互聯網+下的M版發展
西門子數字工廠解決方案
西門子是德國工業自動化的排頭兵、“工業4.0”的重要參與者和推手。西門子對于未來的制造業有自己的一套藍圖和實現路徑設想、方法論。認為軟件、數據、連接造就所謂數字工廠(digitalfactory),是未來互聯網與傳統制造業結合的落地場景。
▲圖 4 “慧連制造”解決方案
為實現這一目標,西門子2006年以32億美元收購PLM軟件商UGS。UGS的軟件彈藥庫中包括在線設計軟件平臺NX,其中內置CAD、CAM等一系列設計軟件。還包括數字化生產流程規劃軟件Tecnomatix,以及市面上領先的cPDM解決方案Teamcenter。以Teamcenter為基礎,西門子將UGS的彈藥庫嫁接在自家的工業自動化生產系統Simatic之上,形成較為完善的制造業解決方案。整合之后,西門子數字工廠藍圖初具規模。其核心是基于數據分享的合作平臺Teamcenter。平臺之上,生產者與用戶、供應商共同組成“數字工廠”,通過PLM、MES、TIA三位一體的軟件系統平臺,實時溝通,達成產品從研發設計到售后服務的全周期管理。
“數字工廠”的工作流程可以大致描述如下,通過PLM前端NX軟件,和用戶一起設計產品,同時從TIA中調取制造流水線的組成模塊信息,模擬生產流程。制造過程模擬信息實時反饋至設計環節,互相調整、配適。在模擬無誤之后,產品設計、制造流程方案傳遞至加工基地,由MES實現由生產設施構建、生產線的改裝、產品生產、下線、配送到用戶手中的全過程。
數字工廠的設想,已經在一些高端汽車業的自動化制造過程中得到應用。例如瑪莎拉蒂Buiglie的定制。
數字工廠可以看成是部分實現的“工業4.0”第二構想全價值鏈工程端到端數字整合:從產品設計這一“端”到產品出廠的這一“端”,都事先在數字模擬平臺上完成詳盡的規劃。與現實中在工廠走流程的產品相對應的,是數字模擬平臺在云中分享的一個一模一樣的虛擬產品。工廠內的具體執行系統,可以根據數字模擬平臺的要求進行一定程度的重構。
不僅如此,為了配合自己的工業自動化產品,西門子推出一款APP“西門子工業支持中心”。但是這個App目前只是將西門子的5000多份各種手冊、操作指南,以及60000多個常見問題解答。
GE炫工廠
GE炫工廠,是工業互聯網和先進制造相結合的產物。用數據鏈打通設計、工藝、制造、供應鏈、分銷渠道、售后服務,并形成一個內聚、連貫的智能系統。
在2014年年報中,GE把工業互聯網描述為“大鐵塊+大數據=大成果”。其中大鐵塊意指渦輪機、發動機、風機、火車機車等工業用機器設備,大數據即云基分析。從總體看,GE的工業互聯網與工業4.0中的CPS十分類似,都強調數字世界和現實世界邊界變得模糊,裝載了各種傳感器的鐵塊之間、鐵塊與人之間,通過互聯網實時交換信息。鐵塊們因而變得可預測、會反應、社會化。
▲圖 5 “數字工廠”工作流程
先進制造,包括3D打印、創新材料科技等模塊。工業用3D打印,或稱增材制造,在很大程度上實現了工業設計的所見即所得。3D打印的應用場景在很大程度上受材料科技的限制。配合創新材料科技的發展,先進制造技術讓很多從未有過的零件設計很快變成原型機。
2015年2月14日,GE在印度Pune建設的炫工廠揭幕。區別于傳統的大型工業制造廠,這間工廠具備超強的靈活性(flexibility),可以根據GE在全球不同地區的需要,在同一廠房內加工生產飛機發動機、風機、水處理設備、內燃機車組件等看似完全不相干的產品。
而GE的雄心不止于此。美國作為互聯網誕生地,對于物聯網本身顯然有更多的想法。GESoftware推出與工業互聯網配套的Predix軟件平臺,為各種大鐵塊提供統一的軟件標準,希望做成基礎性操作系統、工業互聯網的安卓。