Распутывание цифровой нити: план Siemens PLM для умного производства

У Siemens PLM есть стратегия переизобретения производства, натягивающая цифровую информацию от концепции, через дизайн к мониторингу производительности в поле. Легко запутаться во всем этом, но конкретные примеры и определения помогают всё объяснить.

ИНДИАНАПОЛИС — О цифровизации в производстве говорят много. Siemens PLM не одни обсуждают цифровые двойники и нити, облачные вычисления, большие данные, Промышленный Интернет Вещей и гибкое производство.

Можно простить, если это кажется немного туманным — огромный масштаб задачи означает, что трудно получить на неё хватку.

Каждая компания предлагает свое видение. Границы смещаются вверх и вниз по потоку, пока PLM-компании покупают или строят новые возможности. Цель кажется предложить, насколько возможно, one-stop shopping любому потенциальному клиенту. Siemens PLM определенно идет этим подходом, как на большом масштабе, так и на малом. Оба были на показе на конференции 2017 Siemens PLM Connections, прошедшей в Индианаполисе в мае 2017 года.

В частности, одно обсуждение и демонстрация сделали весь этот бузз, ну, меньше бузз и более реальным.

Большая картина, цифровые нити и двойники

«Существует ряд обеспечивающих технологий, которые меняют то, как вы думаете о цифровом двойнике», — сказал CEO Siemens PLM Тони Хеммельгарн, выступая в ключевом докладе на конференции. Концепция цифрового двойника — это компьютерное представление любого физического актива, которое постоянно обновляется данными из множества источников. Его цель направлена на обслуживание, ремонт, обновления и будущие дизайны.

Пока концепция могла начаться с продукта (фактически авиационного двигателя), Хеммельгарн подчеркнул, что цифровые двойники могут также отражать как производственные процессы, так и модели производительности — практически чего угодно.

Он разделил ключевые обеспечивающие технологии на три категории, что имело много смысла для меня и помогло мне понять, как все это может работать. Суть его сообщения была простой: инструменты для Идеации, Реализации и Утилизации.

Идеация. Это существующие и возникающие инструменты для оживления продуктов, в словах Хеммельгарна, через фазу R&D и дизайна. Эти включают технологию генеративного дизайна, модную фразу, которая включает как CAE симуляцию, так и техники оптимизации, позволяющие компьютерам делать часть дизайнерской работы. Оптимизация включает топологическую и форму оптимизацию, а также многодоменную оптимизацию, или MDO. MDO будет критичным, так как любой продукт сегодня и в будущем и умный, означает много ПО, и состоит из механических, электрических и мехатронных систем. Недавняя покупка Mentor Graphics, компании электро-дизайна, показывает, что Siemens думает об этом сближении разных дисциплин.

Реализация. Это пакет инструментов, используемых для фактического изготовления продукта. Возбуждающий и возникающий инструмент — аддитивное производство, но есть много происходящего в передовых роботах и даже машинном обучении. Техники машинного обучения могут помочь производителям оптимизировать планирование и принятие решений, такие как управление цепочкой поставок и даже использование электричества, согласно компании. Комбинирование аддитивного производства с робототехникой — ключ к более крупным деталям, и нет нехватки хороших идей в этой области тоже.

Утилизация. Здесь истинная ценность аналитики больших данных, облачных технологий и автоматизации знаний сходятся. Сбор данных через облако и затем автоматизация того, как знания извлекаются из шума путем применения возникающих техник больших данных — еще одна из его тем.

Что может сделать Siemens PLM уникальным — это то, что её родитель, Siemens AG, одна из крупнейших промышленных конгломератов в мире. Она поставляет газовые турбинные двигатели, производственное оборудование и автоматизацию, а также ПО управления производственными операциями. В его взгляде, она может тестировать практические техники в требовательных ситуациях, обеспечивая как лабораторию, так и достоверность.

Это также кажется позволяющим им думать в по-настоящем end-to-end манере. Пока признавая, что есть ряд поставщиков как для Идеации, так и для Утилизации, «многие пропускают среднюю часть», — сказал Хеммельгарн. «Кто-то должен это сделать и построить. Мы делаем вещи и используем наше собственное ПО делая это и мы много учимся, делая это». Цифровой Enterprise Suite Siemens — результат. Она покрывает девять разных сегментных областей того, что, по его мнению, производственная сущность должна нанимать.

Будущие направления производства

Один из ключевых инсайтов, которые CEO Хеммельгарн подчеркнул, был в том, что цифровые двойники приходят тремя способами, в некоторых смыслах соответствующими трем ключевым словам, которые он использовал для организации своего разговора. Один — цифровой двойник продукта, соответствующий инструментам Идеации. Другой — цифровой двойник производства, производственный процесс, используемый для изготовления продукта и соответствующий Реализации. Третий — цифровой двойник производительности, соответствующий набору больших данных и аналитики под утилизацией.

Команда Siemens также предоставила осязаемый пример этих инструментов, используемых для помощи One Aviation, производителю маленьких общ авиации самолетов, включая двухмоторный очень легкий реактивный самолет, или VLJ, называемый Eclipse EA500 и варианты. CEO и основатель One Aviation, Алан Клапмейер, присоединился к Джиму Раску, главному технологическому офицеру и старшему вице-президенту Siemens PLM. Клапмейер подчеркнул важность всех трех цифровых двойников в авиакомпании и как поддержание цифровых двойников позволяло им лучше планировать будущие апгрейды.

Пара затем прошла через все шаги, необходимые для изменения дизайна базового Eclipse в более крупную версию, называемую Eclipse Canada. Ключевой момент о большинстве транспортных средств, автомобиле или самолете, — насколько умным оно должно быть и сколько электроники и проводки нужно включить. Фактически, Хеммельгарн намекнул на то, что их покупка Mentor Graphics была подтолкнута клиентами, требовавшими, чтобы продукты Mentor Graphics, особенно дизайн жгутов проводов, были совместимы как с Teamcenter, так и с их CAD NX пакетом.

Ряд программных инструментов использовался для построения и поддержания цифровых двойников для продукта, процесса и производительности. Демонстрация включала симуляцию воздушного потока вокруг шасси шасси к программированию робота, который бы строил самолет, с другими роботами, которые бы сонически инспектировали углеродно-волокнистые панели. Была даже демонстрация аддитивного производственного устройства Stratasys, прикрепленного к роботу, которое построило прототип носового конуса для оценки на Eclipse Canada.

Не то чтобы кто-то был ограничен использованием только инструментов Siemens. Хеммельгарн подчеркнул, что любой отдельный продукт Siemens может не быть предпочтительным решением, и иногда может не быть. Ключевая идея для ухода — что вот хотя бы одна версия того, как сделать смысл из этого возникающего парадигмы для производства.