當前經濟和技術的變化正為全球制造業帶來巨大的轉型挑戰,整個工業領域也在經歷一場制造業的變革。通過虛擬生產結合現實的生產方式,未來制造業將實現更高的工程效率、更短的上市時間,以及更高的生產靈活性。在西門子倡導的“工業4.0”時代,虛擬世界將與現實世界相融合。
2013年9月,西門子在德國之外的首家數字化企業——西門子工業自動化產品成都生產和研發基地(SEWC)落成并投入運營,這家工廠以突出的數字化、自動化、綠色化、虛擬化等特征定義了現代工業生產模式,并全面應用了Siemens PLM Software的數字化制造解決方案。
工業轉型對數字化制造的訴求
當前,中國正處于“中國制造”向“中國創造”發展轉型的關鍵時期。要實現“中國創造”,除了能夠研發先進的產品,更重要的是要能夠高效率地制造出高性能、高質量、高可靠性的產品。目前,CAD、CAE、PDM、ERP、SCM等信息技術在產品研發部門和生產制造部門得到了有效應用,裝備技術水平也在大大的提高,而連接設計與制造橋梁的工藝環節則相對比較薄弱,數字化制造技術逐漸被企業應用。
數字化制造技術的產生只有十幾年,但實踐證明數字化制造技術能大大提升企業的制造能力。中國需要在保持工業增長的同時完成工業轉型升級,數字化制造技術的應用將起到非常關鍵的作用。
CIMdata將“數字化制造”定義為一套支持設計和制造工程團隊之間進行協同工藝規劃的解決方案,它采用最切實可行的流程,允許訪問包括工具和制造流程設計在內的完整的數字化產品定義,它由一系列支持工具設計、制造流程設計、可視化、仿真和其它優化制造過程所必須的分析活動的工具集組成。更廣義的“數字化制造”概念則指將數字技術應用于產品的工藝規劃和實際的制造過程中,通過信息建模、仿真分析和信息處理來改進制造工藝,提高制造效率和產品質量,降低制造成本所涉及的一系列活動的總稱。
數字化制造的內涵可理解為DP4R,即數字化產品定義(Product)、數字化工藝流程規劃(Process)、數字化工廠布局規劃(Plant)、車間生產數字化管理(Production)和數字化制造資源(Resource),這里的資源既包括數字化設備(比如數控加工中心、機器人等),也包括工具、工裝和操作工人。
在Siemens PLM Software的定義中,數字化制造是利用仿真工具、三維(3D)可視化工具、分析工具以及各種協同工具組成的集成化計算機系統,同時創建產品定義和制造流程定義的過程。數字化制造是由各種制造方案演化而來的,比如面向制造的設計(DFM)、計算機集成制造(CIM)、柔性制造、精益制造、以及對產品和流程設計協同要求更高的其它制造方案。
數字化制造正改變著商品的生產方式,并即將成為制造業發展新的動力。正是因為數字化制造技術對工業轉型有著至關重要的意義,制造業將通過充分利用信息物理融合系統等手段,不斷向“數字制造”轉型。這一趨勢和Siemens PLM Software的愿景是吻合的,Siemens PLM Software的解決方案將現實和虛擬的生產世界相結合,著力推動制造業未來的發展。其持續的創新能力、完整的產品線和豐富的行業知識,為“工業 4.0”的到來奠定了堅實基礎。