【智慧製造】西門子關注哪三大黑科技?

產業智慧官發表於2018-05-05

作為全球規模最大的工業貿易展覽會,漢諾威工業博覽會(以下簡稱“漢諾威”)一直以來是工業巨頭們展示最前沿的理念和技術的絕佳平臺。作為漢諾威70多年來的老朋友,西門子今年共設4個參展點:9號館主展位、6號廳PLM、27號館綜合能源廣場和合作夥伴國。

9號館內,西門子以3500平方米“巨無霸”展位,透過數字化企業解決方案在航空航天、汽車、食品飲料、電子和裝置製造,以及化工、纖維和石油天然氣等行業全生命週期中的鮮活應用案例,向世人述說:“實現數字化企業——正當時!”

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作為一年一度的固定節目,西門子CEO凱颯(Joe Kaeser)親手將一雙印有德國製造標誌的阿迪達斯白色定製款Ultra boost跑鞋送給默克爾。這雙鞋的特別之處在於,

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工業4.0的落地:展示數字化實現路徑

2013年4月,德國政府在漢諾威工業博覽會上正式提出“工業4.0”戰略,時至今日,“工業4.0”已從樓閣高處的口號逐步落地到各個行業。作為“工業4.0”最初的發起者和重要的構建者,西門子一直在數字化浪潮中引領創新、推動落地,今年布展的最大特色就在於基於行業應用的數字化解決方案展示。

比如,針對離散工業數字化企業,西門子展示了一個航空領域的應用案例,通過一個起落裝置的閉環模擬,詮釋數字化實現的創新產品,藉由一個AGV/機器人(自動引導車輛)應用例項,在SIMATIC和SINUMERIK的控制之下,現場演示全新而靈活的製造技術。

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這其中蘊含了西家數字化雙胞胎的三種形式:

  • “產品”數字化雙胞胎:新產品的設計階段採用NX CAD/CAM軟體生成了一個數字模型,其物理行為可以通過Simcenter軟體進行逼真的模擬;電氣設計同樣是在虛擬環境中使用Mentor Capital。

  • “生產”數字化雙胞胎:Tecnomatix過程模擬、NX工廠設計和NX生產線佈局,可以有序協調機器人和人員、生產線及資源,同時優化其生產計劃。在下一步,虛擬機器電模型可以連線到實際的工廠控制程式,以驗證整個自動化任務。

  • “效能”數字化雙胞胎:飛行操作的資料從飛機被收集和傳輸到MindSphere。對資料的分析揭示了諸如起落架和發動機等重要飛機系統的狀態,使新的服務得以發展。連續狀態監測和預測維護可防止不必要的工作,同時提高可用性和安全性。將所有這些有價值的發現通過MindSphere納入整個價值鏈—回到產品設計中—完成一個無縫的決策週期以進行持續優化。

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過程工業領域,亦有多個案例展示。多樂士已經成功地使用西門子數字解決方案建設了第一個數字化塗料廠,數字化雙胞胎為其真實工廠建立出虛擬模型,這樣一來,多樂士可根據市場不斷變化的需求靈活調整生產運營,比如生產季節流行的油漆顏色或進行小批量生產。現場觀眾還能看到一個通過Context Capture和COMOS Walkinside建立的沉浸式3D視覺化工廠。

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西門子在汽車、食品飲料、電子和裝置製造,以及化工、纖維和石油天然氣等行業的數字化企業實施路徑展示更是不一而足。透過這些案例,工控小編能夠參悟到西門子參展主題“實現數字化企業—正當時!”的真正含義:企業能夠更好地開發產品,更快、更靈活、更高效、更可靠地組織生產;終端使用者能夠經濟、快速、多樣化地滿足個性化需求。

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新品看點:Mindsphere 3.0版本 & SIDRIVE IQ

西門子是電氣化、自動化和數字化領域的全球領導者,此乃大家公認,但你或許不知道,西門子也是世界最大的10大軟體公司之一。

備受關注的Mindsphere升級到3.0,而密切關注此事的工控小編知道,Mindsphere2.0版本用的是SAP,3.0則部署在亞馬遜AWS雲端計算平臺上。對使用者而言,Mindsphere這次升級帶來的好處包括:

  • 藉助於亞馬遜在全球雲端計算基礎設施市場上領先的市場地位,西門子能夠幫助更多的客戶更好地把自己的資料接入到MindSphere雲端。

  • 亞馬遜先進的技術給MindSphere的可用度、安全性和健壯性都帶來了極大的提升。MindSphere 3.0能夠藉此更好地服務於各行各業,尤其是工業領域的客戶。

  • 活躍在亞馬遜雲平臺上眾多的應用開發者、軟體公司和獨立軟體開發商(ISV)為MindSphere注入了強大的活力。來自IT領域、網際網路領域的合作伙伴能夠幫助快速迭代應用程式,融合來自車間層、裝置、IT專業系統等多種資料。

從技術層面來看,MindSphere版本更迭並不僅僅侷限於平臺本身帶進來的功能上的差異,功能更趨於完善,底層基礎設施也發生了極大的變化。但需要指出的是,雲端計算或者雲端應用的優勢在於它做功能迭代的時候,對客戶的使用者體驗帶來的影響和衝擊特很小。當然,西門子特別考慮到MindSphere2.0向3.0遷移時所涉及到的應用程式程式設計介面之間的相容性,保持平臺介面的高度一致性,開發者在使用時很多程式碼是直接可以複用的。

為了進一步促進MindSphere的使用,併為更多的公司提供服務,今年初,西門子攜手18家合作伙伴共同創立“MindSphere World”。該組織是西門子為其基於雲的開放式物聯網(IoT)作業系統MindSphere建立的全球使用者組織,旨在推動MindSphere生態系統的全球化發展,同時支援各成員企業在MindSphere平臺上開發和改進物聯網解決方案,並在數字經濟領域開拓新市場。最新訊息是,MindSphere World管理委員會已經批准了16個新候選機構的加入申請。

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此外,西門子首次對外展示MindSphere Open Space Challenge(MindSphere開放空間挑戰),外部開發者與初創公司將攜手進行開放式合作,共同創造基於MindSphere的新型客戶解決方案和商業模式。

現場,西門子還展出了基於MindSphere平臺的SIDRIVE IQ APP,它是西門子自主研發的驅動系統的數字化平臺。該系統融合了物聯網、感測、雲端計算、分析和網路安全等方面的技術,為客戶提供了提高生產力、可靠性和可服務性的價值。

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關注未來:三大黑科技

本屆漢諾威,西門子發聲:實現數字化企業——正當時!那麼,展望未來,西門子要走向哪裡?

在西門子漢諾威工業博覽會新聞釋出會上,西門子股份公司管理委員會成員何睿祺(Klaus Helmrich)揭曉答案——

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  • 邊緣計算

對於機械工程師來說,進入資料世界是一個挑戰。在資料處理的全新世界中,除了流程控制之外,我們需要考慮這些資料還能夠做什麼?我們如何利用從眾多感測器處取得的資料發展出新的商業模式、服務,以及基於資料的模式。

於是,Siemens Industrial Edge概念應運而生,這一邊緣計算解決方案可以使使用者完全控制資料,並從其擴充套件功能和出色的現場效能中獲益。

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  • 增材製造

我們所處的時代,3D列印技術已經成熟。西門子現場就有展示,比如燃氣輪機噴嘴,傳統制造手段需花費26周時間,而採用3d列印技術現在只用3周就能生產出來,更重要的是產品的重量較傳統減輕30%。再比如,默克爾收到的這雙跑鞋。這款跑鞋是由阿迪達斯位於巴伐利亞全新的速度工廠生產的,採用了西門子的數字化技術,而其鞋底則採用了3D列印技術。

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據透露,4月初,西門子在埃爾朗根(Erlangen)建立了3D列印製造體驗中心,幫助客戶解決生產過程中遇到的各類問題。今年晚些時候,西門子還將推出一個3D列印製造網路平臺(Additive manufacturing network)。

  • 新的通訊技術

主題是時間敏感連線(Time-Sensitive Networking,TSN)。未來工業領域將有數以百億的裝置就連線上網,傳統工業乙太網根本無法承受巨大的資料傳輸量,我們需要一個新的乙太網標準。這時,一個適用於工業物聯網應用的新乙太網標準TSN就“衝出江湖”了,其核心技術包括網路頻寬預留、精確時鐘同步與流量整形,保證了網路低時延、高可靠性的需求等。這個標準建立在行業目前通用的IEEE標準上。

(文/gongkong張麗瑩)



西門子:“數字化雙胞胎”復刻出機床數字化“味道”

中國工控網

2018年4月9至13日,以“聚焦——數字·互聯·智造”為主題的第十屆中國數控機床展覽會(CCMT 2018)強勢登陸上海新國際博覽中心。西門子則圍繞“機床數字化製造”重點展示了機床加工與製造過程中如何藉助“數字化雙胞胎”來實現從產品研發、設計、生產、直到服務的全過程,從而提高生產力、可用性和過程可靠性,優化加工精度、設計、加工過程乃至維護和服務。同時,數控系統軟硬體的新品:全系列的Sinumerik 808D、828D和840D數控系統悉數亮相。

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(西門子展位)

兩大維度展示“機床數字化製造”

一走進西門子展位,滿眼盡是螢幕。

“請大家不要誤以為進入了電視大賣場,”西門子(中國)有限公司數字化工廠集團運動控制部機床數控系統總經理許政順則幽默地解釋道,從數控制造領域的模擬、虛擬機器床以及數控系統與工廠IT系統的整合,工業軟體在西家的數字化製造中發揮著極大的作用。

許政順說,無論是能為機床製造商和機床使用者創造全價值鏈優勢的以“數字化雙胞胎”為核心的西門子數字化企業解決方案,還是開啟數字化企業新型業務模式的·MindSphere “Manage MyMachines”應用程式,都得益於西門子在工業軟體領域的前瞻性佈局。雖然無法將數字化機床車間搬到展會現場,但透過一個個螢幕能真實解讀出西家“數字化雙胞胎”背後的真諦。

比如,利用MindSphere上的“Manage MyMachines”應用程式,西門子現場連線北京數控技術應用中心的兩臺機床,向現場觀眾展示藉助該應用程式所採集和分析的相關機床資料。“Manage MyMachines”能輕鬆快速地將Sinumerik 840D sl 這樣的機床數控系統與MindSphere相連,為使用者提供來自聯網機床的資訊,使使用者能清晰地瞭解機床的當前以及歷史狀況,從而縮短機床停機時間,優化服務和維修流程,提高生產力。

西家展位給工控小編留下的第一印象是“涇渭分明”,面朝西家展位,左半邊以機械加工工藝維度進行展示,右半邊則是針對機床本身的數字化製造,中間是本次展出的一系列數控系統軟硬體的新產品:全系列的Sinumerik 808D、828D和840D數控系統。西家還很貼心地在展位前端亮出“展臺平面圖”,不論你是終端使用者還是裝置製造商,都能“按圖索驥”找到契合心意的數字化升級方略。

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(展位平面圖)

“數字化雙胞胎”:虛擬環境下還原菜品“色香味”

如何實現機床的數字化製造,西門子祭出神器“數字化雙胞胎”。

採用西門子控制技術的機床,其虛擬機器床的控制系統與西門子的Sinumerik數控系統使用相同的語言程式碼。藉助虛擬NC核心,可生成模擬和試運轉的“數字化雙胞胎”,即完全對應的虛擬映象,從而提前對程式和複雜運動序列進行虛擬測試,以提高實體機床後續加工的精確度和可靠性,最大限度縮短調整時間。這些優勢在小批次、定製化產品的生產中更為明顯。

“西門子獨有的、也是最具核心競爭力的是我們能夠‘虛擬NC核心’,它能夠模擬數控機床的工藝、效能、執行效果,等等。”許政順以一個形象的比喻加深理解:比如做紅燒肉,很多菜譜會告訴你操作步驟(過程模擬與模擬),但做出來是不是畫冊上的真實樣子就得看主廚的功力了,而西門子“數字化雙胞胎”可以將這道菜的“色、香、味”全部模擬出來,你只要照著做,就能將畫冊背後的“大廚手藝”復刻出來。

作為大型機械裝置,機床的建造、除錯周期相對較長,如果按照傳統方式,供需雙方都需要花費大量的時間精力確保產線的正常執行。一旦裝置出現問題或設計不合理,物理世界的解決手段頗費心力,相比之下,從設計初始到生產、除錯、執行與服務的數字化模擬,能夠大大縮短機床的生產、除錯、上市時間,讓客戶在起跑線就領先傳統一大步。

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(虛擬除錯)

Sinumerik:數控系統軟硬體全面升級

新品釋出總是備受關注。

現場,西門子展出了一系列數控系統軟硬體的新產品——全系列的Sinumerik 808D、828D和840D數控系統,全面覆蓋從普及型和標準機床控制方案、到模組化高階解決方案,再到高階工件生產的智慧解決方案。

其中,全新升級的Sinumerik 840D sl數控系統採用多核處理器技術、基於驅動的高效能 NCU(數控單元),效能潛力更高,在NCU鏈路中,30個加工通道可控制多達93根軸;採用領先的工業乙太網標準Profinet進行通訊,出色的通訊功能可完美整合到西門子全整合自動化(TIA)環境,並通過TIA博途工程軟體平臺進行工程組態;具有開放式架構,通過採用Sinumerik Integrate,可根據機床的工藝條件對數控系統進行最佳調整,從而確保生產自動化環境的高度靈活性。

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(Sinumerik 840D sl數控系統)

Sinumerik 808D ADVANCED 是基於操作皮膚的普及型數控系統,其結構緊湊、使用方便,適用於車削和銑削應用。Sinumerik 828D BASIC、828D 以及828D ADVANCED都是高價效比的數控系統,數控效能高,便於除錯。

此外,西門子還展出有配套的Sinamics驅動系列、Simotics電機系列、電主軸等產品,數控系統在航空航天、汽車、醫療、電力、電子零件加工、和教育等行業上的成功應用,以及PLM產品生命週期管理軟體、融資租賃、電櫃整合等增值服務解決方案。(文/gongkong張麗瑩)

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人工智慧賽博物理作業系統

AI-CPS OS

人工智慧賽博物理作業系統新一代技術+商業作業系統“AI-CPS OS:雲端計算+大資料+物聯網+區塊鏈+人工智慧)分支用來的今天,企業領導者必須瞭解如何將“技術”全面滲入整個公司、產品等“商業”場景中,利用AI-CPS OS形成數字化+智慧化力量,實現行業的重新佈局、企業的重新構建和自我的煥然新生。


AI-CPS OS的真正價值並不來自構成技術或功能,而是要以一種傳遞獨特競爭優勢的方式將自動化+資訊化、智造+產品+服務資料+分析一體化,這種整合方式能夠釋放新的業務和運營模式。如果不能實現跨功能的更大規模融合,沒有顛覆現狀的意願,這些將不可能實現。


領導者無法依靠某種單一戰略方法來應對多維度的數字化變革。面對新一代技術+商業作業系統AI-CPS OS顛覆性的數字化+智慧化力量,領導者必須在行業、企業與個人這三個層面都保持領先地位:

  1. 重新行業佈局:你的世界觀要怎樣改變才算足夠?你必須對行業典範進行怎樣的反思?

  2. 重新構建企業:你的企業需要做出什麼樣的變化?你準備如何重新定義你的公司?

  3. 重新打造自己:你需要成為怎樣的人?要重塑自己並在數字化+智慧化時代保有領先地位,你必須如何去做?

AI-CPS OS是數字化智慧化創新平臺,設計思路是將大資料、物聯網、區塊鏈和人工智慧等無縫整合在雲端,可以幫助企業將創新成果融入自身業務體系,實現各個前沿技術在雲端的優勢協同。AI-CPS OS形成的字化+智慧化力量與行業、企業及個人三個層面的交叉,形成了領導力模式,使數字化融入到領導者所在企業與領導方式的核心位置:

  1. 精細種力量能夠使人在更加真實、細緻的層面觀察與感知現實世界和數字化世界正在發生的一切,進而理解和更加精細地進行產品個性化控制、微觀業務場景事件和結果控制。

  2. 智慧:模型隨著時間(資料)的變化而變化,整個系統就具備了智慧(自學習)的能力。

  3. 高效:企業需要建立實時或者準實時的資料採集傳輸、模型預測和響應決策能力,這樣智慧就從批量性、階段性的行為變成一個可以實時觸達的行為。

  4. 不確定性:數字化變更顛覆和改變了領導者曾經仰仗的思維方式、結構和實踐經驗,其結果就是形成了複合不確定性這種顛覆性力量。主要的不確定性蘊含於三個領域:技術、文化、制度。

  5. 邊界模糊:數字世界與現實世界的不斷融合成CPS不僅讓人們所知行業的核心產品、經濟學定理和可能性都產生了變化,還模糊了不同行業間的界限。這種效應正在向生態系統、企業、客戶、產品快速蔓延。

AI-CPS OS形成的數字化+智慧化力量通過三個方式激發經濟增長:

  1. 創造虛擬勞動力,承擔需要適應性和敏捷性的複雜任務,即“智慧自動化”,以區別於傳統的自動化解決方案;

  2. 對現有勞動力和實物資產進行有利的補充和提升,提高資本效率

  3. 人工智慧的普及,將推動多行業的相關創新,開闢嶄新的經濟增長空間


給決策制定者和商業領袖的建議:

  1. 超越自動化,開啟新創新模式:利用具有自主學習和自我控制能力的動態機器智慧,為企業創造新商機;

  2. 迎接新一代資訊科技,迎接人工智慧:無縫整合人類智慧與機器智慧,重新

    評估未來的知識和技能型別;

  3. 制定道德規範:切實為人工智慧生態系統制定道德準則,並在智慧機器的開

    發過程中確定更加明晰的標準和最佳實踐;

  4. 重視再分配效應:對人工智慧可能帶來的衝擊做好準備,制定戰略幫助面臨

    較高失業風險的人群;

  5. 開發數字化+智慧化企業所需新能力:員工團隊需要積極掌握判斷、溝通及想象力和創造力等人類所特有的重要能力。對於中國企業來說,創造兼具包容性和多樣性的文化也非常重要。


子曰:“君子和而不同,小人同而不和。”  《論語·子路》雲端計算、大資料、物聯網、區塊鏈和 人工智慧,像君子一般融合,一起體現科技就是生產力。


如果說上一次哥倫布地理大發現,擴充的是人類的物理空間。那麼這一次地理大發現,擴充的就是人們的數字空間。在數學空間,建立新的商業文明,從而發現新的創富模式,為人類社會帶來新的財富空間。雲端計算,大資料、物聯網和區塊鏈,是進入這個數字空間的船,而人工智慧就是那船上的帆,哥倫布之帆!


新一代技術+商業的人工智慧賽博物理作業系統AI-CPS OS作為新一輪產業變革的核心驅動力,將進一步釋放歷次科技革命和產業變革積蓄的巨大能量,並創造新的強大引擎。重構生產、分配、交換、消費等經濟活動各環節,形成從巨集觀到微觀各領域的智慧化新需求,催生新技術、新產品、新產業、新業態、新模式。引發經濟結構重大變革,深刻改變人類生產生活方式和思維模式,實現社會生產力的整體躍升。



產業智慧官  AI-CPS


用“人工智慧賽博物理作業系統新一代技術+商業作業系統“AI-CPS OS”:雲端計算+大資料+物聯網+區塊鏈+人工智慧)在場景中構建狀態感知-實時分析-自主決策-精準執行-學習提升的認知計算和機器智慧;實現產業轉型升級、DT驅動業務、價值創新創造的產業互聯生態鏈


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