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智能生产技术PLM广泛应用 打响工业领域“数字革命”

2015年03月25日 13:30中国机床商务网点击:4746

  【中国机床商务网 市场分析】试想一下,如果你是一家汽车生产商的负责人,收到了生产100辆卡车和100辆轿车的订单。你是先生产100辆卡车,还是先生产100辆轿车,或者是将大卡车与小轿车混合交替生产?
  
  无论是选择先生产卡车还是生产轿车,都会产生大量的待售品,占用更多的现金流。理想的生产状况是进行灵活的小批量、多批次生产,使生产得以均匀、连续,这样产生的库存待售品才最优,而且生产过程的原材料消耗会更少,现金流也更为顺畅。未来制造工厂所追求的目标必然不再是工业化大生产,而是建立在端对端数字化之上的多品种、个性化、高效优质的生产。
  

 
  然而,要做到这点并非易事。在迈向先进制造过程中,除了提升机器的自动化水平外,更为关键的是通过自动化软件进行监控管理。目前,越来越多的制造商开始使用PLM(产品生命周期管理)技术,打响了一场静悄悄的工业领域“数字革命”。
  
  加快市场投放速度
  
  豪华轿车的销售人员经常会听到这样一个问题:“这辆车从0到加速到100公里需要多久呢?”但是工业产品销售的成功,也需要依靠制造商对于市场需求的响应速度和灵活性。毫不意外,今天的世界充满了竞争,每个人都希望能够做到首屈一指。
  
  对制造商而言,竞争归根到底还是取决于三个词:时间、成本和效率。从时间上看,要尽量缩短产品从研发到投入市场的时间;成本上来考量,要避免成本的浪费,而非缩水原材料;效率更是无需赘言。而随着产品数据类型和数量呈现爆炸式增长,传统的管理流程已然不能再适应公司的发展。
  
  自主品牌福田汽车就面临着这样的烦恼。企业在国内发展迅速,根据战略将俄罗斯、印度、巴西、墨西哥、印尼五个国家建立工厂,在中国建设全球总部,建设全球创新中心、业务管理和运营中心。然而,这么多区域之间如何灵活高效运作?
  
  福田汽车信息技术部研发工程系统科科长陆勤柱介绍:“1998年,通用汽车在全球首创产品研发部门信息官,建立PLM战略,并在全球各工厂开始大规模推广PLM。此后,通用汽车的新车从设计到上市的时间,由42个月缩短到12个月。”鲜活的案例给了福田汽车很明显的启示。他们最终选用西门子公司的PLM软件来建立统一的平台解决方案。
  
  通过PLM技术的深入应用,福田汽车实现了总部与各分公司之间的异地管理、协同设计与生产、数据共享以及业务流程和标准的统一,实现了研发数据的体系化管理,将产品开发周期缩短30%,返工量减少20%。
  
  据介绍,西门子已在全球顶级汽车OEM制造商中的90%以上和一线汽车OBM厂商中的近90%中,成功部署了自己的PLM技术和解决方案。
  
  改变传统生产模式
  
  PLM技术彻底改变了传统的生产模式。
  
  西门子PLM软件大中华区首席执行官兼董事总经理梁乃明举例说,比如生产一支笔,传统做法是先出一张图纸,然后调整机床参数去开模做出样品,图纸返回研发部门经过比对修改,才能进入生产线。但利用PLM技术,从研发到制造基于同一个数据平台,在设计时就可以将这支笔的特点、长度、直径等参数,直接与下游加工机器的数据同步,通过仿真就可以将设计定型,直接上线生产,完全不需要纸质图纸。传统制造节奏改变了,费时费力费钱的工艺都可以省下来。
  
  这意味在将来,PLM能够将技术工人与设计师、工程师、市场经理、公司的客户通过社交网络连接起来。3D现实技术能够让所有的人员都能够直接参与到创新过程当中,因此提升了产品对于最终用户的价值。
  
  另外,梁乃明介绍,协同开发设计也是PLM技术的一大特点。譬如设计汽车零部件,这个部件在这个车上可以用,在那个车上也可以用,就不需要再重新研发、重新测试、重新模拟,效率可以提升很多。除了仿真和数字化制造,有些复合材料是高精尖制造业行业的特殊要求,这部分针对复合材料的设计和仿真,可以用在汽车行业,也可以用在航天航空方面,涉及的领域很宽。
  
  在数字化制造的前提下,产品的设计和制造都基于同一个数据平台,消除了研发部门与生产部门工作的时间差,彼此同步进行让各方配合得更加默契,这大大改变了传统制造的节奏。另外,由于在研发环节产生的数据能够在工厂各个系统之间实时传递,与此同时,数据的同步更新又避免了传统工厂由于沟通不畅产生的误差,更大大提升了生产效率。
  
  未来制造想象空间
  
  而就在最近,作为制造业大国的中国也宣布,实施“中国制造2025”。此前美国人已经开始“第三次工业革命”,德国人则启动“工业4.0”战略。2015年的政府工作报告明确提出了“中国制造”的概念:“推动产业结构迈向中高端。制造业是我们的优势产业。要实施‘中国制造2025’,坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展,加快从制造大国转向制造强国。”
  
  在业内人士看来,无论是中国制造2025,还是德国工业4.0,甚至美国第三次工业革命,本质上都是趋同的。不管概念的具体阐述如何,这些大国都逐渐认识到,制造业仍然是经济可持续增长的发动机。包括PLM在内的数字化、智能化制造,将深刻影响未来工业发展。
  
  数据显示,目前,PLM的应用行业已经从机械、电子、航空航天和汽车等离散制造行业逐渐向服装服饰及制鞋、快速消费品、生命科学与制药,甚至钢铁、化工等流程行业以及建筑业延伸,业内预计2014至2018年中国PLM市场的复合年增长率将达14.9%。
  
  无论是叫什么名字,未来制造的一大愿景就在于,让设备和设备开启对话,产品和生产设备之间相互沟通,建立虚拟世界与现实世界之间的对话窗口。在未来智能工厂中,人类、机器和资源能够互相通信,就像社交网络中一样自然。智能产品“知道”它们如何被制造出来的细节,也知道它们的用途。它们将主动地对制造流程,回答诸如“我什么时候被制造的”、“对我进行处理应该使用哪种参数”、“我应该被传送到何处”等问题。
  
  据工信部测算,未来20年中国工业互联网的发展,至少可带来约三万亿美元的GDP增量,未来互联、集成、智能生产、数据处理、产品创新都将直接受益于“中国制造2025”规划。
(来源:文汇报)

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