Digital Twin – elements, kura ļoti pietrūka! Transformatoru laikmets: “digitālie dvīņi” jau klāt Jaunas pieejas darbam

Iespējams, ikviens, kurš skatījās filmas Terminators vai Matricu, domāja, kad mākslīgais intelekts kļūs par mūsu ikdienas sastāvdaļu un vai cilvēki un roboti varēs sadzīvot mierā un harmonijā. Šī nākotne ir daudz tuvāk, nekā jūs domājat. Šodien mēs jums pastāstīsim par tādām tehnoloģijām kā " digitālie dvīņi", kas jau tagad tiek plaši izmantots rūpniecībā un, iespējams, drīz kļūs par mūsu ikdienas sastāvdaļu.

Kas ir digitālie dvīņi?

Ir kļūdaini uzskatīt, ka termins "digitālie dvīņi" attiecas uz robotiem un mākslīgo intelektu, kas ir sava veida humanoīda radījuma aizsegā. Pats termins pašlaik galvenokārt tiek attiecināts uz rūpniecisko ražošanu. Jēdziens “digitālie dvīņi” pirmo reizi parādījās 2003. gadā. Šis termins tika izmantots pēc Floridas Tehnoloģiju institūta Dzīves cikla pārvaldības un inovāciju centra profesora un direktora asistenta Maikla Grīvesa raksta “Digitālie dvīņi: ražošanas izcilība, pamatojoties uz virtuālo prototipu rūpnīcu”. Pati koncepciju izgudroja NASA inženieris, kurš bija profesora kolēģis.

1971yes/bigstock.com

Savā pamatā “digitālie dvīņi” ir jēdziens, kas apvieno mākslīgo intelektu, datormācību un programmatūra ar konkrētiem datiem, lai izveidotu dzīvos digitālos modeļus. Šie "digitālie dvīņi" tiek pastāvīgi atjaunināti, mainoties fiziskajiem prototipiem.

Kur digitālie dvīņi iegūst datus sevis atjaunināšanai?

Digitālā kopija, kā jau mākslīgajam intelektam pienākas, nemitīgi mācās un pilnveido sevi. Šim nolūkam digitālais dvīnis izmanto zināšanas no cilvēkiem, citām līdzīgām mašīnām un lielākām sistēmām un vidi, kuras daļa tas ir.

Maikls Grīvzs ierosināja savas trīs prasības, kurām jāatbilst “digitālajiem dvīņiem”. Pirmais ir atbilstība oriģinālā objekta izskatam. Jums ir jāsaprot, ka līdzīgi izskats– tā ir ne tikai kopbilde, bet arī atsevišķu daļu atbilstība īstajam “dvīnim”. Otrā prasība ir saistīta ar dubultnieka uzvedību testēšanas laikā. Pēdējā un visgrūtākā lieta ir informācija, kas tiek saņemta no mākslīgais intelekts par reāla produkta priekšrocībām un trūkumiem.

1971yes/bigstock.com

Kā norāda Maikls Grīvzs, kad tika ieviestas digitālās kopijas, pat virspusējas līdzības kritērijs tika uzskatīts par grūti sasniedzamu. Šodien, tiklīdz digitālais dvīnis ir identisks pirmajos parametros, to jau var izmantot praktisku problēmu risināšanai.

Kāpēc mums ir vajadzīgi digitālie dvīņi?

Digitālās kopijas tiek veidotas, lai optimizētu fizisko prototipu, visu sistēmu un ražošanas procesu veiktspēju.

Saskaņā ar GE Global Research Center programmatūras izpētes viceprezidenta Ph.D. Kolina Dž. Parisa teikto, digitālie dvīņi ir hibrīdmodelis (gan fizisks, gan digitāls), kas izveidots īpaši konkrētiem uzņēmējdarbības mērķiem, piemēram, lai prognozētu kļūmes, samazinātu apkopi. izmaksas, novērstu neplānotus pārtraukumus.

1971yes/bigstock.com

Kolins J. Pariss norāda, ka, runājot par “digitālajiem dvīņiem”, šī sistēma darbojas trīs posmos: redzēšana, domāšana un darīšana. “Skatīšanas” posms ir datu iegūšana par situāciju. Ir divu veidu informācija: darbības dati (piemēram, viršanas temperatūra) un vides dati. Nākamais solis, ko Kolins Dž. Pariss nosacīti dēvēja par "domāšanu", ir saistīts ar faktu, ka šajā posmā "digitālais dvīnis" var sniegt iespējas dažādiem pieprasījumiem par to, kā vislabāk rīkoties konkrētajā situācijā vai kādi varianti ir labāki. uzņēmējdarbības nolūkos. Mākslīgais intelekts izmanto analīzei, piemēram, vēsturisko informāciju, ieņēmumu un izdevumu prognozes un nodrošina vairākas iespējas, kuru pamatā ir riski un pārliecība, ka šie priekšlikumi var tos samazināt. Pēdējais solis– “darīt” – ir tieši saistīts ar darāmā realizāciju.

1971yes/bigstock.com

Ar “digitālo dvīņu” palīdzību, piemēram, var redzēt no fiziska objekta problēmas iekšpuses.

Ražošanā mums vairs nav jāredz, piemēram, visa turbīna priekšā, lai atklātu caurumu. Digitālā dvīņu tehnoloģija ļaus jums redzēt problēmu reāllaikā, izmantojot datora vizualizāciju.

Saskaņā ar Siemens programmatūras izstrādes izpildviceprezidenta Zvi Feuera teikto, digitālais dvīnis ir PLM risinājums ceļā uz Industry 4.0.

Kādi “digitālo dvīņu” veidi jau pastāv?

Kā jau teicām iepriekš, rūpniecībā aktīvi tiek izmantoti “digitālie dvīņi”: daļu dvīņi (kas tiek būvēti konkrētai ražošanas daļai), produktu dvīņi (kas saistīti ar produkta izlaišanu, to galvenais mērķis ir samazināt uzturēšanas izmaksas) , process twins (to mērķis var būt, piemēram, palielināt kalpošanas laiku), sistēmas dvīņi (visas sistēmas optimizācija kopumā).

1971yes/bigstock.com

Saskaņā ar augsto tehnoloģiju pētījumu un konsultāciju aģentūras Gartner datiem, simtiem miljonu "digitālo dvīņu" drīzumā aizstās cilvēku darbu. Daži uzņēmumi to jau izmanto. Nav obligāti jābūt personālam, kas diagnosticētu ražošanas problēmas. Reāllaikā ar “digitālo dvīņu” palīdzību var saņemt visus nepieciešamos datus un jau iepriekš būt gatavs remontēt iekārtas.

Kā ir ar paša cilvēka “digitālo dvīni”?

chagpg/bigstock.com

Tiem, kas vēlas sev Terminatora draugu, kurš domā tāpat kā tu, palīdz it visā, ir brālis un draugs, mums ir labas ziņas. Pēc futūrista un tehnologa Džona Smita domām, šāda nākotne jau ir tuvu. Viņš uzskata, ka tuvākajā laikā būs t.s programmatūras aģenti, kurš jau iepriekš prognozēs savas īstās kopijas vēlmes un uzvedību un veiks kādas darbības savam cilvēciskajam dubultniekam.

“Digitālais dvīnis” varēs veikt pirkumus, pieņemt biznesa lēmumus, iesaistīties sabiedriskās aktivitātēs – kopumā varēs darīt visu, kam mums dažkārt nepietiek laika.

Visus rutīnas darbus varēsim nodot arī mūsu dubultniekam. Turklāt, pēc Džona Smita domām, mūsu digitālie kloni zinās mūsu intereses, preferences, politiskos uzskatus un, ja nepieciešams, spēs tos aizstāvēt, jo tiem būs pilnīgāks vēsturiskais konteksts un viņi redzēs mūsdienu pasaules ainu kā veselums. Un pat līdzjūtības sajūta. Piemēram, “digitālais dvīnis” izrādīs mīlestību pret mums, jo varēs uzminēt mūsu emocionālo stāvokli.

Tas viss izklausās pēc utopiska filmas scenārija. Es jūtu, ka kaut kas nav kārtībā. Kādi ir “digitālo dvīņu” trūkumi?

Digitālo dvīņu trūkumi ir acīmredzami. Pirmkārt, rodas jautājums par mūsu drošību. Digitālie kloni izmantos visus iespējamos resursus, lai papildinātu informāciju par mums. Šie ir algoritmi, kas apkopo datus no kontiem sociālie tīkli, un mūsu personīgā sarakste, kā arī visi dokumenti un faili, kas vienā vai otrā veidā attiecas uz mums. Protams, tas var nebūt satraucošs: kā mēs jau esam noskaidrojuši, “digitālie dvīņi” spēj pastāvīgi atjaunināt un uzlabot. Tāpēc vienam no primārajiem uzdevumiem vajadzētu būt tiesiskā regulējuma izveidei mākslīgā intelekta “pieļaujamības robežu” noteikšanai.

chagpg/bigstock.com

Tomēr nekrītiet panikā par to. Ņemiet par piemēru Džonu Smitu: viņš joprojām ir optimistisks un uzskata, ka "digitālie dvīņi" neaizstās cilvēci. Viņi vienkārši kļūs par dažādām cilvēku versijām, kas var mierīgi sadzīvot ar mums.

Ja atrodat kļūdu, lūdzu, iezīmējiet teksta daļu un noklikšķiniet Ctrl+Enter.

Krievijā šodien ir grūti runāt par 4. industriālo revolūciju, bet mēs uzskatām, ka runāt ir nepieciešams. Jaunās paaudzes rūpniecības uzņēmumu tehnoloģisko virzītāju vidū parādīsies industriālās lietu interneta platformas, kas īsteno digitālā dvīņa koncepciju.

Forrester analītiķi digitālo dvīņu definē kā reāla fiziska objekta izveidi abstraktā digitālā formā, kas darbojas kā starpnieks jebkurai saziņai ar reālu ierīci.

Saskaņā ar General Electric teikto, digitālā dvīņa ideja ir iet tālāk nekā tikai darbs ar digitālajiem modeļiem. Uzņēmums to saka Apkope notiks arī sinhronizācijā ar digitālo modeli ar reālo objektu, izmantojot sensoru sistēmas un sakarus.

Analītiķu aģentūra Gartner prognozē, ka līdz 2021. gadam puse lielo rūpniecības uzņēmumu izmantos digitālos dvīņus un rezultātā šīs organizācijas saņems 10% darbības efektivitātes pieaugumu.

“Digitālie dvīņi veicina IoT ietekmi uz uzņēmējdarbību, piedāvājot jaudīgu veidu, kā pārraudzīt un pārvaldīt līdzekļus un procesus,” saka Alfonso Velosa, Gartner pētniecības viceprezidents. Tas īpaši aizrauj mūsu komandu, jo mēs esam ļoti cieši saistīti ar SAYMON projektu automatizēta uzraudzība un pārvaldība, tostarp informācijas sistēmas un lietu internets. Protams, konkurence IoT pārvaldības platformu tirgū ir diezgan liela – burtiski katra lielākā digitālā korporācija mūsdienās apgalvo, ka tām ir platformas, taču ne visiem ir izdevies veikt savas izstrādes vai iegādāties uzņēmumu ar gatavu risinājumu. Bieži vien paziņojums par pieejamību ir cieņas apliecinājums pieklājībai - ir tehnoloģiska tendence, ir paziņojums no korporācijas.

Šodien mēs vēl nestrādājam ar digitālajiem modeļiem un rasējumiem – esam atvērti partneriem ar pieredzi šajā jomā. Šobrīd mums ir pieredze sadarbībā ar uzņēmumu, kas veido industriālo objektu fotoreālistiskas kopijas un rezultātā ir dzimis atsevišķs projekts VIOTR, kas apvieno digitalizētās telpas spēku ar iespēju iegūt datus no reāliem sensoriem un video. kameras, iespēja vadīt slēdžus, relejus un slāpētājus reālajā pasaulē. VIOTR projekts šodien koncentrējas uz izglītības tehnoloģija nākotnē, bet būtībā ir daļa no digitālās dvīņu koncepcijas.

Tieši tā izteicās mūsu kolēģi no Computer Weekly – jaunā pieeja ietver sakaru pārvaldību starp malas ierīcēm un iekšējām sistēmām un atspoguļo izmaiņas ierīces virtuālajā modelī – citiem vārdiem sakot, parādās digitālais dvīnis.

Piemēri liecina, ka pat tādas vienkāršas darbības kā durvju slēdzeņu kontrole var panākt ievērojamus ekspluatācijas ietaupījumus. Dormakaba, kas ražo viedās durvju slēdzenes, kopš 2012. gada izmanto ServiceMax lauka pārvaldības programmatūru, palīdzot uzraudzīt tās instalācijas. Detalizēti dati par katru durvju veiktspēju palīdz Dormakaba un tās partneriem efektīvāk pārvaldīt ēkas. Nesen veiktais Vanson Bourne pētījums par ServiceMax atklāja, ka rūpniecības uzņēmumi zaudē 260 000 USD stundā neplānotas dīkstāves dēļ. Neveiksmes prognozēšana, izmantojot digitālos dvīņus, var palīdzēt pārvarēt šo problēmu. Digitālais dvīnis var nodrošināt Dormakaba inženieriem visjaunāko ierakstu par katru darbību vai notikumu, ko reģistrē durvju sensori, reģistrē komponentu instalēšanu un programmaparatūras atjauninājumus, un Dormakaba servisa komanda to var izmantot, lai noteiktu kalpošanas laiku. produktu kopā ar Detalizēts apraksts drošības žurnāls, kas ir savienots ar durvīm. Svarīgi ir arī nodrošināt ciešu saziņu ar detaļu un komponentu piegādātājiem un produktu dzīves cikla pārvaldību, nodrošinot ārkārtīgi skaidru kontroles un servisa līmeni. Izmantojot digitālo slēdzenes prognozēšanu, Dormakaba cer samazināt klientu zvanu skaitu un uzlabot apkalpošanas kvalitāti. Kopā ar Swisscom tika izveidota mākoņa platforma slēdzeņu pārvaldībai. Partneru apmācība ir svarīgs inovācijas un biznesa transformācijas elements, atzīst Dormakaba.

Gartnera ziņojumā Digital Twin s ietekmēs ekonomikas un uzņēmējdarbības modeļus, analītikas uzņēmums izvirza analoģiju starp datu vākšanas apjomu, ko veic tādi uzņēmumi kā Google, Amazon un Netflix, un to, cik daudz datu digitālie dvīņi radīs rūpniecības uzņēmumos, lai nepārtraukti uzraudzītu ar vadības sistēmām pievienoto iekārtu veiktspēju.

Analītiķi brīdina, ka tas prasīs vēl lielāku kontroli pār komponentiem un programmatūras atjauninājumiem, kā arī prasīs automašīnu ražotājiem kļūt par programmatūras nodrošinātājiem. "Aktīvu operatoriem būs jāpievieno programmatūras prasmes savām operāciju komandām, pievienojot viedākus līdzekļus un pievienojot programmatūras un datu īpašumtiesības, lai atbalstītu līgumus," brīdina analītiķi.

Neironu tīkli, digitālie dvīņi, mākslīgais intelekts. Industry 4.0 tehnoloģijas izmainīs naftas nozari līdz nepazīšanai

Digitālā laikmeta arhitekti

Parasti par tehnoloģiski progresīvākajām sfērām tiek uzskatītas informācijas tehnoloģijas un biomedicīna. Attieksme pret uzņēmumiem tradicionālajās nozarēs, piemēram, metāla velmēšanā vai naftas ražošanā un pārstrādē, ir pavisam cita. No pirmā acu uzmetiena tie šķiet konservatīvi, taču daudzi eksperti tos sauc par jaunā digitālā laikmeta galvenajiem arhitektiem.

Rūpniecības giganti sāka automatizēt ražošanas procesus pagājušā gadsimta 30. gadu vidū. Daudzu gadu desmitu laikā aparatūras un programmatūras sistēmas ir nepārtraukti pilnveidojušās un kļuvušas sarežģītākas. Ražošanas procesu automatizācija, piemēram, naftas pārstrādē, ir panākusi lielu progresu. Modernas naftas pārstrādes rūpnīcas darbību uzrauga simtiem tūkstošu sensoru un instrumentu, un degvielas padevi reāllaikā uzrauga sistēmas satelītu navigācija. Katru dienu vidējā Krievijas pārstrādes rūpnīca saražo vairāk nekā 50 000 terabaitu informācijas. Salīdzinājumam, Krievijas Valsts bibliotēkas digitālajā krātuvē glabātie 3 miljoni grāmatu aizņem simtiem reižu mazāk - “tikai” 162 terabaitus.

Tas ir tas pats “lielie dati” vai Lielie dati, ir plūsma, kas salīdzināma ar lielāko vietņu un sociālo tīklu informācijas slodzi. Uzkrātais datu masīvs ir unikāls resurss, ko var izmantot biznesa vadībā. Taču tradicionālās informācijas analīzes metodes tam vairs nav piemērotas. Patiesi efektīvi strādāt ar šādu datu apjomu ir iespējams tikai ar Industry 4.0 tehnoloģiju palīdzību. Mainīgā ekonomikas paradigmā bagātīga industriālā “vēsturiskā pieredze” ir nopietna priekšrocība. Lielie dati ir mākslīgā intelekta pamatā. Tās spēja mācīties, izprast realitāti un paredzēt procesus ir tieši atkarīga no ielādēto zināšanu apjoma. Tajā pašā laikā rūpniecības uzņēmumiem ir spēcīga inženierzinātņu skola un tie aktīvi iesaistās jaunu tehnoloģiju ieviešanā un pilnveidošanā. Tas ir vēl viens apstāklis, kas padara tos par galvenajiem spēlētājiem “jaunajā ekonomikā”.

Nedēļas labākais

Visbeidzot, vietējie rūpnieki zina uzņēmējdarbības efektivitātes cenu. Krievija ir lielu attālumu valsts. Bieži vien ražošanas līdzekļi atrodas lielā attālumā no patērētājiem. Šādos apstākļos ir ļoti grūti ātri reaģēt uz tirgus svārstībām. Tradicionālās tehnoloģijas ļauj ietaupīt ne vairāk kā procenta desmitdaļu. Savukārt digitālie risinājumi mūsdienās ļauj samazināt izmaksas līdz pat 10-15% mēnesī. Fakts ir acīmredzams: ceturtās industriālās revolūcijas laikmetā konkurētspējīgs būs tas, kurš iemācīsies visefektīvāk pielietot jaunās tehnoloģijas uzkrātās pieredzes kontekstā.

Petrs Kaznačejevs, Resursu ekonomikas centra direktors, RANEPA: “Kā pirmo soli ceļā uz “integrētu” mākslīgā intelekta sistēmu naftas un gāzes jomā varētu apsvērt “gudru” pārvaldību un korporatīvo plānošanu. Šajā gadījumā mēs varētu runāt par algoritma izveidi visa digitalizēšanai galvenā informācija par uzņēmuma darbību - no lauka līdz degvielas uzpildes stacijai. Šo informāciju varētu nosūtīt uz vienu automatizētu centru. Pamatojoties uz šo informāciju, izmantojot mākslīgā intelekta metodes, varētu izstrādāt prognozes un ieteikumus, lai optimizētu uzņēmuma darbu.

Digitālās transformācijas vadītājs

Apzinoties šo tendenci, rūpniecības līderi Krievijā un pasaulē pārstrukturē biznesa procesus, kas attīstījušies gadu desmitiem, ieviešot ražošanā Rūpniecība 4.0 tehnoloģijas, kas balstītas uz rūpniecisko lietu internetu, mākslīgo intelektu un Big Data. Visintensīvākā transformācija notiek naftas un gāzes nozarē: nozare dinamiski “digitalizējas”, investējot projektos, kas vēl vakar šķita fantastiski. Mākslīgā intelekta kontrolētas un situācijas prognozēt spējīgas rūpnīcas, instalācijas, kas operatoram pasaka optimālo darbības režīmu – tas viss jau šodien kļūst par realitāti.

Vienlaikus maksimālais uzdevums ir izveidot ražošanas, loģistikas, ražošanas un pārdošanas vadības sistēmu, kas apvienotu “gudrās” akas, rūpnīcas un degvielas uzpildes stacijas vienotā ekosistēmā. Ideālā digitālajā modelī brīdī, kad patērētājs pavelk sprauslas sviru, uzņēmuma analītiķi operāciju centrā uzreiz saņem informāciju par to, kāda zīmola benzīns tiek iepildīts tvertnē, cik daudz eļļas ir nepieciešams iegūt, piegādāt uz rūpnīcu un rafinēt. lai apmierinātu pieprasījumu noteiktā reģionā. Līdz šim nevienam no Krievijas un ārvalstu uzņēmumiem nav izdevies izveidot šādu modeli. Tomēr "Gazprom Neft" šīs problēmas risināšanā ir pavirzījusies tālāk. Tās speciālisti šobrīd īsteno vairākus projektus, kuriem galu galā jākļūst par pamatu vienotas apstrādes, loģistikas un pārdošanas pārvaldības platformas izveidei. Platforma, kuras nevienam citam pasaulē vēl nav.

Digitālie dvīņi

Mūsdienās Gazprom Neft pārstrādes rūpnīcas ir vienas no modernākajām nozarē. Tomēr ceturtā industriālā revolūcija paver kvalitatīvi jaunas iespējas, vienlaikus izvirzot jaunas prasības automatizācijai. Precīzāk, mēs runājam ne tik daudz par automatizāciju, bet par gandrīz pilnīgu ražošanas digitalizāciju.

Jaunā posma pamatā būs tā sauktie “digitālie dvīņi” – pārstrādes rūpnīcu iekārtu virtuālās kopijas. 3D modeļi ticami apraksta visus procesus un attiecības, kas notiek reālos prototipos. Tie ir balstīti uz mākslīgā intelekta darbu, kura pamatā ir neironu tīkli. “Digitālais dvīnis” var ieteikt optimālus iekārtas darbības režīmus, paredzēt tā kļūmes un ieteikt remontdarbu laikus. Starp citām tās priekšrocībām ir iespēja pastāvīgi mācīties. Neironu tīkls pats atrod kļūdas, izlabo un atceras tās, tādējādi uzlabojot tā veiktspēju un prognozes precizitāti.

“Digitālā dvīņa” apmācības pamats ir vēsturiskas informācijas masīvs. Mūsdienu naftas pārstrādes rūpnīcas ir tikpat sarežģītas kā cilvēka ķermenis. Simtiem tūkstošu detaļu, desmitiem tūkstošu sensoru. Katras instalācijas tehniskā dokumentācija aizņem telpu montāžas zāles lielumā. Lai izveidotu “digitālo dvīņu”, visa šī informācija vispirms ir jāaugšupielādē neironu tīkls. Tad sākas visgrūtākais posms - mākslīgā intelekta apmācības posms, lai saprastu instalāciju. Tas ietver sensoru un instrumentu rādījumus, kas savākti pēdējos augu darbības gados. Operators simulē dažādas situācijas, liek neironu tīklam atbildēt uz jautājumu "kas notiks, ja mainīsiet kādu no darbības parametriem?" - piemēram, nomainot kādu no izejmateriāla sastāvdaļām vai palielinot iekārtas energoapgādi. Neironu tīkls analizē iepriekšējo gadu pieredzi un, izmantojot aprēķina metodi, izslēdz no algoritma neoptimālos režīmus un mācās prognozēt nākotnes darbs instalācijas.

Nedēļas labākais

Gazprom Neft jau ir pilnībā "digitalizējis" divus rūpnieciskos kompleksus, kas nodarbojas ar automašīnu degvielas ražošanu - katalītiskā krekinga benzīna hidroapstrādes bloku Maskavas naftas pārstrādes rūpnīcā un iekārtu, kas darbojas uzņēmuma naftas pārstrādes rūpnīcā Omskā. Testi ir parādījuši, ka mākslīgais intelekts spēj vienlaikus ņemt vērā milzīgu skaitu savu “digitālo dvīņu” parametru, pieņemt lēmumus un paziņot par iespējamām novirzēm darbā pat pirms brīža, kad nepatikšanas draud izvērsties par nopietnu problēmu.

Vienlaikus Gazprom Neft testē visaptverošus risinājumus, kas līdz minimumam samazinās cilvēciskā faktora ietekmi uz visas ražošanas apmēriem. Līdzīgi projekti šobrīd tiek īstenoti uzņēmuma bitumena rūpnīcās Rjazaņā un Kazahstānā. Eksperimentāli atrastos veiksmīgos risinājumus pēc tam var palielināt līdz lielu rafinēšanas rūpnīcu līmenim, kas galu galā radīs efektīvu digitālās ražošanas pārvaldības platformu.

Nikolajs Legkodimovs, KPMG progresīvo tehnoloģiju konsultatīvās grupas vadītājs Krievijā un NVS:“Risinājumi, kas simulē dažādus komponentus, mezglus un sistēmas, ir zināmi un izmantoti jau diezgan sen, tostarp naftas un gāzes rūpniecībā. Par kvalitatīvu lēcienu varam runāt tikai tad, kad ir sasniegts pietiekams šo modeļu pārklājuma plašums. Ja mums izdosies šos modeļus apvienot savā starpā, apvienot tos veselā sarežģītā ķēdē, tad tas patiešām dos iespēju atrisināt problēmas pilnīgi jaunā līmenī - jo īpaši simulēt sistēmas uzvedību kritiskā, nerentablā. un vienkārši bīstami ekspluatācijas apstākļi. Tajās jomās, kur aprīkojuma pārbūve un modernizācija ir ļoti dārga, tas ļaus iepriekš pārbaudīt jaunas sastāvdaļas.

Veiktspējas vadība

Nākotnē visu pievienotās vērtības ķēdi Gazprom Neft loģistikas, pārstrādes un pārdošanas blokā apvienos vienota tehnoloģiskā platforma, kuras pamatā ir mākslīgais intelekts. Šī organisma “smadzenes” būs pirms gada Sanktpēterburgā izveidotais Performances vadības centrs. Šeit plūdīs informācija no “digitālajiem dvīņiem”, šeit tā tiks analizēta un šeit, pamatojoties uz iegūtajiem datiem, tiks pieņemti vadības lēmumi.

Jau šobrīd reāllaikā vairāk nekā 250 tūkstoši sensoru un desmitiem sistēmu pārraida informāciju uz centru no visiem uzņēmuma aktīviem, kas iekļauti Gazprom Neft loģistikas, pārstrādes un pārdošanas bloka perimetrā. Katru sekundi šeit ierodas 180 tūkstoši signālu. Lai apskatītu šo informāciju, cilvēkam būtu nepieciešama aptuveni nedēļa. Centra digitālās smadzenes to dara acumirklī: reāllaikā uzrauga produktu kvalitāti un naftas produktu daudzumu visā ķēdē – no naftas pārstrādes rūpnīcas izejas līdz gala patērētājam.

Centra stratēģiskais mērķis ir radikāli paaugstināt pakārtotā segmenta efektivitāti, izmantojot Rūpniecība 4.0 tehnoloģijas un iespējas. Tas nozīmē, ka runa nav tikai par procesu pārvaldību – to var izdarīt tradicionālo sistēmu ietvaros, bet gan padarot šos procesus efektīvākus: izmantojot prognozējošo analīzi un mākslīgo intelektu katrā biznesa posmā, samazinot zaudējumus, optimizējot procesus un novēršot zaudējumus.

Tuvākajā laikā Centram jāiemācās atrisināt vairākas būtiskas problēmas, kas ietekmē biznesa vadības efektivitāti. Tas ietver nākotnes prognozēšanu 60 dienas iepriekš: kā tirgus izturēsies pēc diviem mēnešiem, cik daudz naftas būs jāpārstrādā, lai apmierinātu pieprasījumu pēc benzīna pašreizējā brīdī, kādā stāvoklī būs iekārtas, vai instalācijas spēs tikt galā ar gaidāmo slodzi un to, vai tām ir nepieciešams remonts. Vienlaikus tuvāko divu gadu laikā centram jāsasniedz 50% jaudas un jāsāk uzraudzīt, analizēt un prognozēt naftas produktu rezervju apjomu visās uzņēmuma naftas bāzēs un degvielas uzpildes kompleksos; V automātiskais režīms uzraudzīt vairāk nekā 90% ražošanas parametru; analizēt vairāk nekā 40% tehnoloģisko iekārtu uzticamību un izstrādāt pasākumus, lai novērstu naftas produktu zudumus un to kvalitātes pazemināšanos.

Gazprom Neft līdz 2020. gadam izvirza mērķi sasniegt 100% no Performance Management centra iespējām. Starp norādītajiem rādītājiem ir visu iekārtu uzticamības analīze, produktu kvalitātes un kvantitātes zudumu novēršana un tehnoloģisko noviržu prognozēšana.

Daria Kozlova, VYGON Consulting vecākā konsultante:“Kopumā integrēti risinājumi nozarei sniedz būtisku ekonomisku labumu. Piemēram, saskaņā ar Accenture aplēsēm digitalizācijas ekonomiskais efekts varētu sasniegt vairāk nekā 1 triljonu ASV dolāru. Tāpēc, runājot par lieliem vertikāli integrētiem uzņēmumiem, integrēto risinājumu ieviešana ir ļoti pamatota. Taču tas ir attaisnojams arī mazajiem uzņēmumiem, jo ​​efektivitātes paaugstināšana tiem var atbrīvot papildu līdzekļus, samazinot izmaksas, palielinot apgrozāmo līdzekļu pārvaldības efektivitāti utt.

Apspriediet 0

No redaktora vietnes: Maija beigās Maskavā notika Siemens PLM Connection forums, kura galvenās tēmas bija digitālā dvīņa izveide, 3D druka, lietu internets un Krievijas produktu konkurētspējas paaugstināšana.

Ņemiet vērā, ka termins digitālais dvīnis krievu valodas publikācijās tiek tulkots gan kā "digitālais dvīnis", gan "digitālais dvīnis".

Zāle diez vai varēja uzņemt visus

Pieci soļi digitālā uzņēmuma izveidei

“Kad esat izveidojis un optimizējis šos procesus, varat tos integrēt, savienot savus piegādātājus un izmantot vienu holistisku pieeju sava biznesa veidošanai. Turklāt tas sniegs iespēju izveidot sava uzņēmuma digitālo dvīņu, kas ļaus simulēt tā darbību, lai proaktīvi identificētu vājās vietas, piemēram, kur veidojas pārpalikumi vai kur gaidāmi kavējumi,” sacīja Žans Luka Sako. Siemens PLM Software mārketinga direktors EMEA reģionā. – Tas izklausās pēc zinātniskās fantastikas, taču tas jau ir diezgan iespējams. Vienkārši veiciet piecus soļus, un digitālais dvīnis var palīdzēt jūsu uzņēmumam.

Pirmais solis ir produkta izstrāde, ilustrēja Žans Luka Sako reāls piemērs viens no paša Siemens radītajiem produktiem, pēc iespējas atkārtoti izmantojot savas iepriekšējās paaudzes un pakļaujot tam sekojošām pārbaudēm, neradot visu tā īpašību fizisku prototipu, ieskaitot sildīšanu, dzesēšanu un elektromagnētisko aizsardzību. "Mūsu specialitāte ir produktu izstrāde, balstoties uz sistemātisku pieeju, kuras pamatā ir ar informāciju bagāts produkta digitālais dvīnis, kas tiek glabāts Teamcenter sadarbības vidē, lai visiem izstrādes dalībniekiem būtu piekļuve," viņš teica.

Otrais solis, ražošanas tehnoloģijas izstrāde, ietver nevis paša produkta, bet ražošanas operāciju modelēšanu. “Izmantojot Plant Simulation sistēmu, pirms darba vietas izveides simulējam visas ražošanas darbības, lai jau laikus paredzētu visas grūtības. Turklāt tas attiecas ne tikai uz vienu darba vietu, bet uz visu rūpnīcu kopumā. Tas ļaus optimizēt materiālu plūsmas, enerģijas patēriņu un simulēt ražošanas procesus ilgi pirms investīciju uzsākšanas darbnīcas celtniecībā,” sacīja Žans Luka Sako un iepazīstināja ar piemēru, kā modeli var izmantot, lai izvairītos no bīstamiem strādnieka izliekumiem. mugurkauls montāžas laikā.

Trešais solis, sagatavošana un ražošanas uzsākšana, ietver cita digitālā dvīņa izmantošanu, šoreiz tehniskajiem procesiem un iekārtām. Pēc Žana Luka Sako teiktā, Siemens ir vienīgais uzņēmums pasaulē, kas var piedāvāt integrētu datorinženiersistēmu, kas ļauj izveidot pilnīgu digitālo dvīņu sistēmu, iekļaujot visas disciplīnas, piemēram, mehāniku, elektrotehniku ​​un programmatūru, lai visu pārbaudītu pirms ražošanas uzsākšanas. Viņš uzsvēra, cik svarīgi ir integrēt visas šādas dubultnieka sastāvdaļas: “Galu galā dzīvē viss ir savstarpēji saistīts. Mēs izstrādājam produktu, uz tā pamata izstrādājam procesu, un tehniskā procesa īpatnības izvirza prasības produkta izstrādei.”

Arī ceturtais solis, produkta ražošana, tiek realizēts, izmantojot digitālo dvīņu. Galu galā bez tā nav iespējams izveidot reālu darba grafiku, lai, piemēram, noteiktu laika zudumus un optimizētu ražošanas procesus. Tradicionāli tas prasīja daudz papīra instrukciju, kas bija neefektīva un kļūdu iespējamība, taču digitālā modelēšana ļauj izveidot perfektu instrukciju kopumu produkta ražošanai un montāžai. Žans Luka Sako skaidroja, ka šāds risinājums ir visaptverošs, aptver visus uzņēmuma resursus, piemēram, cilvēkus, materiālus, iekārtas, iekārtas un ar digitālā dvīņa palīdzību ļauj vadīt ražošanu. Elektroniskā informācija pārsūtīts operatoram tajā brīdī. kad viņam viņa ir vajadzīga. Darba vietā viņš var izmantot paplašinātās realitātes tehnoloģiju un labāk izprast, kas viņam jādara ar ienākošo sagatavi, un tādējādi samazināt kļūdas montāžas laikā. Bet pat ja rodas kļūdas, salīdzinot reālo produktu ar tā digitālo dvīņu, tās tiks novērstas. "Šī pieeja likvidē sienas, kas vienmēr pastāvējušas starp dizaineriem un darbiniekiem, un tādējādi ļauj ievērojami uzlabot produktu kvalitāti," sacīja Žans Luka Sako.

Piektais posms, apkope, kļūs efektīvāks, ja izmantosit risinājumu, kas ļauj apkopot un analizēt informāciju, ko produkts ģenerē tā darbības laikā.

Lai īstenotu šos piecus soļus, Siemens piedāvā Digital Enterprise Software Suite, tostarp Teamcenter, NX, Tecnomatix un citus, kas ņem vērā ražošanas ķēdes procesus dažādām nozarēm. Saskaņā ar Jean Luca Sacco teikto, šis risinājums parāda produkta stāvokli visos posmos - no sākotnējās idejas līdz patērētāja lietošanai, un tas viss vienotā vidē. Tajā pašā laikā cilvēki katrā posmā izmanto savu kolēģu darbu, gūstot labumu no tā, ka viņiem ir dati ne tikai par pašreizējo, bet arī par visiem iepriekšējiem un nākamajiem.

Krievijas realitātes

Neskatoties uz visām grūtībām, mūsu uzņēmumi rada sarežģītus inovatīvus produktus, risinot problēmas, kas līdz šim nav atrisinātas. Kā piemēru Viktors Bespalovs minēja vairākus notikumus. Tādējādi, veidojot jaunu transporta lidmašīnu Il-76, tika uzbūvēts digitālais modelis un viens informācijas telpa, kas aptver mātes organizāciju - Dizaina biroju nosaukts pēc. Iļušins un piegādātāji.

Izstrādājot jauno KamAZ-5490 traktoru, pirms ražošanas uzsākšanas tika veikta gandrīz visu montāžas procesu modelēšana, kas atbilst Siemens koncepcijai un, veidojot jauno PD-14 dzinēju, kas šobrīd tiek testēts, tā pilnā digitālā. modelis tika izstrādāts, izmantots ne tikai ražošanā, bet arī tehnoloģiju servisos.

Vienlaikus Viktors Bespalovs uzsvēra, ka Krievijas uzņēmumiem ir jāatrisina daudzas problēmas. Tādējādi produktu pieaugošās sarežģītības dēļ tradicionālās produktu sadalīšanas metodes pārstāj darboties. Tāpēc prasību pārvaldība un atbilstība sertifikācijas standartiem ir jārisina jau agrīnā stadijā.

Izmaiņu veikšana izstrādes laikā un pēc tam joprojām ir izaicinājums. Digitālās modelēšanas izmantošana un dažādas metodes aprēķins, tomēr šī uzdevuma sarežģītība liecina, ka vēl ir jāstrādā. Pastāv resursu pārvaldības problēmas, kas saistītas ar mijiedarbību starp PLM un ERP.

Viktors Bespalovs: “Neskatoties uz visām grūtībām, lielākā daļa mūsu Krievijas klientu
plāno paplašināt Siemens PLM programmatūras produktu izmantošanu."

Ir arī nacionālās problēmas. Mūsu uzņēmumi darbojas ne tikai lokāli, tie ieiet globālajos tirgos, jo citādi tas nav iespējams. Viktors Bespalovs minēja datus, kas iegūti no vienas Krievijas aviācijas holdinga kompānijas un tās ārvalstu konkurentiem, kas liecina, ka mūsu kompānija ražošanas precizēšanai velta gandrīz divas reizes vairāk laika nekā viņi. Pēc viņa domām, tas ir satraucošs signāls, ka Rietumu uzņēmumi daudz ātrāk ieved produktus tirgū, un Krievijas ražotāji ir jācenšas šos zaudējumus samazināt.

Lai to paveiktu, mūsu uzņēmumiem ir jāizmanto tehnoloģijas, kas padara tos konkurētspējīgus. Šajā sakarā Viktors Bespalovs uzskata, ka ir rūpīgi jāapsver tehnoloģiju izvēle: “Es kategoriski nepiekrītu dažu Krievijas izstrādātāju izteikumiem, kas pēdējā laikā izskanējuši saistībā ar importa aizstāšanas politiku, kas uzsver, ka Krievijas PLM sistēmas ir 80. % atbilst mūsu uzņēmumu prasībām. Ko darīt ar atlikušajiem 20%? Kā mūsu pašmāju uzņēmumi spēs konkurēt šādā situācijā? Kā rīkoties ar globālajiem spēlētājiem, kuri jau ir aprīkoti ar modernām tehnoloģijām?

Kā atbildi uz šiem retoriskajiem jautājumiem Viktors Bespalovs minēja Krievijas klientu aptaujas rezultātus, kas liecina. ka, neskatoties uz visām grūtībām, lielākā daļa plāno paplašināt Siemens PLM Software produktu izmantošanu.

Acīmredzot tajā liela nozīme ir uzmanībai, ko Krievijas birojs pievērš klientu prasībām. Turklāt šodien mēs vairs nerunājam par rasējumu dizainu, bet gan par funkcionālajām prasībām. Aizvadītajā konferencē tika pieminētas viņu vārdā nosauktā Projektēšanas biroja prasības. Sukhoi un ASTC nosaukti pēc. Antonovs NX CAD sistēmā.

Šis darbs turpinās arī attiecībā uz citiem produktiem, jo ​​īpaši ir pastiprināta Sinumetrik CNC sistēmas un NX CAM integrācija, lai apvienotu reālo un virtuālo pasauli, ir uzlabota NX un Fibersim integrācija aviācijas programmām, ir uzlabota produktu izmaksu pārvaldības sistēma. pielāgotas Krievijas izmaksu aprēķināšanas metodoloģijām un integrētas Teamcenter un Test sistēmas Laboratorijas pilnīgai prasību pārbaudes procesam.

Šī tēma satrauc krievu lietotājus. Tāpēc NX attīstības direktoram Maiklam Rebruham klausītāji uzdeva jautājumu par to, kā jūs varat nodot savas problēmas NX izstrādātājiem un ietekmēt attīstību. Uz ko viņš atbildēja, ka uzņēmums turpina sadarboties ar klientiem Krievijā, uzklausot viņu vēlmes un ņemot tās vērā: «Mums ir svarīgi saprast, kā viņi strādā, kur viņiem rodas grūtības, un tad mēģināsim palīdzēt. ” Savukārt Viktors Bespalovs solīja, ka uzreiz pēc foruma turpinās strādāt ar klientiem, lai definētu prasības un veidotu plānu to izpildei turpmākajās produktu versijās.

Uzmanība pievērsta arī standarta risinājuma prototipa izveides tēmai. “PLM nav lēta tehnoloģija, tāpēc klienti ir ieinteresēti ātri iegūt vērtību. Šajā sakarā pēdējo četru gadu laikā mūsu centieni ir bijuši vērsti uz ieviešanas laika saīsināšanu,” sacīja Viktors Bespalovs.

Jau ir izveidoti speciāli iepriekš konfigurēti datu modeļi, NX veidnes vienotu uzglabāšanas sistēmu atbalstam, veidnes izmaiņu vadības procesiem, bibliotēkas standarta detaļām, materiāliem, tehnoloģiskajiem resursiem u.c., izstrādāta metodika ātra palaišana ekspluatācijā. Saskaņā ar Siemens aplēsēm un pilotprojektu datiem, ieviešanas laiks var samazināties uz pusi, jo tiek segti gandrīz 80% darba. standarta risinājums, un tikai 20-30% ir, ņemot vērā klienta specifiku.

Turklāt pirms vairākiem gadiem izsludinātās industriālās pieejas ieviešanas ietvaros Siemens Krievijā reklamē nozares iepriekš konfigurētu katalizatora risinājumu komplektu, kas ietver labāko praksi un pamatprocesus dažādām nozarēm, piemēram, kuģubūvei, automobiļu rūpniecībai, mehāniskajai rūpniecībai. inženierija, elektronika, enerģētika utt. Pēc Viktora Bespalova teiktā, šie risinājumi ļauj esošajos procesos ieviest jaunus risinājumus tā, lai samazinātu plaisu starp progresīvām tehnoloģijām un to, ko uzņēmums faktiski izmanto.

Krievijas klientu prezentācijas parādīja, kā mēs ieviešam uzskaitītās Siemens tehnoloģijas. Tādējādi Ural Locomotives LLC IT nodaļas vadītājs Vasilijs Skvorčuks sacīja, ka, uzsākot jauno Lastochka elektrovilcienu ražošanu, tika nolemts uzņēmumā izveidot visaptverošu automatizācijas sistēmu, tostarp Teamcenter, NX CAD/CAM/CAE no plkst. Siemens, Krievijas Baltkrievijas ERP sistēma Omega (Krievijas-Baltkrievijas valoda) un “1C: Manufacturing Enterprise Management”.

Vasilijs Skvorčuks: “Tagad integrētā korporatīvā sistēma nodarbina aptuveni 1100 cilvēku"

Ural Locomotives LLC, kopuzņēmums ar Siemens, tika izveidots 2010. gadā. "No šī brīža mūsu rūpnīcā sākās strauja informācijas tehnoloģiju attīstība," sacīja Vasilijs Skvorčuks un piebilda, ka šobrīd integrētajā korporatīvajā sistēmā strādā aptuveni 1100 cilvēku. vadība var uzraudzīt darba gaitu vadītāja panelī, kas saņem visu pamatinformāciju. Pateicoties šai sistēmai, visiem departamentiem ir pieejams viens jaunākās informācijas avots, kas nepieciešams augstas kvalitātes aprīkojuma ražošanai Lastochka.

Uzņēmums plāno izmantot izstrādājuma trīsdimensiju elektronisko modeli detaļām, kas apstrādātas ar CNC iekārtu. Pilotprojekts jau ir īstenots.

Pāreja uz produkta elektronisko prototipu notiek arī Ulan-Ūdes aviācijas rūpnīcā, kas izstrādā un ražo helikopterus Mi-8. Rūpnīcas IT direktors Maksims Lobanovs stāstīja par diviem projektiem, lai organizētu digitālo procesu ražošanas tehnoloģiskai sagatavošanai, pamatojoties uz oriģinālo projekta dokumentāciju elektroniskā maketa veidā.

Vispirms jaunajam helikoptera modelim tika īstenots projekts “End Beam”, kura laikā tika izveidots aprīkojums un pati sija, bet pēc tam projekts “Cargo Floor”, kas pilnībā izgatavots, izmantojot bezpapīra tehnoloģiju. Šī projekta ietvaros tika pilnveidots instrumentu montāžas process, kas ļāva palielināt montāžas precizitāti un samazināt laiku.

Pēc Maksima Lobanova teiktā, saistībā ar pāreju uz bezpapīra tehnoloģijām radās nepieciešamība integrēt Teamcenter PLM sistēmu ar rūpnīcā izmantoto plānošanas sistēmu, kā arī izveidot mūsdienīgu informācijas sistēma lai digitālo izkārtojumu ieviestu katrā darba vietā.

Ārzemju piemēri

“Ražošana un serviss ir interesanta kombinācija, lai iegūtu maksimālu efektu, šie elementi ir jāsavieno kopā. Mums ir aptuveni pusmiljons iekārtu, un digitalizācija šeit ir ļoti svarīga,” skaidroja Konecranes produktu un inženierijas procesa direktors Matti Leto.

Viņš teica, ka process vispirms tika definēts, un pēc tam tika meklēts risinājums, kas atbalstītu šos procesus, lai sistēmas turpinātu darboties arī turpmāk daudzus gadus. Tika sastādīts platformu saraksts, tajā skaitā ERP, CRM u.c., taču uzņēmums no ilgtermiņa ilgtspējas viedokļa par svarīgāko uzskata PLM sistēmu, jo tajā ir informācija par produktiem. Izvēle krita uz Teamcenter.

Šobrīd dažas sistēmas ir ieviestas, pārējās tiek ieviestas. Tikmēr Konecranes pāriet uz nākamo digitalizācijas līmeni, izmantojot IoT tehnoloģiju, lai automatizētu iekārtu apkopi un optimizētu citus procesus. Šim nolūkam ir izveidots portāls informācijas apmaiņai starp uzņēmumu, partneriem un klientiem.

Lietu interneta projekts Konecranes ir sācies veiksmīgi. Tīklam ir pieslēgti vairāk nekā 10 tūkstoši iekārtu. “PLM sistēma būtiski palielina lietiskā interneta vērtību, jo Produktu dati kopā ar iekārtu uzraudzības datiem ļauj ātri pieņemt pārdomātus lēmumus,” pieredzē dalījās Matti Leto. "Mēs uzskatām, ka lietu internets ir jauns biznesa modelis, kas ir nākotne."

Digitālais dvīnis kā pamats turpmākai ražošanai

"Ciparu dvīņu izveide visas ražošanas sistēmas dzīves cikla pārvaldībai ļauj uzņēmumiem sasniegt jaunu inovāciju līmeni," sacīja Roberts Mešels, Siemens PLM programmatūras ražošanas inženierijas programmatūras stratēģijas vecākais direktors un teica, ka, rīkojoties šajā virzienā, uzņēmums attīsta ražošanas inženierijas un digitālās ražošanas jomas. "Vairāki jauni produkti, pie kuriem pašlaik strādājam, mazina plaisu starp dizainu un ražošanu," sacīja Roberts Mešels.

Turklāt arvien vairāk tiek izmantoti roboti, kas tagad ir daudz elastīgāki nekā iepriekš. 3D drukāšana, kas vēl nesen tika uzskatīta par piemērotu tikai prototipu veidošanai, sāk izmantot reālajā ražošanā. Kā pierādījumu Roberts Mešels minēja konkrētus piemērus no aviācijas, kuģubūves, mašīnbūves un automobiļu rūpniecības, kas liecina, ka tas nodrošina radikālu paātrinājumu: "Mēs atjauninām savus produktus, lai nodrošinātu klientiem iespēju izmantot šo tehnoloģiju."

Vēl viena daudzsološa uzlabota pieeja ir virtuālā nodošana ekspluatācijā, izmantojot integrētu aparatūras un programmatūras pakotni. Pēc Roberta Mešela domām, tas viss liecina, ka turpmākās ražošanas pamats būs realitātes simulācija, un tam svarīgs priekšnoteikums ir digitālais dvīnis – modelis ar augstu detalizācijas pakāpi.

Svarīgi ir arī tas, ka digitālā dvīņa izmantošana ļauj integrēt aprēķinus un pilna mēroga testus, kā arī modeļus un datus. Saskaņā ar Wouter Dehandschutter, produktu tehniskā direktora Siemens PLM Software teikto, izaicinājums šeit ir maksimāli izmantot dažādos posmos izveidoto informāciju un saistīt to kopā, taču tagad ir vairāki posmi, kuros inženiertehniskā informācija tiek ražota izolēti. .

Wouter Dehandschutter: "Digitālā dvīņa izmantošana ļauj integrēt aprēķinus un pilna mēroga testēšanu"

Viņš parādīja, ka šo problēmu var atrisināt, izmantojot digitālo dvīņu, analizējot produktu agrīnā stadijā, izmantojot virtuālo testēšanu, kontrolējot dvīņu un palielinot tā detalizācijas un precizitātes līmeni, lai pilna mēroga testēšana būtu vērsta uz prasību izpildi, nevis risinājumu meklēšanu.

Kā piemēru Wouter Dehandschutter minēja Irkut Corporation, kas izmantoja šo pieeju, izstrādājot MC-21 lidmašīnu, izmantojot produktus LMS Imagin.Lab un LMS Amesim, lai aprēķinātu sistēmas darbību. Tajā pašā laikā tika modelētas ne tikai atsevišķas detaļas, bet arī kopējā sistēmu mijiedarbība, kas ļāva jau projektēšanas stadijā pārbaudīt, kā izturēsies visa lidmašīna, un, pēc Irkut teiktā, samazināt sarežģītāko modeļu izveidi. piecas reizes, salīdzinot ar iepriekš izmantoto risinājumu.

Kas jauns NX 11

Taču viens jauns produkts jau ir pieejams. Tas ir par brīvu mobilā lietotne Nozvejas grāmatiņa, kas paredzēta attīstībai. “Uzzīmējot planšetdatorā brīvrokas skici, kuras rezultāts tiek pārvērsts ģeometrijā, varam pievienot izmērus un kontrolēt skiču izvietojumu. Varat arī nofotografēties, izmantojot mobilo tālruni, un izmantot šo sistēmu, lai izpētītu šī projekta iespējas,” skaidroja Mihaels Rebruhs.

Maikls Rebruhs stāsta par jaunumiem NX 11

NX 11 komplektācijā ir iekļauts jauns konverģējošā modeļa produkts, kas ļauj apvienot precīzu ģeometriju un uz malām balstītu šūnu attēlojumu vienā modelī. Kā stāsta Maikls Rebruhs, klienti, kuri ar viņu jau ir tikušies, saka, ka viņš ir mainījis darba veikšanas veidu, tāpēc šo modeli var izmantot projektēšanā, testēšanā un jaunās metodēs, piemēram, 3D drukāšanā un hibrīda ražošanā.

NX 11 ietvers arī jauno Lightworks Iray+ risinājumu, kas balstīts uz Nvidia Iray tehnoloģiju, kas paredzēts fotoreālistisku attēlu radīšanai un ietver materiālu un ainu bibliotēku.

Turklāt NX 11 ļaus jums skenēt, ielādēt un mijiedarboties ar masīviem punktu mākoņiem tāpat kā reālajā pasaulē, lai tos veidotu jūsu fiziskās vides kontekstā.

NX 11.01 būs pieejams jauna tehnoloģija topoloģijas optimizācija, kas paredzēta, lai izveidotu sarežģītu formu virsmas, optimizētu formu, svaru, izmantotos materiālus, konstrukciju izmērus un topoloģiju, vienlaikus saglabājot detaļas funkcionēšanu. Paredzams, ka tas uzlabos savietojamību ar piedevu ražošanu. -->

Ir labāks veids. Inženiertehnisko un tehnoloģisko projektēšanas procesu efektivitātes uzlabošanas veidu noteikšana

Ārons Frenkels, Jans Larsens

Produkta ražošana neapšaubāmi ir vissvarīgākā visu dzīves cikla procesu sastāvdaļa. Šajā posmā idejas pārvēršas realitātē. Turklāt bez saskaņotiem projektēšanas un ražošanas procesiem, lai nodrošinātu veiksmīgu produkta montāžu cehā, idejas paliks tikai skaisti zīmējumi vai arī netiks pilnībā realizētas. Daudzus gadus tehnoloģisko procesu projektēšanas un izstrādes metodes palika nemainīgas, saglabājot visus tradicionālos trūkumus, kas palielina izmaksas un termiņus. Ņemot vērā, ka mūsdienās inovācijas ir kļuvušas par vitāli svarīgu mašīnbūves uzņēmumu izdzīvošanai, Siemens PLM Software analizēja pirmsražošanas procesus, lai noteiktu veidus, kā tos vēl vairāk optimizēt. Šajā rakstā Ārons Frankels, mašīnbūves risinājumu vecākais mārketinga direktors, un Jans Larsons, vecākais mārketinga direktors Eiropā, Tuvajos Austrumos un Āfrikā uzņēmumā Siemens PLM Software, apspriež, kādi neefektivitātes avoti ir jānovērš, lai ieviestu koncepciju “produkta digitālais dvīnis” un kā tas ietekmēs produktu ražošanas veidu.

Skaista simfonija

Ja jūs nokļūsit modernā uzņēmumā, jūs redzēsiet pārsteidzošu cilvēku, robotu un mašīnu darba simfoniju, materiālu un detaļu kustību - un tas viss tiek darīts ar precizitāti līdz sekundei, lai saglabātu grafiku. Attēls izrādās vienkārši fantastisks.

Bet aizkulisēs redzēsim novecojušus projektēšanas un ražošanas tehnoloģiskās sagatavošanas procesus. Mēs negrasāmies nevienu kritizēt. Produkta dizaina izstrāde pati par sevi nav mazs sasniegums. Projektēšana var būt ļoti sarežģīts uzdevums. Dažos gadījumos produkts sastāv no miljoniem detaļu, un tūkstošiem darbinieku un partneru strādā pie tā izveides, bieži vien visā pasaulē. Turklāt tādās kritiskās nozarēs kā elektronikas rūpniecība (vairāk ātri procesori, miniaturizācija), automobiļu rūpniecība (vides jautājumi un emisiju samazināšana) un kosmosa rūpniecība (videi draudzīgums un kompozītmateriālu ieviešana), pastāv pastāvīga vēlme optimizēt un paātrināt jaunu produktu radīšanas procesus. Ņemot vērā risināmo problēmu augsto sarežģītību, nevēlēšanās atkāpties no praksē pārbaudītiem pirmsražošanas procesiem ir diezgan saprotama. Tomēr mūsu klienti ziņo par izplatītām problēmām produktu projektēšanā un ražošanā, kas dažos gadījumos izraisa dārgas kavēšanās.

Biežas problēmas

Viens no lielākajiem izaicinājumiem, ko mēs redzam, ir tas, ka dizaineri un tehnologi izmanto dažādas sistēmas. Praksē tas noved pie tā, ka dizaineri savu izstrādi nodod tehnologiem, kuri cenšas radīt tehnoloģiskie procesi V datorsistēmas, pie kā viņi ir pieraduši. Šajā scenārijā – un tas notiek ļoti bieži – informācija desinhronizējas, kas apgrūtina situācijas kontroli. Turklāt palielinās kļūdu iespējamība.

Darbnīcu izkārtojumu izstrādes laikā regulāri rodas problēmas. Iemesls tam ir tas, ka stāvu plāni parasti tiek veidoti divdimensiju grīdas plānu un papīra zīmējumu veidā. Tas ir ilgs un darbietilpīgs process. 2D rasējumi ir svarīga procesa sastāvdaļa, taču tiem nav vajadzīgās elastības. Bieži gadās, ka aprīkojuma pārkārtošana darbnīcā nav ierakstīta zīmējumā. Problēma ir īpaši aktuāla, darbojoties strauji mainīgos tirgos (piem. Elektronika), kad nepieciešama nepārtraukta ražošanas sistēmu paplašināšana un modernizācija. Kāpēc? Tā kā divdimensiju izkārtojumiem trūkst inteliģences un asociativitātes. Tie neļauj tehnologiem uzzināt, kas tieši notiek veikalā, un ātri pieņemt pārdomātus lēmumus.

Pēc maketa izveides tiek izstrādāts tehnoloģiskais maršruts. Parasti tas iziet kontroles posmu. Šeit ir vēl viens būtisks šķērslis efektivitātes palielināšanai. Tehnologiem parasti ir jāgaida, līdz iekārta ir uzstādīta, lai novērtētu iekārtu veiktspēju. Turklāt, ja raksturlielumi izrādās zemāki nekā gaidīts, tad var būt par vēlu izstrādāt alternatīvu tehnoloģiju. Mūsu pieredze liecina, ka šī situācija rada ievērojamu kavēšanos.

Visbeidzot, klienti ziņo par divām papildu problēmām, kas radušās pirmsražošanas cikla beigās. Tas ir atsevišķu darbību un visa tehnoloģiskā procesa izpildes novērtējums kopumā.

Sakarā ar mūsdienu ražošanas augsto sarežģītību un biežo koordinācijas trūkumu starp dažādas sistēmas Procesa plānošanā ir grūti noteikt, kuras konkrētas darbības vai ražošanas apgabali izraisa aizkavēšanos visā līnijā. Un, runājot par produkta faktisko izgatavošanu, klienti ziņo, ka parasti ir ārkārtīgi grūti novērtēt veiktspēju un pakāpi, kādā faktiskie procesi atbilst plānotajiem. Atkal problēma ir augstajā sarežģītībā, kā arī atgriezeniskās saites trūkums starp ražošanu, dizaineriem un tehnologiem.

Digitālais dvīnis

Digitālais dvīnis ir reāla objekta virtuāla kopija, kas darbojas tāpat kā reālais objekts. Šeit neiedziļinoties mūsu produktu tehniskajās detaļās, pietiek pateikt, ka mūsu produktu dzīves cikla pārvaldības (PLM) rīki nodrošina pilnīgu digitālo platformu. Tā atbalsta digitālo dvīņu izmantošanu, kas precīzi modelē produkta projektēšanas un ražošanas procesus no gala līdz galam.

Ko tas viss nozīmē praksē? Vēlreiz apskatīsim iepriekš minētās darbības un parādīsim galvenās jaunās pieejas sniegtās iespējas.

Būvniecība

NX (un citas CAD sistēmas) izveido produkta modeli un pārsūta to uz Teamcenter 3D JT formātā. Dažu sekunžu laikā lietojumprogramma izveido tūkstošiem dažādu produkta virtuālo versiju, kas precīzi atbilst reālajam produktam. Vienlaikus potenciālo problēmu identificēšanai tiek izmantotas lielo datu apstrādes tehnoloģijas, modeļos ietvertā dizaina un tehnoloģiskā informācija (PMI) (pielaides, saderības, savienojumi starp detaļām un mezgliem), kā arī tehnoloģiskā procesa pamata apraksts. Šī pieeja jau ir pārbaudīta praksē, veidojot mūsu uzņēmuma ražotos elektroniskos produktus. Piemēram, mēs varējām nekavējoties noteikt, ka skrūvju caurumi video izvades savienotājā precīzi nesakrīt ar skrūvju caurumiem uz PCB. Ja kļūda nebūtu atklāta, klienti būtu iesnieguši garantijas prasības: savienotājs varētu būt atdalīts no iespiedshēmas plate. Projektēšanas kļūdu identificēšana agrīnā stadijā ievērojami ietaupa laiku un naudu gan tehnoloģiju izstrādes, gan ražošanas laikā.

Procesu dizains

Digitālais dvīnis ļauj uzlabot dizaineru un tehnologu sadarbību, optimizēt vietas izvēli un ražošanas tehnoloģiju, kā arī nepieciešamo resursu piešķiršanu. Apskatīsim piemēru, kā veikt izmaiņas veidošanas procesā. Izmantojot mūsu programmatūru, procesu inženieri pievieno jaunas darbības strādājošam 3D procesa modelim, pamatojoties uz jauno dizaina specifikāciju. Jūs varat simulēt jebkuru ražošanas sistēmu, atrodoties jebkurā vietā pasaulē: teiksim, Parīzes tehnologi gatavo ražošanu rūpnīcā Rio. Kam ir laika informācija par katru pievienoto darbību, tehnologi pārbauda, ​​vai jaunais procesa maršruts atbilst noteiktajiem darbības rādītājiem. Ja tas tā nav, tad tehnoloģiskās darbības tiek aizstātas vai pārkārtotas. Pēc tam atkārtoti tiek veiktas skaitliskās simulācijas, līdz izvēlētais procesa maršruts atbilst prasībām. Jaunā darbplūsma ir nekavējoties pieejama apstiprināšanai visiem izstrādātājiem. Ja tiek konstatētas problēmas, dizaineri un tehnologi strādā kopā, lai tās novērstu.

Darbnīcu izkārtojumi

Strādājot pie izkārtojumiem, iesakām izveidot digitālo dvīni, kas satur mehāniskās iekārtas, automatizācijas sistēmas un resursus, kas ir skaidri savienoti ar visu dizaina un tehnoloģiskās pirmsražošanas “ekosistēmu”. Izmantojot PLM rīku komplektu, procesa soļus var apmainīt, izmantojot vilkšanu un nomešanu. Tikpat viegli ir novietot iekārtas un personālu uz ražošanas līnijas un simulēt tās darbību. Tas ir ļoti vienkārši, bet tajā pašā laikā ārkārtējs efektīva metode tehnoloģisko procesu veidošana un rediģēšana. Veicot konstrukcijas izmaiņas, kurās nepieciešams izmantot jaunu industriālo robotu, skaitliskās simulācijas speciālisti pārbauda, ​​piemēram, vai ir iespējams uzstādīt šāda izmēra robotu, netrāpot pret konveijeru. Darbnīcas iekārtojuma izstrādātājs veic nepieciešamos grozījumus un sagatavo izmaiņu paziņojumu, uz kura pamata iepirkumu daļa iegādājas jaunu tehniku. Šāda izmaiņu seku analīze ļauj izvairīties no kļūdām un, ja nepieciešams, nekavējoties informēt piegādātājus.

Tehniskā dizaina risinājumu kontrole

Pārbaudes posmā digitālais dvīnis tiek izmantots, lai praktiski pārbaudītu montāžas procesu. Virtuālā simulācija un kvantitatīvā analīze var novērtēt visus faktorus, kas saistīti ar roku darbu montāžā, un identificēt tādas problēmas kā neērta strādnieka poza. Tas ļauj izvairīties no noguruma un ar darbu saistītām traumām. Pamatojoties uz simulācijas rezultātiem, tiek izveidoti mācību video un instrukcijas.

Veiktspējas optimizācija

Digitālais dvīnis tiek izmantots projektētās tehnoloģiskās sistēmas statistiskai modelēšanai un novērtēšanai. Tas ļauj viegli noteikt, vai ir jāizmanto roku darbs, roboti vai robotu un strādnieku kombinācija. Var veikt visu procesu skaitliskās simulācijas, līdz pat atsevišķas iekārtas enerģijas patēriņam, lai maksimāli optimizētu tehnoloģiju. Analīze parāda, cik detaļu tiek saražots katrā darbībā. Tas nodrošina, ka faktiskās ražošanas līnijas veiktspēja atbilst mērķim.

Produkta izgatavošana

Digitālais dvīnis nodrošina atgriezenisko saiti starp reālo un virtuālo pasauli, kas ļauj optimizēt produktu ražošanas procesus. Tehnoloģiskās instrukcijas tiek nosūtītas tieši uz darbnīcu, kur iekārtu operatori tos saņem kopā ar video. Operatori nodrošina dizaineriem ražošanas datus (piemēram, vai starp divām skrūvēm, kas notur paneli, ir atstarpe), savukārt citi automatizētas sistēmas apkopot informāciju par veiktspēju. Pēc tam tiek veikts projektētās konstrukcijas un faktiski saražotās preces salīdzinājums, tiek identificētas un novērstas novirzes.

Jaunas pieejas darbam

Digitālā dvīņa izmantošana, kas ir precīza reāla produkta kopija, palīdz ātri identificēt iespējamās problēmas, paātrina ražošanas sagatavošanu un samazina izmaksas. Turklāt digitālā dvīņa klātbūtne garantē iespēju izgatavot dizaineru izstrādātu produktu; visi tehnoloģiskie procesi tiek uzturēti aktuālā un sinhronizētā stāvoklī; izstrādātās tehnoloģijas izrādās operatīvas, un ražošana funkcionē tieši tā, kā plānots. Digitālais dvīnis ļauj pārbaudīt, kā jaunas tehnoloģijas var integrēt esošajās ražošanas līnijās. Tas novērš riskus, kas rodas iekārtu iegādes un uzstādīšanas laikā.

Mašīnbūve ir viena no progresīvākajām pasaules rūpniecības nozarēm, kurā jau sen tiek izmantotas pārbaudītas, bet novecojušas pieejas ražošanas tehnoloģiskajā sagatavošanā. Ir pienācis laiks ieviest inovācijas garu, kas paver durvis uz panākumiem produktu izstrādē un ražošanā. Ir pienācis laiks izmēģināt ko jaunu!