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從數字化製造(zào)到工業4.0連接中的虛擬與現實

發布日(rì)期:2020-07-16 03:46:55

  以往的信息係統,無論是CAD係統還是PLM係統,解決的都是在虛擬世界的(de)產品(pǐn)研發過程。雖然有ERP係統和MES係統等能夠管理現實工廠車間的信息化係統,但是所有與產品相關的(de)數據和信息,依然難(nán)以直達生產的一線,指(zhǐ)揮生產原料按照最優化(huà)的生產流(liú)程(chéng)進行生產,管理車間的先進生產設備(bèi)、控製器和物料進行最有效率的生產(chǎn)。所有的(de)工(gōng)作,依然(rán)都需要人來親自完成。信息化係統的終點(diǎn)與現實設備的起點(diǎn),缺乏必(bì)要(yào)和充分的聯接和交(jiāo)互。工業4.0對(duì)未來工業發展的規劃,聯接(jiē)了兩者。

  這也是工業界認為其(qí)將會(huì)帶(dài)來普遍效率和價值的原(yuán)因:最活躍的信息技術將切實被引入到了工業,且落實到了現(xiàn)實的(de)工廠、車(chē)間和工位。也正是借助信(xìn)息係統迅猛的發展,工業才有機會實(shí)現更大範圍、更深層次(cì)的脫胎換骨,徹底(dǐ)擺脫成本、生產模式和效率等現階段的桎梏。

  從數字化製造到工業4.0連(lián)接中的虛擬與現實

  機器人設備不是SiemensPLMSoftware的產品,SiemensPLMSoftware的作用是在(zài)後(hòu)台指揮和操作這些機械設備(bèi)完成工作。把人、機器、信息係統和各種相關的設備緊密聯接在一起。Tecnomatix是SiemensPLMSoftware聯接信息係(xì)統和現實生產設備的(de)關(guān)鍵點,是(shì)SiemensPLMSoftware數字化(huà)製造產品線的品牌,可(kě)以理解為Tecnomatix是建立在TeamcenterManufacturing架(jià)構骨(gǔ)幹上麵。Tecnomatix與Teamcenter的融合,已經從功(gōng)能級深(shēn)入(rù)到了軟件級。隨著2007年SiemensPLMSoftware的出(chū)現,與Teamcenter緊密集成的Tecnomatix與西門子原有的SIMATICIT(MES)得到了更進(jìn)一步的整合,這(zhè)也(yě)成為完(wán)成這種(zhǒng)聯接的另一個關鍵(jiàn)步驟。

  目前,SiemensPLMSoftware已經為Tecnomatix和SIMATICIT提供了一(yī)個接口,可(kě)以(yǐ)從(cóng)數字化工廠傳送一些(xiē)信(xìn)息數據到IT環境裏,包括與質量相關(guān)的資料、生產的材料清單等。當然,這個接口也允許相同路徑的數據返回,即(jí)從IT係統中將數據傳遞(dì)到數字化(huà)工廠。事實上,通過Tecnomatix的生產管理係統,用戶(hù)可以對當前的整個生(shēng)產過(guò)程有(yǒu)一個清晰全麵的了解:通過人機(jī)界麵(HMI)、管理(lǐ)控製(zhì)和數據采集(SCADA),從工廠收集到的設備之間的實時信息被反(fǎn)饋給包括MES在內的上遊係統。實現了與MES係(xì)統數據(jù)交互接口的

  Tecnomatix,則可以通過實時收集到的車間數據,優化生產管理,監視(shì)正在進行的工作,並反饋生產數據給PLM係統。Teamcenter的製(zhì)造流程管理模塊,即可對製造數據(jù)、過程、資源以及工廠信息進行管理和分析:不(bú)僅可以了解生產現狀,而且會按照業務流程,傳達進一步的操作(zuò)指令到生產車間。Tecnomatix和Teamcenter構成的創新產品平台,已經(jīng)與生產加(jiā)工設備(bèi)、ERP和MES等構成的生產(chǎn)運營平台實現了雙向的數據交互。完成了從虛擬到現實聯(lián)接任務的Tecnomatix,不僅極大地提高了信息係(xì)統對於工業企業的(de)影響深(shēn)度,而且很大程度上,也(yě)為工業企(qǐ)業(yè)實現自動化、電(diàn)氣化(huà)和智能化,提供了可靠和完整的數據基礎和支持,使得企業有機會從根本上完善和優化自(zì)身的業務流程。

  實踐中的Tecnomatix

  工程師負責產品的研發和設計。要怎(zěn)樣在(zài)設計階(jiē)段就(jiù)去驗證他做出來的設計方(fāng)案是可行的?誰來做驗證?怎麽(me)去做驗證呢?對於一個全新的產品,它能不能在現有的生產線上來進行製(zhì)造(zào)?是否需要做一些生產線的改造?或者(zhě)說(shuō),要在新的工(gōng)廠(chǎng)才能把這個產品(pǐn)製造出來呢?在傳統的工業企業當中,現實的物料、生產設備、加工方法(fǎ)和車間布局都會影響最終產品的(de)生產,但是這些信息對於處(chù)在設計前端的工藝規(guī)劃師來(lái)講,獲(huò)取的途徑極其有限(xiàn)。更多時(shí)候,除了經驗以外,這些問題都需要產品在(zài)虛擬的信息化係統當中完成全部的(de)工作,進入(rù)現實的工廠車間後,才會被一一(yī)發現。但(dàn)是對於現實的工業企(qǐ)業來講,最(zuì)現實的問題——到底產品該怎(zěn)麽生產——這是一(yī)個必須快速得到答案的問題。

  Tecnomatix最核心的功能是零件加工規劃和驗證,為零部件和用來製造(zào)這些(xiē)零(líng)件的工具製定生產工藝(如NC編程、流(liú)程排序和資源分配等),並對工藝流程進(jìn)行驗證。具體包括:創建數字化流程計劃、工藝路線和車間文檔;製造流程仿真;對所(suǒ)有流程、資源、產品和工廠的數據進行(háng)管理;為車間提供NC數據……從而可以將生產製造流程計劃與生產係統直接關聯起來(lái),為(wéi)設計師和前端工程師提供一個規劃(huá)驗證(zhèng)零件製造流程(chéng)的虛擬環境;為製造工程師、CNC程序員、工裝負責人和(hé)機械師等提供一個統一(yī)的單一來(lái)源(yuán)數據。

  另外,配合Tecnomatix的裝配規(guī)劃和驗證功能,係統為工程師(shī)提供了一個虛(xū)擬製造環境來(lái)規劃(huá)驗(yàn)證和(hé)評價產品的裝配製造(zào)過程和裝配製造方法,檢驗裝配過程(chéng)是否存在錯誤,零件裝配時是否存在碰撞。

  Tecnomatix對生產環節的管理還不止於此。隨(suí)著機器人在工業企業當(dāng)中的大(dà)量應用,Tecnomatix的機(jī)器人與自動(dòng)化規劃解決方案吸引了(le)更多用戶的關注。對於用戶來講,如果一家企業的機器人(rén)或者自動化加工設備隻有一(yī)兩台,那麽依靠人工的編程和操控就(jiù)可以發揮其(qí)作用。但是,如果一個工廠裝備了幾百台自動化加工(gōng)設備(bèi),那麽顯然需要一個係統化的方式才能確(què)保(bǎo)整個生產工作能夠按規定完成。Tecnomatix的機器人與自動化規劃解決方案(àn),提供了用於開(kāi)發機器人和(hé)自動化製造係統的(de)共享環境,用戶能夠(gòu)通過PLM平台,以虛(xū)擬的方式開發、仿真和調試機器人和其(qí)他的自動化製造設備,既能處理單個機器人和工作台,也能處理完整的生產線和生產(chǎn)區(qū)域。能滿足從生產專用產品的工(gōng)廠到綜(zōng)合采用多種方式(shì)的混合模式生產工廠的多種業(yè)務模式,實現製造(zào)流程的(de)優化。

  工廠設計和優化解決方案是Tecnomatix有別於(yú)其他(tā)係(xì)統的特殊功(gōng)能,其(qí)視角不再放在產品(pǐn)本身,而是關注在生產加工的場地和(hé)環境。高(gāo)效的同時,Tecnomatix對產品的質量也異常關注。Tecnomatix質量(liàng)管理解決方案將質量信息與所有製造和工程設(shè)計信(xìn)息聯係起來,從而不僅能夠幫助工程師確定產生誤差的關鍵尺寸、公差和裝配流程,而且能夠通過尺寸分析工具,在製造實際零件之前,預測製造問題並找到原因。

  從(cóng)數字化製造到(dào)工業(yè)4.0

  質量(liàng)的分析和管理不僅(jǐn)在製造業企業自己的工廠裏,也包括其供應商。到底他們是(shì)不是提供了一個滿足質(zhì)量要求合規的零部件?如果這個零部件(jiàn)是有問(wèn)題(tí)的,它會在哪(nǎ)裏出現組裝的問題,影響有多大?產品質量是工業企業存在的核(hé)心價值(zhí),而(ér)有效利用信(xìn)息化工具完成產品質量的分析和監控將極大提(tí)高企(qǐ)業對未來市場的把握能力。不能否認,中國的工業企業——尤(yóu)其是製造業企業,在(zài)以往的國際競爭中,始終處於(yú)劣勢。而此次以(yǐ)信息化帶動(dòng)的新一輪的工業整體升級,也(yě)許正孕育著一次趕超的機會。過(guò)去幾年當中,中國市場越來越多(duō)的企(qǐ)業在做數字製造,中國企業正在逐漸擺脫單點的信息化應用模式(shì),開始將視野放大到全廠、整個行業,甚至整個工業界,因此(cǐ)對於構建數字(zì)化(huà)製造,實現虛擬和現實(shí)的聯接(jiē),達到優化和完善業務流程的目標越來越重視(shì)。

  結語(yǔ)

  工業4.0到底何時到來,沒(méi)有人知道(dào)。但是香蕉视频官网可以預見:數字化和(hé)智能化必(bì)將是未來工業發展的主要動(dòng)力之一。是(shì)否要通過實施某種信息化係統來實現本企業的業務轉型,也許有待商榷(què)。但是,更長遠、更全局的視角,以及(jí)對業務(wù)痛點更清晰了解,將(jiāng)是中國企業可長期、持續、高速發展(zhǎn)的必備素質。無論是(shì)工業4.0還是(shì)Tecnomatix,其所提供(gòng)的,不僅僅(jǐn)是一個概念、產品或者解決方案(àn),更是一個解決問題的思路和(hé)方法。如果中國企業(yè)能夠從中有所領悟(wù),這才是其對中國(guó)製造業(yè)貢(gòng)獻的最大價值。

  來源:e製造

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