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山東回收西門(mén)子PLC模塊 山東回收西門(mén)子PLC模塊
沖出虛擬空間,駛向星辰大海
無(wú)論是航天飛機、客車(chē)、美洲杯賽艇還是F1賽車(chē),各式各樣的產(chǎn)品正變得比以往更加復雜、智能,互聯(lián)程度也更高。西門(mén)子的產(chǎn)品生命周期管理(PLM)軟件幫助制造商利用更加智能的產(chǎn)品和機器設備向數字化企業(yè)轉型,潮流。
一艘志在沖向太空的飛船應該是什么樣的?這艘名為“追夢(mèng)者”號的航天飛機必須能夠經(jīng)受各種惡劣的條件。我們知道,空間站目前正在距離地球250英里的軌道上圍繞地球轉動(dòng)。在往返于地球和空間站之間運輸貨物時(shí),“追夢(mèng)者”號要做的可不只是以超過(guò)17000英里(25馬赫)的時(shí)速行駛。它還需要耐受超過(guò)3000華氏度的溫度。由于航天飛機在返回途中與大氣摩擦產(chǎn)生的熱量足以熔化許多材料,“追夢(mèng)者”號需要進(jìn)行非常特殊的壓力測試。
為確保“追夢(mèng)者”號航天飛機能應對這些挑戰,它的材料與結構工程計算都必須正確無(wú)誤,滿(mǎn)足諸多要求,且能實(shí)現協(xié)同應用。另外,飛機本身要形狀*,而且在建造和*運行前必須經(jīng)歷數千次對發(fā)射、飛行和著(zhù)陸的模擬。太空環(huán)境是極其嚴酷的,任何微小的錯誤都不能出現。因此,“追夢(mèng)者”號航天飛機的開(kāi)發(fā)和模擬過(guò)程是極其復雜、昂貴和耗時(shí)的。
對任務(wù)至關(guān)重要的軟件
內華達山脈公司(SNC)太空系統部目前正負責這艘可重復使用的航天飛機的研發(fā)和建造。該部門(mén)已有25年太空項目經(jīng)驗,支持了超過(guò)450次太空任務(wù),并交付了4000件產(chǎn)品,無(wú)一失敗。在這些成功的項目中,超過(guò)70個(gè)是NASA的項目。換言之,面對無(wú)重力的太空,SNC卻是一家擁有技術(shù)專(zhuān)長(cháng)的重量級機構。SNC太空系統部對合作伙伴的要求也同樣嚴格。為了執行“追夢(mèng)者”號任務(wù),它集合了一支“夢(mèng)之隊”,聚集了來(lái)自航空航天、軟件、材料和高級研究領(lǐng)域的世界 的公司,而這其中就包括Siemens PLM Software。
“追夢(mèng)者”號必須能耐受超過(guò)華氏3000度的高溫。
西門(mén)子PLM軟件提供的創(chuàng )新平臺讓制造商能夠快速從復雜的產(chǎn)品中收集海量數據,對其進(jìn)行分析并分享給相關(guān)各方。產(chǎn)品研發(fā)團隊在一個(gè)集成式的產(chǎn)品設計CAD(計算機輔助設計)環(huán)境中工作,以協(xié)調不同的工作方法。這聽(tīng)起來(lái)也許很簡(jiǎn)單,但集成式環(huán)境所扮演的角色卻至關(guān)重要:如果工程師所需的所有數據都集合在一個(gè)系統中,就沒(méi)有必要花時(shí)間不停地上傳、下載、剪切、插入和發(fā)送資料了。擁有單一且安全的源,是許多任務(wù)成功的根本。這些任務(wù)中就包括了“追夢(mèng)者”號航天飛機和聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟(ULA)的Atlas V火箭。SNC太空系統部從Siemens PLM Software的諸多產(chǎn)品中選擇了一個(gè)集成了產(chǎn)品設計、開(kāi)發(fā)和仿真的軟件系統:NX平臺。它極大提高了“追夢(mèng)者”號航天飛機的研發(fā)速度。
對“追夢(mèng)者”號航天飛機來(lái)說(shuō),NX軟件解決方案的一大優(yōu)勢是能以較低成本進(jìn)行多種設計的仿真。因此,這款軟件能讓工程師在建造原型機之前就決定這架航天飛機較適合采用什么形態(tài)和什么原材料組合。比如,隔熱瓦一般用來(lái)在航天飛機重返地球大氣層時(shí),保護它免受高溫高壓的影響。早期的航天飛機上使用的隔熱瓦多是大小不同的,更換成本很高, 但“追夢(mèng)者”號上超過(guò)半數的隔熱瓦都大小*,顯著(zhù)降低了制造成本。
“追夢(mèng)者”號航天飛機會(huì )將補給和敏感的實(shí)驗用品運往空間站。
“改變發(fā)明產(chǎn)物的力量終會(huì )改變發(fā)明方式本身。”在過(guò)去36年中一直參與軟件開(kāi)發(fā)的Siemens PLM Software*執行官和總裁Chuck Grindstaff說(shuō)道,“高級機器人、3D打印、知識自動(dòng)化,這些都是智能創(chuàng )新發(fā)展領(lǐng)域的例子。它們的共同點(diǎn)就是由數字化驅動(dòng)。制造商如何利用數字化優(yōu)勢進(jìn)行創(chuàng )新,將決定數字化如何在推動(dòng)新商業(yè)機遇時(shí)積極發(fā)揮作用。”
顯然,那些向數字化企業(yè)邁進(jìn)的公司將會(huì )潮流,而西門(mén)子PLM軟件則示范了如何做到這一點(diǎn)。它幫助各行各業(yè)的制造商優(yōu)化數字化企業(yè),并實(shí)現他們?yōu)樾纬勺约焊偁巸?yōu)勢所需要的創(chuàng )新。其結果不僅是智能的產(chǎn)品,還有更智能的生產(chǎn)產(chǎn)品的機器。
PLM的核心能力是在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的過(guò)程中輔以通過(guò)數字化雙胞胎的仿真。數字化雙胞胎其實(shí)就是終端產(chǎn)品的虛擬復制。通過(guò)數字化雙胞胎,在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的整個(gè)階段,產(chǎn)品的每一個(gè)部件都能插入不同的配置中并進(jìn)行*測試。它的一個(gè)應用案例就是“好奇號”火星探測器。“好奇號”于2012年開(kāi)始在火星上工作,而在真正登陸火星之前,這一過(guò)程已被模擬過(guò)數千次了。另一個(gè)例子是美國車(chē)橋。利用數字化雙胞胎的仿真幫助這家美國汽車(chē)零部件供應商降低公路噪音和震動(dòng),并將每年的保修費用降低了20%-30%。
西門(mén)子 創(chuàng )新精神的客戶(hù)已經(jīng)在進(jìn)行數字化企業(yè)的改造了。與以往不同,這次它不再限于航空航天的范疇,而是向消費產(chǎn)品制造業(yè)發(fā)展。例如,瑪莎拉蒂就希望通過(guò)新款Ghibli提高自己在市場(chǎng)的地位并增加銷(xiāo)量??紤]到瑪莎拉蒂的預期產(chǎn)量增長(cháng),維持作為高質(zhì)量奢華跑車(chē)的品牌形象和產(chǎn)品質(zhì)量就極為重要。Ghibli的端到端產(chǎn)品生命周期管理*通過(guò)Teamcenter實(shí)現,以此作為合作平臺和數據骨干。同時(shí)還會(huì )有NX支持高級設計,Tecnomatix進(jìn)行流程定義和生產(chǎn)虛擬仿真。
瑪莎拉蒂Ghibli: 以Teamcenter作為合作平臺和數據骨干,以NX支持高級設計,以Tecnomatix進(jìn)行流程定義和生產(chǎn)虛擬仿真。
瑪莎拉蒂希望通過(guò)推出新款Ghibli提高它在市場(chǎng)的地位并增加銷(xiāo)量。
Ghibli的端到端產(chǎn)品生命周期*由Teamcenter管理。
樣板工廠(chǎng)
為了向客戶(hù)展示這種創(chuàng )新服務(wù),西門(mén)子擁有自己的數字化企業(yè):西門(mén)子安貝格電子制造廠(chǎng)(EWA)和位于中國成都的姊妹工廠(chǎng)西門(mén)子工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品成都生產(chǎn)及研發(fā)基地(SEWC)。這兩家企業(yè)是展現西門(mén)子PLM軟件作用的理想范例。這些工廠(chǎng)所使用的制造方法反映了未來(lái)十年內可能成為標準的創(chuàng )新技術(shù)。比如,產(chǎn)品能夠控制自己的制造過(guò)程。Simatic可以生產(chǎn)出Simatic。也就是說(shuō),由可編程邏輯控制器控制更多可編程邏輯控制器的生產(chǎn)。在安貝格,每件產(chǎn)品的生命周期都能追溯到任何一個(gè)小的細節。
在EWA,每天都有大約5000萬(wàn)條流程信息產(chǎn)生并被輸入到工廠(chǎng)的Simatic IT 制造執行系統中。這款軟件定義所有的制造規則和流程。這樣,生產(chǎn)過(guò)程自始至終都能從虛擬層面被記錄和控制。它同樣與研發(fā)部門(mén)緊密相連。關(guān)于Simatic調整的 數據會(huì )通過(guò)NX和Teamcenter軟件解決方案直接發(fā)送給制造流程。
為了向客戶(hù)展示這種創(chuàng )新服務(wù),西門(mén)子擁有自己的數字化企業(yè):西門(mén)子安貝格電子制造工廠(chǎng)
“西門(mén)子是 一家能在整個(gè)產(chǎn)品和生產(chǎn)生命周期中實(shí)現這種程度的數字化的公司。我們從安貝格工廠(chǎng)的運營(yíng)中吸取經(jīng)驗,并將它們用于幫助顧客推動(dòng)自己的創(chuàng )新進(jìn)程。”Grindstaff說(shuō)道。
在虛擬空間中就讓一切就緒是極其重要的。因此,行業(yè) 的美國機床制造商Kapp Niles在虛擬空間內使用PLM軟件讓自己的機器為生產(chǎn)做好準備。Kapp Niles表示, 機電一體化概念設計軟件可以從研發(fā)流程的早期就開(kāi)始創(chuàng )建并測試可選的機電一體化研發(fā)概念,這讓編程任務(wù)在一個(gè)工作站內僅需一個(gè)星期就可以完成,而在真實(shí)世界中則需要三個(gè)星期。
將美洲杯捧回英國
路虎BAR設計團隊使用NX、Teamcenter、Femap、Fiberism和STAR-CCM+開(kāi)發(fā)了這艘創(chuàng )新型競賽用雙體船,目標是將美洲杯捧回英國。
PLM軟件也能助力實(shí)現非常個(gè)性化的需求。在航海界的一個(gè)例子就是路虎的雙體船的制造。路虎BAR準備用這艘船把美洲杯在1851年后*帶回英國。有了PLM的幫助,由第34屆美洲杯 Ben Ainslie爵士的團隊可以模擬出一系列幾何結構設計,對其進(jìn)行分析測試,并找到在速度和穩定性需求間的正確平衡。“有了NX,我們只需要按一個(gè)鍵就能測試上百種幾何結構。”路虎BAR的*技術(shù)官Andy Claughton指出。
對航海專(zhuān)業(yè)人士而言,PLM的另一大益處是縮短了之前用于處理手續的大量時(shí)間。美洲杯規則要求參賽者記錄每個(gè)元件的歷史,包括組成材料、來(lái)源和制造。如今,Teamcenter可以方便地自動(dòng)生成這些令人頭疼的文件。這款軟件甚至允許在后一分鐘進(jìn)行修改:就算在比賽開(kāi)始后,相關(guān)人員還是可以檢查某些部件是否需要替換,以去除可能影響后勝利的因素。
NX和Teamcenter共同促成賽艇從概念到終出海的完整、綜合開(kāi)發(fā)流程。“重要的是,NX能夠迅速且簡(jiǎn)便地生成幾何結構,而幾何結構是所有問(wèn)題的基礎。”Claughton說(shuō),“一切都要從靈活的CAD模型開(kāi)始。只有這樣,我們才能分析重量和賽艇表現,生成透視圖來(lái)展示控制和顯示情況,或打印塑料樣品供航海員和陸地船員檢查。”Teamcenter把一切都濃縮進(jìn)了一個(gè)環(huán)境里。“因為現在有了一個(gè)包含所有零部件和既有工作流程的庫,我們不一定每次都要從零開(kāi)始。每一艘船都比上一艘有所改進(jìn)。我們也常常使用克隆工具把一些部件或子系統復制下來(lái)。我們可以從一條基線(xiàn)上產(chǎn)生出兩到三條不同的開(kāi)發(fā)線(xiàn),然后再把它們統一起來(lái)。”
“這樣的數字化規劃代表的就是創(chuàng )新的未來(lái)。”Grindstaff說(shuō),“你不僅需要知道有了新點(diǎn)子以后要做什么,你還得知道要怎么做。為此,所有的用戶(hù)都需要在正確的時(shí)間和正確的情境下處理正確的信息,才能迅速、準確地作出決定。”Grindstaff把信息視為制定能持續自我優(yōu)化的智能模型的關(guān)鍵要素。“模型需要知道它們必須滿(mǎn)足什么要求以及如何滿(mǎn)足。它們還需要理解自己是一個(gè)復雜系統中的一部分,并且與其它部分密切相連。” 他這樣說(shuō)道。
F1的虛擬勝利
在F1的世界里沒(méi)有所謂“已完成”的產(chǎn)品。這也是為什么這是PLM的*應用領(lǐng)域。
在F1的世界里沒(méi)有所謂“已完成”的作品。賽車(chē)從原型機開(kāi)始就持續不斷地在發(fā)生演變,每周可能經(jīng)歷多達1000次設計變動(dòng),因此,提高工程設計吞吐能力可以創(chuàng )造出可觀(guān)的優(yōu)勢。四次奪得FIA F1車(chē)隊世界 的紅牛車(chē)隊依賴(lài)西門(mén)子PLM提供的PLM數字化骨干來(lái)設計新元件、對它們進(jìn)行虛擬測試、安排生產(chǎn),并將它們安裝在奔跑在世界各地的賽車(chē)上。
與F1賽車(chē)車(chē)手所面臨的壓力相比,“追夢(mèng)者”號的太空旅行是相當舒適的。經(jīng)過(guò)在虛擬空間內的測試后,它的特殊結構能讓它在重返大氣層的關(guān)鍵時(shí)刻將加在航天員和敏感貨物上的加速力限制在1.5倍重力。在“追夢(mèng)者”號中,航天員感受到的壓力僅相當于高速行駛的過(guò)山車(chē)上乘客感受到壓力的三分之一。這是一項偉大的成就。如果考慮到這場(chǎng)旅程始于地面的數字化工廠(chǎng),則更是如此。