это значит, но некоторые конкретные примеры и определения помогут все объяснить.

ИНДИАНАПОЛИС. Много говорят о цифровизации производства. Компания Siemens PLM не одинока в обсуждении цифровых двойников и потоков, облачных вычислений, больших данных, промышленного Интернета вещей и гибкого производства.

Можно простить, если это покажется немного расплывчатым — сам масштаб задачи означает, что с ней трудно справиться.

Каждая компания предлагает свое видение. Границы смещаются вверх и вниз по мере того, как PLM-компании покупают или создают новые возможности. Кажется, что цель состоит в том, чтобы предложить, насколько это возможно, возможность совершать покупки в одном месте любому потенциальному покупателю. Siemens PLM, безусловно, использует этот подход как в больших, так и в малых масштабах. Оба были представлены на конференции Siemens PLM Connections 2017, состоявшейся в Индианаполисе в мае 2017 года.

В частности, одно обсуждение и демонстрация заставили всю шумиху казаться, ну, меньше шумихи и более реальной.

Общая картина, цифровые потоки и двойники

«Существует ряд передовых технологий, которые меняют ваше представление о цифровом двойнике, — сказал Тони Хеммельгарн, генеральный директор Siemens PLM, выступая с программной речью на конференции. Концепция цифрового двойника — это компьютерное представление любого физического актива, которое постоянно обновляется данными из различных источников. Его цель направлена ​​на техническое обслуживание, ремонт, обновления и будущие проекты.

Хотя концепция, возможно, началась с продукта (на самом деле авиационного двигателя), Хеммельгарн подчеркнул, что цифровые двойники также могут отражать как производственные процессы, так и модели производительности — почти все.

Он разделил ключевые технологии на три категории, что имело для меня большой смысл и помогло понять, как все это может работать. Суть его сообщения была проста:инструменты для Идеи, Реализации и Использования.

Идея . Это существующие и новые инструменты для «оживления» продуктов, по словам Хеммельгарна, на этапе НИОКР и проектирования. К ним относятся технология генеративного проектирования, модная фраза, которая включает в себя как CAE-моделирование, так и методы оптимизации, которые позволяют компьютерам выполнять часть проектной работы. Оптимизация включает оптимизацию топологии и формы, а также многодоменную оптимизацию или MDO. MDO будет иметь решающее значение в том, что любой продукт сегодня и в будущем будет умным, то есть большим количеством программного обеспечения, и состоящим из механических, электрических и мехатронных систем. Недавняя покупка компании Mentor Graphics, занимающейся проектированием электрических систем, показывает, что Siemens думает об объединении разрозненных дисциплин.

Реализация . Это набор инструментов, используемых для создания продукта. Интересным и новым инструментом является аддитивное производство, но также многое происходит в передовой робототехнике и даже в машинном обучении. По словам компании, методы машинного обучения могут помочь производителям оптимизировать планирование и принятие решений, таких как управление цепочками поставок и даже использование электроэнергии. Сочетание аддитивного производства с робототехникой является ключом к созданию более крупных деталей, и в этой области тоже нет недостатка в хороших идеях.

Использование . Именно здесь сходятся истинные ценности аналитики больших данных, облачных технологий и автоматизации знаний. Сбор данных в облаке, а затем автоматизация процесса извлечения знаний из шума путем применения новых методов работы с большими данными были еще одной из его тем.

Что может сделать Siemens PLM уникальным, так это то, что его материнская компания Siemens AG является одним из крупнейших промышленных конгломератов в мире. Она поставляет газотурбинные двигатели, производственное оборудование и средства автоматизации, а также программное обеспечение для управления производственными операциями. По его мнению, он может проверять практические методы в сложных ситуациях, обеспечивая как лабораторию, так и достоверность.

Это также, кажется, позволяет им думать по-настоящему сквозным образом. Признавая, что существует ряд поставщиков как для идеи, так и для использования, «многие упускают из виду среднюю часть», — сказал Хеммельгарн. «Кто-то должен это сделать и построить. Мы делаем вещи и используем для этого наше собственное программное обеспечение, и мы многому учимся, делая это». Результатом стал Siemens Digital Enterprise Suite. Он охватывает девять различных сегментов, которые, по его мнению, необходимо использовать производственному предприятию.

Будущие направления MFG

Один из ключевых выводов, который подчеркнул генеральный директор Хеммельгарн, заключался в том, что цифровые двойники возникают тремя способами, в некотором роде совпадающими с тремя ключевыми словами, которые он использовал, чтобы организовать свое выступление. Одним из них является двойник цифрового продукта, соответствующий инструментам Ideation. Другой — цифровой двойник производства, производственный процесс, используемый для создания продукта и соответствующий Реализации. Третий — цифровой двойник производительности, соответствующий набору используемых больших данных и аналитики.

Команда Siemens также предоставила наглядный пример использования этих инструментов для помощи компании One Aviation, производящей небольшие самолеты авиации общего назначения, в том числе двухдвигательный сверхлегкий реактивный самолет (VLJ) под названием Eclipse EA500 и его варианты. Генеральный директор и основатель One Aviation Алан Клапмейр присоединился к Джиму Раску, техническому директору и старшему вице-президенту Siemens PLM. Клапмейр подчеркнул важность всех трех цифровых двойников в авиастроительной компании и то, как поддержка цифровых двойников позволяет им лучше планировать будущие обновления.

Затем пара прошла все шаги, необходимые для изменения дизайна базового Eclipse в более крупную версию под названием Eclipse Canada. Ключевым моментом в отношении большинства транспортных средств, автомобилей или самолетов является то, насколько они должны быть умными и сколько электроники и проводки необходимо включать. Фактически, Hemmelgarn ускользнул от того факта, что их покупка Mentor Graphics была вызвана тем, что клиенты требовали, чтобы продукты Mentor Graphics, особенно дизайн жгута проводов, были совместимы как с Teamcenter, так и с их пакетом CAD NX.

Для создания и поддержки цифровых двойников продукта, процесса и производительности использовался ряд программных инструментов. Демонстрация включала моделирование воздушного потока вокруг шасси для программирования робота, который будет строить самолет, а также других роботов, которые будут проверять панели из углеродного волокна с помощью акустики. Была даже демонстрация устройства Stratasys для аддитивного производства, прикрепленного к роботу, который построил прототип носового обтекателя для оценки на Eclipse Canada.

Никто не обязан использовать только инструменты Siemens . Хеммельгарн подчеркнул, что какой-либо отдельный продукт Siemens может не быть предпочтительным решением, а иногда может и не быть. Основная идея заключается в том, что здесь представлена ​​по крайней мере одна версия того, как понять эту зарождающуюся парадигму производства.