2025 年行業(yè)展望:工業(yè)機械邁入數(shù)字化企業(yè)時代
發(fā)布時間:2025-01-03 作者:西門子數(shù)字化工業(yè)軟件 工業(yè)機械行業(yè)副總裁 Rahul Garg
(圖片來源:西門子)
近年來,客戶越來越多地要求工業(yè)器械企業(yè)將設(shè)備作為一種服務(wù)來提供,這標(biāo)志著工業(yè)器械企業(yè)正從單純的機器銷售向提供機器相關(guān)服務(wù)轉(zhuǎn)變。
想要在這個不斷發(fā)展變化的制造環(huán)境中蓬勃發(fā)展,作為供應(yīng)商的工業(yè)器械企業(yè)必須接納數(shù)字化企業(yè)的概念。數(shù)字化企業(yè)模式整合了物理領(lǐng)域和數(shù)字領(lǐng)域,對從設(shè)計到生產(chǎn)的整個機械操作生命周期進行優(yōu)化。通過采用這一方法,企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)其目標(biāo)并改善運營狀況,而使其行之有效的要素就是數(shù)據(jù)。
數(shù)字化企業(yè)模型可以連接現(xiàn)實世界和物理世界,帶來更高的靈活性和透明度等。
?。▓D片來源:Gorodenkoff/stock.adobe.com)
通過連接物理世界和數(shù)字世界,企業(yè)可以將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為驅(qū)動業(yè)務(wù)運營的動力。從本質(zhì)上講,數(shù)字化企業(yè)為制造企業(yè)提供了針對流程的全面視角,最終帶來更為明智的決策。但要將這一設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實,制造商需要機械制造商提供更智能、更靈活的機器。這就要求機械制造商在自己的設(shè)計和生產(chǎn)流程中打造數(shù)字化企業(yè)。
數(shù)字化企業(yè)的核心包括全面的數(shù)字孿生,以及以流程為中心將數(shù)字孿生的所有要素整合在一起的數(shù)字主線。這些要素共同推動實現(xiàn)軟件定義自動化(SDA)這一終極目標(biāo)。
全面的數(shù)字孿生:自動化的關(guān)鍵
全面的數(shù)字孿生可以實現(xiàn)產(chǎn)品和生產(chǎn)生命周期的無縫集成,企業(yè)可以利用仿真工具在虛擬環(huán)境中實現(xiàn)這種綜合性方法,在提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時縮短設(shè)計周期,并降低成本。此外,數(shù)字孿生還可以幫助制造商分析客戶如何使用特定產(chǎn)品。監(jiān)控機器性能不僅能讓制造商支持客戶并解決他們的問題,還能幫助制造商利用這些數(shù)據(jù),并將其反饋到設(shè)計和工程中。
西門子與費斯托(Festo)—— 一家為全球逾 30 萬客戶提供工廠及流程自動化服務(wù)的全球領(lǐng)先企業(yè)合作,打造了一個用于設(shè)計和仿真運動學(xué)及物理運動序列,以及對機器和設(shè)備(包括電機、執(zhí)行器和傳感器)進行虛擬調(diào)試的解決方案。這是一個面向系統(tǒng)工程的跨學(xué)科應(yīng)用:機械工程師、電氣工程師、軟件工程師以及自動化專家都能夠使用這一解決方案,依據(jù)整個項目中客戶的需求,在共享的系統(tǒng)環(huán)境下開發(fā)并驗證機器概念,還能迅速探索替代概念。來自這些學(xué)科領(lǐng)域的工程師可以使用機電一體化概念設(shè)計器同時開展項目工作,最多可將開發(fā)時間縮短 30%。
該解決方案還支持終端客戶利用機器的數(shù)字孿生來操作機器或系統(tǒng),并進行虛擬調(diào)試。機器模型可與實際的機器控制系統(tǒng)相連,以測試整個應(yīng)用程序的功能。這些功能使機電一體化工程師能夠極大地加快實際機器的調(diào)試速度。此外,在機器的持續(xù)運行過程中,數(shù)字孿生可用于進行預(yù)測性維護,從而減少代價高昂的停機時間。
數(shù)字主線:統(tǒng)一運營的紐帶
成功的數(shù)字化企業(yè)的另一個關(guān)鍵要素是數(shù)字主線——一種貫穿產(chǎn)品或資產(chǎn)整個生命周期的不間斷數(shù)據(jù)流的連接框架。數(shù)字主線是一種將數(shù)字孿生的所有要素以統(tǒng)一的方式整合在一起的機制,它能在整個企業(yè)范圍內(nèi)最大限度地發(fā)揮全面數(shù)字孿生的潛力,將孤立的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為集體智慧。
數(shù)字主線實現(xiàn)了資產(chǎn)、產(chǎn)品或流程中數(shù)據(jù)的無縫流動。
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信息技術(shù)(IT)與運營技術(shù)(OT)的融合就是數(shù)字主線實際應(yīng)用的一個例子。通過將此前相互孤立的信息技術(shù)(IT)領(lǐng)域和運營技術(shù)(OT)領(lǐng)域連接起來,創(chuàng)造了一種連續(xù)的信息流,將設(shè)計和制造流程的每一個步驟都連接了起來。這種融合使得數(shù)據(jù)能夠在企業(yè)內(nèi)部快速流轉(zhuǎn),形成一個閉環(huán),各個團隊之間可以共享從數(shù)據(jù)中獲取的洞察信息。
丹佛斯是一家擁有廣泛工業(yè)解決方案及零部件產(chǎn)品組合的跨國公司,提供多種配置特定產(chǎn)品型號的選項,以便最大程度地滿足客戶需求。對丹佛斯而言,端到端信息技術(shù)(IT)架構(gòu)的靈活性對于其成功服務(wù)客戶至關(guān)重要。實現(xiàn)其制造業(yè)務(wù)的數(shù)字化可確保高質(zhì)量生產(chǎn),保證生產(chǎn)的可重復(fù)性,并能基于數(shù)據(jù)做出決策。
西門子 Opcenter 是丹佛斯實現(xiàn)制造運營數(shù)字化的關(guān)鍵推動因素,能夠支持其豐富的產(chǎn)品組合。丹佛斯工程與制造部門信息技術(shù)高級總監(jiān) Allan Pedersen 表示:“從信息技術(shù)角度來看,擁有一款統(tǒng)一的工具能讓我們整合來自不同工廠的需求,而且由于可以利用已有的模板,使我們在執(zhí)行過程中速度更快。”
隨著越來越多的制造商實現(xiàn) IT/OT 融合,機械制造商需要設(shè)計兼容性更強、更智能且更具連接性的機器。通過確保機械能夠在 IT 和 OT 系統(tǒng)之間交換數(shù)據(jù),機械制造商在實現(xiàn)客戶所需的信息流持續(xù)暢通方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。機械設(shè)計成為推動 IT/OT 融合的一個重要組成部分。
人工智能:驅(qū)動工廠邁向未來的引擎
毫無疑問,AI 正在使企業(yè)運營更加高效,同時為員工自動化處理繁瑣事務(wù)。在制造業(yè)中,工業(yè) AI 將推動數(shù)字化理念進入超高速發(fā)展階段。它可以幫助解讀工業(yè)世界的復(fù)雜性,并優(yōu)化那些至關(guān)重要、不能出錯的系統(tǒng)。換句話說,工業(yè) AI 負(fù)責(zé)將數(shù)字化企業(yè)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為實際解決方案。
AI 助手能夠幫助機械制造商加速 PLC 編程,從而提高生產(chǎn)效率。
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生成式設(shè)計 AI 也在革新機械制造商實現(xiàn)創(chuàng)新的方式。通過探索多種設(shè)計可能性,AI 加速了從概念到完成的過程,幫助制造商更快地在預(yù)算內(nèi)實現(xiàn)最佳結(jié)果。
AI 還提升了設(shè)計工具的易用性。智能指令預(yù)測和工作流程引導(dǎo)簡化了操作流程,幫助新手用戶迅速掌握復(fù)雜工具的使用方法,同時也讓設(shè)計師能夠更高效地工作。通過將重復(fù)性任務(wù)自動化以及簡化復(fù)雜的工作流程,AI 不僅加快了機器的設(shè)計速度,還提高了打造助力現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的工具的速度和精度。
對于機械制造商而言,數(shù)字化企業(yè)模式代表著一種變革性的方法。為所有組織數(shù)據(jù)創(chuàng)建一個單一的真實數(shù)據(jù)來源,可以建立可靠的決策基礎(chǔ),將信息流連接到各個部門之間。通過數(shù)據(jù)、自動化和實時洞察,將企業(yè)的方方面面都相互關(guān)聯(lián)起來。通過整合全面的數(shù)字孿生、建立數(shù)字主線并利用人工智能,擺脫過時、零散的系統(tǒng),從而構(gòu)建一個有韌性的框架,讓企業(yè)獲得更高的靈活性,并取得可持續(xù)的成功。