订报
活动+
 

弹性生产求新求变 Digital Twin为制造业快速验证产线可行性

数码双胞不仅可验证工序与原来预期效果是否一致,还可以尝试使用不同技术让工序最佳化。李建梁

在制造业数码转型的过程中,创造数码双胞(Digital Twin)为物料、产品乃至于工厂建立高度仿真系统,被视为虚拟世界与真实物理系统的完美融合。做为大力推动数码双胞在产业落地的西门子,不仅在市场中推出完整的软硬件方案之外,现阶段也已实际在位于中国大陆成都工厂的单板工业计算机IPC 227产品线中导入数码双胞,并获得具体成效。

而数码双胞究竟可为制造业创造何价值?西门子数码工厂事业部副协理王圣林表示,很多人都以为数码双胞是以产品或设备而建立的虚拟分身,但实则不然。一项产品从无到有,需历经概念设计、生产制造,直到最后投入市场中使用,如果用产品生命周期诠释,则是包括产品设计、生产计画、生产工程、生产执行与售后服务等5个阶段。可以想见的是,不论是单一产品或是设备,都仅仅只是构成某一阶段的其中一个环节。

简言之,数码双胞的目的旨在建立实体的虚拟分身,能够在虚拟分身与实体同步的条件下,即便虚拟世界中缺少实体的存在,也能准确预测实体的行为。而西门子所定义的数码双胞,涵盖的则是整个产品生命周期的模拟与复制。

王圣林表示,未来透过数码双胞将这5个不同的产品生命周期串联,除此之外,数码双胞亦能够缩短每个阶段之间的落差,过去这5个阶段分别由不同部门与单位负责,若非如像半导体产业这样的高科技产业,传统的制造业者在资料的传递上往往是透过非系统化的传输,如邮件、Excel表格,甚至是手抄的纸本记录。

王圣林进一步表示,数码双胞的价值,最关键的部分则是透过架构企业共通协作平台,在虚拟世界中除了串联产品生命周期外,更缩短各部门信息传递的落差,也能跟供应商的资料衔接,除此之外,藉由资料采集,由后往前,回馈每一阶段生产的状况,将数据反馈给前端作为改善依据。

做为大力推动数码双胞在产业落地的西门子,现阶段已实际在位于中国大陆成都工厂中单板工业计算机IPC 227产品线中导入数码双胞,并获得具体成效。以产品生命周期中的生产计划与工程举例,藉由创造产品与工序的数码分身而进一步建构生产线数码双胞,能够在允许不换线的情况下,直接在计算机上进行换线模拟,待虚拟产线可行性完成验证后,再进一步导入到实际产线中使用。

西门子将生产在线包括机械设备、机器人、工作台、输送带等的生产设备,在计算机中进行虚拟化的摆放与设计,并将机台设备的规格与尺寸连结到供应商进行下单采购。此外,也挥别过去生产线必须在实体样机上反复修改动线设计与调整工序的麻烦,允许其直接在虚拟环境中进行验证。甚至除了硬件设备外,也能进一步虚拟化人类作业员的视野与动作是否符合标准流程,或是在良好环境下作业。

王圣林指出,在模拟规划与验证的结果下,西门子也发现某道工序的耗时从原先用人力作业需要15.49秒,而采用机器人仅需要12秒就可完成。透过数码双胞不仅可验证工序与原来预期效果是否一致,还可以尝试使用不同技术让工序最佳化,如此效益可在未来应对弹性生产需求下,快速按照新产品需求进行换线,避免影响产品交期,降低企业的市场竞争。

  •     按赞加入DIGITIMES智能应用粉丝团