《中国制造2025》的推出把制造业推倒风口浪尖上。中国欲打造制造业强国,并正把大规模工业生产晋升到大规模定制时代。同时传统工业在互联网和智能技术的推动下快速发展,工业应用软件的发展也迈进了智能化时代。在第二届中国数字工厂推进大会上,聚焦了西门子、罗克韦尔、惠普、安世亚太、优密等多家知名厂商,其独特的见解与优秀的解决方案为与会者带来了最新的技术动态。
西门子:工业4.0与西门子的角色
西门子是一家世界领先的制造企业,专注于电气化、自动化、数字化领域,他们通过打造安倍格-成都工业自动化产品数字化工厂样板,率先实践了德国工业4.0。
在推动进程上,西门子在德国工业4.0扮演着重要的角色。2007年,西门子开始储备和整合工作,并购了世界首屈一指的PLM供应商UCS。经过8年的发展,西门子基于UCS平台展开了一系列收购,形成了如今的数字化工厂集团。把工业自动化、运动控制、生命周期管理以及电动汽车动力系统等,整合成全球唯一集成所有数字化工厂能力于一体的公司。
随着商业互联网的迅猛发展,给工业带来了新挑战。西门子工业软件中国区技术总监方志刚表示,工业4.0有三大技术问题,一是生产网络,基于强大的运行管理系统(MOM)实现灵活的价值链;二是虚拟与现实结合,将基于共同数字化企业平台的产品设计及生产工程集成;三是信息物理融合系统,升级至“即插即生产”式自动化集成。西门子安倍格-成都工业自动化产品研发生产基地就实现了这三方面技术的革新,拥有“数字化双胞胎”,包括人和数字化的企业平台。其中数字化企业平台包括显示工厂和虚拟工厂。目前,西门子把安倍格建设的经验做了总结,形成了数字化企业的软件套件。核心技术首先是产品的虚拟开发;其次是制造执行系统;最后是现场自动化。
据方志刚介绍,西门子数字化工厂集团正遵照《中国制造2025》定义的“2.0补课,3.0普及,4.0目标”的路线图,和工业4.0生态圈通力合作,共同引领企业数字化进程。
罗克韦尔:互联企业助力智能制造
互联企业为罗克韦尔三年前提出。罗克韦尔自动化(中国)有限公司大中华区市场总监程杰说:“不管是先进制造、工业4.0,还是《中国制造2025》,讲的是未来制造企业愿景就是智能制造。”
互联网作为热词一直备受关注。针对互联企业,IT和OT的融合在技术层面已经实现。其中OT包括实时设备、运转、生产数据;IT包括ERP系统、客户管理系统等;互联企业成熟度模型包括评估、安全且升级的网络基础架构、明确定义流动数据资本、分析、充分协作。而互联企业就是通过开放的安全网络平台,将企业内部以及企业的上下游之间信息系统,和OT操作系统数据互联,让企业各层面运营人员通过实时可信的数据作出决策,最大限度消除企业运营障碍,让企业更具竞争力。
据悉,罗克韦尔多年来一直专注信息自动化控制领域,每年投入4.5%~5%的营业额在研发上。除了在上海和大连分别建立了研发中心之外,还拥有3个制造厂和37个地方办事处。
同时,罗克韦尔信息解决方案中国区业务经理陈智锋认为,目前制造业最大的问题是人员、设备、流程完全脱节,要把制造业人员、流程、系统设备要素连接起来,通过罗克韦尔系统软件连接各个要素,实现市场联动、客户联动等;另一方面是产品流和信息流的集成,实现数据一条流。通过互联企业,纵向将制造现场和企业的ERP、VMS、用户集成。横向将企业的价值链从研发、制造到售后的集成。
为此,陈智锋列举一个例子,汽车行业的EMS。目前,汽车行业是多品种、小批量、多协同的制造模式。而罗克韦尔可以为其提供全集成的解决方案。通过系统架构,从企业的供应链系统ERP到VMS,底层是现场OT自动化层级系统,然后通过MES,把整体集成起来,真正实现制造业务、物料业务、质量业务有机地集成,从而实现精益制造。
惠普:IT新形态服务数字工厂建设
新的一轮变革已经拉开帷幕,移动化、云计算、社交计算和大数据正在形成IT新形态。伴随物联网的发展,会有大量机器和各种各样的物体接入其中,然后驱动物联网更好地运行。
中国惠普有限公司西区技术咨询部总监刘明认为,工业4.0有三大方向:首先是全生命周期管理,是产品从设计、生产制造,以及到服务与维修,在整个生产过程当中需要与智能工厂产生联系;其次是垂直集成;最后是水平集成。据悉,2015年下半年惠普会为德国提供三大解决方案:一是客户与工厂、产品设计及整个生命周期的互动;二是互联网与物联网的融合;三是跨公司边界的协同。刘明在演讲时坦率的透露,这三大方案要引入中国还需要一段时间。
针对惠普的解决方案刘明介绍,在工厂中除了数据以外,还包括手势、表情、语言等,但是这些用IT的手段怎么去理解?惠普专门制定了解决方案。Autonomy基于语义计算,目前已经应用在各个国家政府舆情监控中。刘明说:“利用惠普语义舆情分析平台,会自动检测舆论的翻转,并且可以实时进行监控,为媒体增加盈利能力,帮助企业做品牌推广。”
安世亚太:工业云的智慧研发
基于企业自我发展,安世亚太推出了“精益研发2.0”。从理论、方法等方面,促进了中国产品研发企业建立基于工业云,提升自主创新的能力。
那何谓工业云,有什么作用呢?据安世亚太科技股份有限公司高级副总裁田锋介绍,工业云是由互联网、物联网、工业软件、工业设备、大数据组成。其中工业云由基础云(工业元素基础化)、中间件云(工业元素服务化)、研发云(跨域研发协同化)、智造云(智造资源共享化)、智慧云(产业形态智慧化)构成。
安世亚太从系统工程理论出发,将各工业层次的工业软件分为操作层(信息)、执行层(控制)、管理层(计划)、决策层(分析)、智能层(自治)。基于系统工程的精益研发平台,流程模型为骨架,工作包模型为灵魂,精益研发的业务蓝图为人体模型。
“精益研发2.0”利用物联网将工业元素虚拟化,使工业“硬元素”变为“软元素”,可以被工业软件处理,也可以被云计算体系处理,同时物理元素成为虚拟世界的一部分。在工业云看来,工业世界是个完全虚拟的世界,其中云计算的所有方法和技术直接适用于工业运行与管理。
未来,安世亚太对智慧工业战略进行了发展规划。田锋说,2015年已经发布精益研发2.0。精益研发3.0也叫智慧研发3.0,预计于2020年发布,是基于工业云的智慧研发、智能产品的研发平台与智慧研发体系的运行平台。精益研发4.0别名智慧工业4.0,将于2025年发布,其基于工业云的智慧工业、智慧工厂的研发平台与智慧工业体系的运行平台。
优密:仿真优化
1985年成立于法国的北京优密数码科技有限公司作为一家软件服务商,主要围绕车间做整体解决方案。优密产品包括单据管理、刀具库、数控加工与优化等,这些产品如何结合实际加工与生产流程?
北京优密数码科技有限公司仿真技术总监王志说,CAD、CAM需要后处理,生成代码之后进行虚拟仿真。同样针对优密加工程序、加工代码,可以进行完整的数目程序的优化,并根据企业实际加工需求,自动生成完整的标准公共文档。同时,公共文档与之前所有的要素实时进行关联。
当加工时,优密利用DNC进行上传,并把公共文档上传到设备终端。同时启用虚拟监控,企业在加工之前可以得到所有加工流程的虚拟文件,对现场实施的效率有准确的统计,然后执行加工。加工完成之后,企业可以得到机床利用率、刀具的使用情况,并形成一个刀具物理参数知识库,同时反映到最初的刀具库,进行实时更新。这套实施方案需要所有软件可以和其他厂商的软件进行结合,也可以独立应用。
为什么需要仿真模拟?王志说:“在实际生产之前,一定要知道生产流程,尽量避免实际生产产生的问题。通过仿真,在后处理生成的程序、CAM等所需要的信息都集中到仿真中。前面的三个环境是为了实际加工,同样这三个环境也可以集中到仿真环境中。通过仿真进行实时验证,可最大程度避免实际加工所产生的问题,加工程序也变的安全可靠。”
对于中国制造业来讲,目前最大的问题就是信息不对等、不流畅。而优密的三维监控,可以清晰直观、多维度地展示加工过程。优密利用高精度的仿真工具,最终达到的目的是机床加工和3D数控监控得到实时同步。王志说:“我们的愿景就是‘所见即所得’。”
客观来讲,中国制造业正处在工业化中后期,制造业信息化总体发展还不平衡。智能制造的理论基础和技术信息建设滞后,数字化、网络化、智能化关键的核心和设备,以及基础核心的部件还严重依赖进口。重硬件轻软件的现象仍然非常突出。智能制造方向的人才储备不足,推进智能制造仍然面临着诸多问题,各地的企业切忌盲目跟风,必须要立足实际,制订符合自己的智能制造之路,稳步推进。
当前,中国正处在制造大国向制造强国迈进的关键时期,《中国制造2025》拉开了中国制造迈向大而强道路的序幕。智能制造是新一轮科技产业变革的核心技术,是中国建设制造强国的主攻方向。日新月异的信息技术和网络技术将使我国的制造业,不必再亦步亦趋爬行跟随,可以站在第三次工业革命的起跑线上,与发达国家同台竞争,一较高下。我们必须赢得主动,有所作为。
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