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数码分身创造何种价值? 西门子软件总经理:打破孤岛作业紧密连结制造流程

西门子软件工业总经理陈敏智。DIGITIMES

数码转型热潮席卷全球制造业,其中数码分身(Digital Twins)更连续两年被Gartner评选为十大技术趋势之一而受到关注。

不可讳言,现今制造环境总是充满不确定性,时间与成本的压缩,效率提升的要求皆考验著制造业的能耐。而究竟数码分身可为制造业创造何价值?西门子软件工业总经理陈敏智则指出关键在于打破孤岛作业,让各生产流程的信息能够透过共同平台,在各部门间达到资源共享,并针对问题快速反应与修正。

若从字面定义数码分身一词,目前外界多以「藉由传感器搜集的资料连结真实世界里对应的物体,以便更容易掌握真实世界中该物体的状态和变化」来形容。事实上,数码分身最早被应用于航空业,基于该产业在资本及安全性上的高要求,因此早前航空业会藉由搜集各种飞航数据产生数码分身,并透过AI精准预测飞机各项元件的使用寿命以便进行管理与汰换,其中最显著的例子便是GE为波音客机的引擎安装200个传感器,每天可传送高达5,000亿位元的资料进行大数据分析、调控与改善。

随著数码转型成为企业目标,数码分身技术不仅作为物理资产数码化的管理工具,现也已渐渐被导入于各行各业,而在制造领域中,则可创造何价值?早期制造业虽已有虚实集成的概念,但这波新数码革命较之以往不同的是,能够贯穿产品设计到生产制造的数码分身,虽然在不同生产流程中各自扮演不同角色,但其更加强调打破各生产流程之间的孤岛作业。

西门子软件工业总经理陈敏智提及,数码化的最大好处是可藉由共同平台达到资料储存、共享与交换,以便在讲求生产效率的当下更快速因应需求进行改善。

特别对于电子制造业来说,长久以来供应链分工的局面更容易形成信息断层,但每个生产流程都是环环相扣,信息如无法达到共享,势必延宕整体制造效率。陈敏智举例,光是同一间企业里进行产品研发设计,从产品概念成形到进行效能验证,此一流程可能就会因资料格式、位置不同而增加作业困难。

陈敏智解释,数码分身的概念事实上应始自于产品研发、制程规划、生产工程、生产执行直至维运服务等囊括完整的产品制造周期,其核心是透过在虚拟环境下进行各种情境的模拟与测试,能够预先挖掘问题,借以改善实体环境中,产品或生产过程中的缺陷。因此与其称之为数码分身,在功能上以数码化模拟更能表达此技术的核心。

而数码模拟的概念,对制造业来说并不陌生。早期在产品研发阶段,业者已可成熟运用如CAD、CAE软件的辅助下进行产品设计并测试产品效能,如散热或耐摔程度的分析,然而数码分身的用意则是试图在其它生产流程皆透过仿真方式达到上述效果。如以电子制造流程为例,除了产品设计外,也包括后续进入生产流程中,针对产品结构进行的生产制程规划、实际投产前的生产工程规划,例如验证生产线是否会产生停工呆料或瓶颈站点,以及生产执行的制程规划等。
 
此外,在数码分身的架构下,除了产品设计与生产制造,针对产品使用过程中所衍生出的「效能分身」则是可利用与引擎维运相同的概念,透过物联网技术将生产数据进行大数据分析,并针对分析结果反馈至前端设计或生产以进行下次产品改良优化,在日积月累的数据分析下布局AI。


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