Digitálne dvojča je chýbajúci prvok! Éra transformátorov: „digitálne dvojčatá“ sú už blízko Nové prístupy k práci

Možno každého, kto sledoval filmy o terminátorovi alebo Matrixe, napadlo, kedy sa umelá inteligencia stane súčasťou nášho každodenného života a či ľudia a roboti dokážu spolunažívať v mieri a harmónii. Takáto budúcnosť je oveľa bližšie, ako si myslíte. Dnes vám povieme o takej technológii, ako sú „digitálne dvojčatá“, ktoré sa už v priemysle bežne používajú a možno sa čoskoro stanú súčasťou nášho každodenného života.

Kto sú digitálne dvojčatá?

Je chybou domnievať sa, že pojem „digitálne dvojčatá“ označuje roboty a umelú inteligenciu v podobe nejakého humanoidného tvora. Samotný pojem sa v súčasnosti používa z väčšej časti na priemyselnú výrobu. Koncept „digitálnych dvojčiat“ sa prvýkrát objavil v roku 2003. Termín sa začal používať po uverejnení článku Michaela Greavesa, profesora a asistenta riaditeľa Centra pre riadenie životného cyklu a inovácie na Floridskom technologickom inštitúte, „Digitálne dvojčatá: Excelentnosť vo výrobe založenej na virtuálnom prototypovom závode“. Samotný koncept vymyslel inžinier NASA, ktorý bol kolegom profesora.

1971yes/bigstock.com

Vo svojom jadre sú „digitálne dvojčatá“ koncept, ktorý spája umelú inteligenciu, počítačové učenie a softvér so špeciálnymi údajmi na vytváranie živých digitálnych modelov. Tieto „digitálne dvojčatá“ sú neustále aktualizované, keď sa fyzické prototypy menia.

Odkiaľ získavajú digitálne dvojčatá údaje na samoobnovenie?

Digitálna kópia, ako sa na umelú inteligenciu patrí, sa neustále samoučí a zdokonaľuje. Na tento účel „digitálne dvojča“ využíva poznatky od ľudí, iných podobných strojov, z väčších systémov a prostredia, ktorého je súčasťou.

Michael Greaves navrhol tri zo svojich požiadaviek, ktoré musia „digitálne dvojčatá“ spĺňať. Prvým je, aby zodpovedal vzhľadu pôvodného objektu. Treba pochopiť, že podobne vzhľad- to nie je len celý obrázok, ale aj zhoda jednotlivých častí so skutočným "dvojčaťom". Druhá požiadavka súvisí so správaním dvojičky pri testovaní. Posledná a najťažšia je informácia, ktorá sa prijíma z umela inteligencia o výhodách a nevýhodách skutočného produktu.

1971yes/bigstock.com

Ako zdôrazňuje Michael Greaves, keď sa začali používať digitálne kópie, dokonca aj kritérium fyzickej podobnosti sa považovalo za ťažko splniteľné. Dnes, hneď ako digitálne dvojča v prvých parametroch identický, už ho možno použiť na riešenie praktických problémov.

Prečo potrebujeme „digitálne dvojčatá“?

Digitálne kópie sa vytvárajú na optimalizáciu výkonu fyzických prototypov, celých systémov a výrobných procesov.

Podľa Colina J. Parrisa, Ph.D., viceprezidenta pre softvérový výskum v GE Global Research Center, sú „digitálne dvojčatá“ hybridným modelom (fyzickým aj digitálnym), ktorý je vytvorený špeciálne pre špecifické obchodné účely, napr. predvídať poruchy, znižovať náklady na údržbu, predchádzať neplánovaným výpadkom.

1971yes/bigstock.com

Colin J. Parris uvádza, že keď hovoríme o „digitálnych dvojčatách“, tento systém funguje v troch fázach: vidieť, myslieť a robiť. Vo fáze „vízie“ ide o získanie údajov o situácii. Tieto informácie sú dvojakého druhu: prevádzkové údaje (napr. bod varu) a údaje o životnom prostredí. Ďalší krok, ktorý Colin J. Parris predbežne nazval „premýšľať“, súvisí so skutočnosťou, že v tejto fáze „digitálne dvojča“ pre rôzne požiadavky môže poskytnúť možnosti, ako najlepšie konať v danej situácii alebo ktoré možnosti sú vhodnejšie pre obchodné účely. Umelá inteligencia využíva na analýzu napríklad historické informácie, prognózy príjmov a výdavkov a poskytuje niekoľko možností, ktoré sú založené na rizikách a presvedčení, že tieto návrhy ich dokážu znížiť. Posledný krok„urobiť“ priamo súvisí s implementáciou toho, čo je potrebné urobiť.

1971yes/bigstock.com

Pomocou „digitálnych dvojčiat“ napr. vidím zvnútra problému fyzického objektu.

Vo výrobe už nie je potrebné, aby sme na odhalenie diery videli napríklad celú turbínu pred sebou. Technológia „digitálnych dvojčiat“ vám umožní vidieť problém v reálnom čase pomocou počítačovej vizualizácie.

Podľa Zvi Fejera, EVP pre vývoj softvéru v spoločnosti Siemens, je digitálne dvojča PLM riešením na ceste k Industry 4.0.

Aké druhy „digitálnych dvojčiat“ už existujú?

Ako sme už povedali, „digitálne dvojčatá“ sa aktívne používajú v priemysle: dvojčatá častí (ktoré sú vyrobené pre konkrétnu výrobnú časť), dvojčatá výrobkov (súvisiace s vydaním produktu, ich hlavnou úlohou je znížiť náklady na údržbu) , twin procesy (ich účelom môže byť napr. zvýšenie životnosti), systémové dvojičky (optimalizácia celého systému ako celku).

1971yes/bigstock.com

Stovky miliónov „digitálnych dvojčiat“ čoskoro nahradia ľudskú prácu, tvrdí high-tech výskumná a poradenská agentúra Gartner. Niektoré spoločnosti to už robia. Nie je potrebné mať zamestnanca, ktorý by sa podieľal na diagnostike problémov vo výrobe. V reálnom čase s pomocou „digitálnych dvojčiat“ môžete získať všetky potrebné údaje a byť vopred pripravený na opravu zariadenia.

A čo „digitálne dvojča“ samotného človeka?

chagpg / bigstock.com

Pre tých, ktorí chcú mať kamaráta terminátora, ktorý by rozmýšľal ako ty, pomáhal vo všetkom, bol bratom a priateľom, máme dobrú správu. Podľa futuristu a teoretického technológa Johna Smitha je takáto budúcnosť už na dosah. Verí, že v blízkej budúcnosti dôjde k tzv softvérových agentov, ktorí budú vopred predvídať želania, správanie svojho skutočného náprotivku a za svoj ľudský náprotivok vykonajú nejaké úkony.

„Digitálne dvojča“ bude môcť nakupovať, robiť obchodné rozhodnutia, zapájať sa do spoločenských aktivít – vo všeobecnosti bude môcť robiť všetko, na čo niekedy nemáme dostatok času.

Taktiež budeme môcť presunúť všetku rutinnú prácu na nášho dvojníka. Navyše, podľa Johna Smitha, naše digitálne klony budú poznať naše záujmy, preferencie, politické názory a v prípade potreby si ich budú vedieť obhájiť, keďže budú mať ucelenejší historický kontext a uvidia celý moderný obraz sveta. . A dokonca aj súcit. Ukáže sa nám napríklad „digitálne dvojča“, ktoré bude vedieť odhadnúť náš emocionálny stav.

Všetko to znie ako utopický filmový scenár. Cítim niečo zložité. Aké sú nevýhody „digitálnych dvojčiat“?

Nevýhody „digitálnych dvojčiat“ sú zrejmé. Prvá otázka sa týka našej bezpečnosti. Digitálne klony využijú všetky možné zdroje na doplnenie informácií o nás. Toto sú algoritmy, ktoré zhromažďujú údaje z účtov sociálne siete a naša osobná korešpondencia a akékoľvek dokumenty a súbory, ktoré sa nás tak či onak týkajú. Samozrejme, nemôže to byť len alarmujúce: ako sme už zistili, „digitálne dvojčatá“ sa dokážu neustále aktualizovať a zlepšovať. Jednou z priorít by preto malo byť vytvorenie právneho rámca na určenie „medzí prípustnosti“ umelej inteligencie.

chagpg / bigstock.com

Neprepadajte však panike. Vezmite si príklad od Johna Smitha: zostáva optimistom a verí, že „digitálne dvojčatá“ nedokážu nahradiť ľudstvo. Stanú sa jednoducho inými verziami človeka, ktorý s nami môže v pokoji koexistovať.

Ak nájdete chybu, zvýraznite časť textu a kliknite Ctrl+Enter.

V Rusku je dnes ťažké hovoriť o 4. priemyselnej revolúcii, ale veríme, že je potrebné hovoriť. Medzi technologickými ťahúňmi v priemyselných podnikoch novej generácie budú platformy pre priemyselný internet vecí, ktoré implementujú koncept digitálneho dvojčaťa.

Analytici Forrester definujú digitálne dvojča ako vytvorenie skutočného fyzického objektu v abstraktnej digitálnej forme, ktorý funguje ako sprostredkovateľ akéhokoľvek spojenia so skutočným zariadením.

Podľa General Electric je myšlienkou digitálneho dvojčaťa ísť nad rámec len práce s digitálnymi modelmi. Tvrdí to spoločnosť Údržba bude tiež prebiehať v synchronizácii s digitálnym modelom so skutočným objektom prostredníctvom senzorových systémov a komunikačných zariadení.

Analytická agentúra Gartner predpovedá, že do roku 2021 bude polovica veľkých priemyselných spoločností využívať digitálne dvojčatá a v dôsledku toho tieto organizácie získajú 10% zvýšenie prevádzkovej efektivity.

„Digitálne dvojčatá sú hnacou silou vplyvu internetu vecí na podnikanie tým, že ponúkajú výkonný spôsob monitorovania a správy aktív a procesov,“ povedal Alfonso Velosa, viceprezident pre výskum spoločnosti Gartner. To je obzvlášť vzrušujúce pre náš tím, keďže sme veľmi úzko zapojení do projektu SAYMON. automatizované monitorovanie a manažment, vrátane informačných systémov a internetu vecí. Samozrejme, konkurencia na trhu platforiem pre správu internetu vecí je dosť silná – doslova každá veľká digitálna korporácia dnes tvrdí, že má platformy, no nie každému sa podarilo urobiť vlastný vývoj alebo získať spoločnosť s hotovým riešením. Často je vyhlásenie o dostupnosti daňou za slušnosť - existuje technologický trend, existuje vyhlásenie spoločnosti.

Dnes ešte nepracujeme s digitálnymi modelmi a kresbami – sme otvorení partnerom so skúsenosťami v tejto oblasti. Momentálne sú skúsenosti so spoluprácou s firmou, ktorá vytvára fotorealistické kópie priemyselných objektov a výsledkom je samostatný projekt VIOTR spájajúci silu digitalizovaného priestoru so schopnosťou získavať dáta z reálnych senzorov a videokamery, možnosť ovládať spínače, relé a uzávierky v reálnom svete. Projekt VIOTR sa dnes zameriava na vzdelávacie technológie budúcnosti, ale je v podstate súčasťou konceptu digitálneho dvojčaťa.

Presne tak sa vyjadrili naši kolegovia z Computer Weekly – nový prístup zahŕňa riadenie komunikácie medzi okrajovými zariadeniami a internými systémami a zrkadlenie zmien v modeli virtuálneho zariadenia – inými slovami, objavuje sa digitálne dvojča.

Príklady ukazujú, že aj pri takých jednoduchých operáciách, ako je ovládanie zámkov dverí, môžete dosiahnuť značné úspory pri prevádzke. Spoločnosť Dormakaba, ktorá vyrába inteligentné zámky dverí, používa od roku 2012 softvér na správu polí ServiceMax, ktorý jej pomáha kontrolovať svoje inštalácie. Podrobné údaje o prevádzke jednotlivých dverí pomáhajú spoločnosti Dormakaba a jej partnerom efektívnejšie riadiť budovy. Nedávna štúdia Vanson Bourne pre ServiceMax zistila, že priemyselné spoločnosti strácajú 260 000 dolárov za hodinu v dôsledku neplánovaných odstávok. Predpovedanie zlyhania pomocou digitálnych dvojčiat môže pomôcť prekonať tento problém. Digitálne dvojča môže poskytnúť inžinierom v Dormakabe aktuálny záznam o každej akcii alebo udalosti, ktorú senzory na dverách zaregistrujú, zaznamená inštaláciu komponentov a aktualizácie firmvéru a môže byť použitý servisným tímom Dormakaba na určenie životnosť výrobku spolu s Detailný popis bezpečnostný denník, ktorý je priviazaný k dverám. Je tiež dôležité zabezpečiť úzku komunikáciu s dodávateľmi dielov a komponentov a riadenie životného cyklu produktu, čo poskytuje mimoriadne jasnú úroveň kontroly a služieb. Použitím predikcie digitálneho zámku spoločnosť Dormakaba očakáva zníženie počtu hovorov zákazníkov a zlepšenie kvality služieb. Spolu so Swisscom vznikla cloudová platforma na správu zámkov. Školenie partnerov je dôležitým prvkom tejto inovácie a obchodnej transformácie, uznáva Dormakaba.

V správe Gartneru Digitálne dvojičky ovplyvnia ekonomické a obchodné modely Analytická firma vychádza z analógie medzi množstvom zhromažďovaných údajov, ktoré vykonávajú spoločnosti ako Google, Amazon a Netflix, a množstvom údajov, ktoré digitálne dvojčatá v priemyselných firmách vytvoria na neustále monitorovanie prevádzky zariadení pripojených k riadiacim systémom.

Analytici varujú, že si to bude vyžadovať ešte väčšiu kontrolu nad komponentmi a aktualizáciami softvéru a tiež si to bude vyžadovať, aby sa výrobcovia automobilov stali predajcami softvéru. „Prevádzkovatelia aktív budú musieť svojim operačným tímom pridať softvérové ​​zručnosti, keď budú pridávať inteligentnejšie aktíva, a pridať vlastníctvo softvéru a údajov na podporu zmlúv,“ varujú analytici.

Neurónové siete, digitálne dvojičky, umelá inteligencia. Technológie Industry 4.0 zmenia ropný priemysel na nepoznanie

Architekti digitálneho veku

Zvyčajne sa za technologicky najvyspelejšie oblasti považujú informačných technológií a biomedicína. Postoj k firmám v tradičných odvetviach, ako je valcovanie kovov alebo výroba a rafinácia ropy, je celkom odlišný. Na prvý pohľad pôsobia konzervatívne, no mnohí odborníci ich označujú za hlavných architektov nového digitálneho veku.

Priemyselní giganti začali automatizovať výrobné procesy v polovici 30. rokov minulého storočia. Počas mnohých desaťročí sa hardvérové ​​a softvérové ​​systémy neustále zdokonaľovali a komplikovali. Automatizácia výrobných procesov – napríklad pri rafinácii ropy – sa posunula ďaleko dopredu. Prevádzku modernej rafinérie monitorujú státisíce senzorov a prístrojov a zásoby paliva monitorujú v reálnom čase systémy satelitná navigácia. Každý deň priemerná ruská rafinéria vyprodukuje viac ako 50 000 terabajtov informácií. Pre porovnanie, 3 milióny kníh, ktoré sú uložené v digitálnom úložisku Ruskej štátnej knižnice, zaberajú stokrát menej – „iba“ 162 terabajtov.

Ide o tie isté „veľké dáta“, resp veľké dáta, je stream porovnateľný so sťahovaním informácií najväčších stránok a sociálnych sietí. Nahromadené množstvo údajov je jedinečným zdrojom, ktorý možno použiť pri riadení podniku. Ale tradičné metódy informačnej analýzy už na to nie sú vhodné. Efektívne pracovať s takýmto objemom dát je možné len pomocou technológií Industry 4.0. V kontexte meniacej sa ekonomickej paradigmy je vážnou výhodou bohatá výrobná „historická skúsenosť“. Veľké dáta sú jadrom umelej inteligencie. Jeho schopnosť učiť sa, rozumieť realite a predvídať procesy priamo závisí od množstva načítaných vedomostí. Priemyselné podniky majú zároveň výkonnú strojársku školu a aktívne sa podieľajú na zavádzaní a zlepšovaní nových technológií. Toto je ďalšia okolnosť, ktorá z nich robí kľúčových hráčov v „novej ekonomike“.

Najlepšie z celého týždňa

Napokon, domáci priemyselníci poznajú cenu efektívnosti podnikania. Rusko je krajina veľkých vzdialeností. Výrobné aktíva sa často nachádzajú vo veľkej vzdialenosti od spotrebiteľov. Za týchto podmienok je veľmi ťažké rýchlo reagovať na výkyvy trhu. Tradičné technológie umožňujú úsporu nie viac ako desatinu percenta. Digitálne riešenia už dnes umožňujú znížiť náklady až o 10 – 15 % mesačne. Fakt je zrejmý: v ére štvrtej priemyselnej revolúcie budú konkurencieschopní tí, ktorí sa naučia najefektívnejšie aplikovať nové technológie v kontexte nahromadených skúseností.

Petr Kaznacheev, riaditeľ Centra pre ekonomiku zdrojov, RANEPA: „Ako prvý krok smerom k „integrálnemu“ systému umelej inteligencie v oblasti ropy a zemného plynu by sa dalo zvážiť „inteligentné“ riadenie a podnikové plánovanie. V tomto prípade by sme mohli hovoriť o vytvorení algoritmu na digitalizáciu celku kľúčové informácie o činnosti firmy – od terénu až po čerpaciu stanicu. Tieto informácie môžu byť odoslané do jedného automatizovaného centra. Na základe týchto informácií by bolo možné pomocou metód umelej inteligencie vypracovať prognózy a odporúčania na optimalizáciu práce spoločnosti.

Líder digitálnej transformácie

Uvedomujúc si tento trend, priemyselní lídri Ruska a sveta prestavujú obchodné procesy, ktoré sa vyvíjali desaťročia, zavádzaním technológií Industry 4.0 založených na priemyselnom internete vecí, umelej inteligencii a veľkých dátach do výroby. Najintenzívnejšia transformácia prebieha v ropnom a plynárenskom priemysle: priemysel sa dynamicky „digitalizuje“ a investuje do projektov, ktoré ešte včera vyzerali ako sci-fi. Zariadenia riadené umelou inteligenciou a schopné predpovedať situácie, inštalácie, ktoré operátora nabádajú k optimálnemu režimu prevádzky – to všetko sa už dnes stáva realitou.

Maximálnou úlohou je zároveň vytvorenie systému riadenia výroby, logistiky, výroby a marketingu, ktorý by spájal inteligentné studne, továrne a čerpacie stanice do jedného ekosystému. V ideálnom digitálnom modeli, v momente, keď spotrebiteľ stlačí páku výdajného stojana, sú analytici spoločnosti v operačnom stredisku okamžite informovaní o tom, aká značka benzínu sa plní do nádrže, koľko ropy je potrebné vyťažiť, dodať do závodu a spracované na uspokojenie dopytu v konkrétnom regióne. Doteraz žiadna z ruských a zahraničných spoločností nedokázala takýto model postaviť. Najďalej však v riešení tohto problému postúpil Gazprom Neft. Jej špecialisti v súčasnosti realizujú množstvo projektov, ktoré by sa časom mali stať základom pre vytvorenie jednotnej platformy pre riadenie spracovania, logistiky a predaja. Platforma, ktorú zatiaľ nemá nikto iný na svete.

Digitálne dvojičky

Dnes patria rafinérie Gazpromu Neft medzi najmodernejšie v tomto odvetví. Štvrtá priemyselná revolúcia však otvára kvalitatívne nové možnosti a zároveň prináša nové požiadavky na automatizáciu. Presnejšie nejde ani tak o automatizáciu, ale o takmer úplnú digitalizáciu výroby.

Základom novej etapy budú takzvané „digitálne dvojičky“ – virtuálne kópie rafinérskych jednotiek. 3D modely spoľahlivo popisujú všetky procesy a vzťahy, ktoré sa vyskytujú v reálnych prototypoch. Sú založené na práci umelej inteligencie založenej na neurónových sieťach. „Digital Twin“ dokáže ponúknuť optimálne režimy prevádzky zariadenia, predvídať jeho poruchy a odporučiť termíny opravy. Medzi jeho ďalšie výhody patrí schopnosť neustále sa vzdelávať. Neurónová sieť sama nachádza chyby, opravuje ich a pamätá si ich, čím zlepšuje svoju prácu a presnosť predpovede.

Základom pre výcvik „digitálneho dvojčaťa“ je množstvo historických informácií. Moderné ropné rafinérie sú zložité ako ľudské telo. Státisíce dielov, desaťtisíce senzorov. Technická dokumentácia pre každú inštaláciu zaberá miestnosť o veľkosti montážnej haly. Na vytvorenie „digitálneho dvojčaťa“ je potrebné všetky tieto informácie najskôr načítať neurónová sieť. Potom začína najťažšia etapa – etapa výučby umelej inteligencie na pochopenie inštalácie. Zahŕňa údaje zo senzorov a prístrojového vybavenia zozbierané za posledných niekoľko rokov prevádzky závodu. Operátor simuluje rôzne situácie, núti neurónovú sieť odpovedať na otázku „čo sa stane, ak sa zmení jeden z prevádzkových parametrov? - napríklad na výmenu jednej zo zložiek suroviny alebo na zvýšenie napájania inštalácie. Neurónová sieť analyzuje skúsenosti z minulých rokov a pomocou výpočtovej metódy vylučuje z algoritmu neoptimálne režimy a učí sa predpovedať budúca práca inštalácia.

Najlepšie z celého týždňa

Gazprom Neft už plne „digitalizoval“ dva priemyselné komplexy zapojené do výroby automobilových palív – jednotku na hydrorafináciu benzínu s katalytickým krakovaním v Moskovskej ropnej rafinérii a jednotku prevádzkovanú v ropnej rafinérii spoločnosti v Omsku. Testy ukázali, že umelá inteligencia je schopná súčasne brať do úvahy obrovské množstvo parametrov svojich „digitálnych dvojčiat“, rozhodovať sa a upozorňovať na možné odchýlky v práci ešte pred momentom, keď hrozí, že problém prerastie do vážneho problému.

Gazprom Neft zároveň testuje integrované riešenia, ktoré minimalizujú vplyv ľudského faktora na rozsah celej výroby. Podobné projekty sa v súčasnosti realizujú v bitúmenových závodoch spoločnosti v Rjazani a Kazachstane. Empiricky nájdené úspešné riešenia môžu byť následne škálované až na úroveň veľkých rafinérií, ktoré časom vytvoria efektívnu platformu digitálneho riadenia výroby.

Nikolay Legkodimov, vedúci poradnej skupiny pre pokročilé technológie, KPMG v Rusku a SNŠ:„Riešenia, ktoré modelujú rôzne komponenty, zostavy a systémy, sú známe a používané už dlho, a to aj v ropnom a plynárenskom priemysle. O kvalitatívnom skoku možno hovoriť až vtedy, keď sa dosiahne dostatočná šírka pokrytia týchto modelov. Ak sa nám podarí tieto modely navzájom skombinovať, spojiť ich do celého komplexného reťazca, potom to skutočne umožní riešiť problémy na úplne novej úrovni – najmä simulovať správanie systému v kritických, nerentabilných a jednoducho nebezpečných prevádzkových podmienkach. . V oblastiach, kde je prestavba a modernizácia zariadenia veľmi nákladná, to umožní predbežné testovanie nových komponentov.

Riadenie výkonnosti

V budúcnosti bude celý hodnotový reťazec v logistickom, rafinérskom a marketingovom bloku Gazprom Neft zjednocovať jednotnou technologickou platformou založenou na umelej inteligencii. „Mozgom“ tohto organizmu bude Performance Management Center, založené pred rokom v Petrohrade. Tu budú prúdiť informácie od „digitálnych dvojčiat“, tu sa budú analyzovať a tu sa na základe získaných údajov prijmú manažérske rozhodnutia.

Už dnes viac ako 250 000 senzorov a desiatky systémov prenášajú do Centra v reálnom čase informácie zo všetkých aktív spoločnosti zaradených do perimetra logistického, spracovateľského a marketingového bloku Gazprom Neft. Každú sekundu sem dorazí 180 000 signálov. Len zobrazenie týchto informácií by človeku trvalo asi týždeň. Digitálny mozog centra to robí okamžite: monitoruje kvalitu produktov a množstvo ropných produktov v reálnom čase v celom reťazci – od výstupu z rafinérie až po konečného spotrebiteľa.

Strategickým cieľom Centra je s využitím technológií a možností Industry 4.0 radikálne zvýšiť efektivitu downstream segmentu. Teda nielen riadenie procesov – to sa dá robiť v rámci tradičných systémov, ale zefektívniť tieto procesy: pomocou prediktívnej analýzy a umelej inteligencie v každej fáze podnikania znížte straty, optimalizujte procesy a predchádzajte stratám.

Stredisko by sa malo v blízkej budúcnosti naučiť riešiť niekoľko kľúčových úloh, ktoré ovplyvňujú efektivitu riadenia podniku. To zahŕňa predpovedanie budúcnosti na 60 dní dopredu: ako sa bude trh správať o dva mesiace, koľko ropy bude potrebné spracovať na uspokojenie dopytu po benzíne v aktuálnom čase, v akom stave bude zariadenie, či budú závody schopný vyrovnať sa s nadchádzajúcou záťažou a či ich opraviť. Stredisko by zároveň malo v najbližších dvoch rokoch dosiahnuť 50 % kapacity a začať monitorovať, analyzovať a prognózovať množstvo zásob ropných produktov vo všetkých ropných skladoch a tankovacích komplexoch spoločnosti; v automatický režim sledovať viac ako 90 % výrobných parametrov; analyzovať spoľahlivosť viac ako 40 % technologických zariadení a vyvinúť opatrenia na zabránenie stratám ropných produktov a zníženiu ich kvality.

Do roku 2020 má Gazprom Neft za cieľ dosiahnuť 100 % schopností centra riadenia výkonnosti. Medzi deklarované ukazovatele patrí analýza spoľahlivosti všetkých zariadení, predchádzanie stratám v kvalite a kvantite výrobkov a prediktívne riadenie technologických odchýlok.

Daria Kozlová, senior konzultantka spoločnosti VYGON Consulting:„Vo všeobecnosti integrované riešenia prinášajú odvetviu značné ekonomické výhody. Napríklad podľa Accenture by ekonomický efekt digitalizácie mohol byť viac ako 1 bilión dolárov. Preto, pokiaľ ide o veľké vertikálne integrované spoločnosti, je zavedenie integrovaných riešení vysoko opodstatnené. Je to však opodstatnené aj pre malé spoločnosti, pretože zlepšenie efektívnosti im môže uvoľniť dodatočné prostriedky znížením nákladov, zvýšením efektívnosti riadenia pracovného kapitálu atď.

Diskutujte o 0

Od redaktora stránky: Koncom mája sa v Moskve konalo fórum Siemens PLM Connection, ktorého hlavnými témami boli vytvorenie digitálneho dvojčaťa, 3D tlač, internet vecí a zvýšenie konkurencieschopnosti ruských produktov.

Všimnite si, že termín digitálne dvojča sa v ruskojazyčných publikáciách prekladá ako „digitálne dvojča“ aj ako „digitálne dvojča“.

Hala ledva pojala všetkých.

Päť krokov k vybudovaniu digitálneho podniku

„Po vytvorení a optimalizácii týchto procesov ich môžete integrovať, prepojiť svojich dodávateľov a získať jednotný holistický prístup k budovaniu vášho podnikania. A čo viac, dá vám možnosť vytvoriť digitálne dvojča vášho podnikania, ktoré vám umožní modelovať vaše podnikanie tak, aby ste včas identifikovali úzke miesta, ako napríklad miesta, kde vznikajú prebytky alebo kde sa očakávajú oneskorenia,“ povedal Jean Luca Sacco, riaditeľ. marketingu pre Siemens PLM Software v regióne EMEA. - Znie to ako fantázia, ale je to už celkom realizovateľné. Stačí päť krokov a digitálne dvojča môže pomôcť vašej spoločnosti.“

Prvý krok – vývoj produktu, Jean Luca Sacco ilustroval na reálnom príklade jedného z produktov, ktoré vytvoril samotný Siemens s maximálnym opätovným využitím jeho predchádzajúcich generácií a s prihliadnutím na následné overenie bez vytvorenia fyzického prototypu všetkých jeho vlastností, vrátane vykurovanie, chladenie a ochrana pred elektromagnetickými vplyvmi . „Našou špecializáciou je vývoj produktov založený na systematickom prístupe založenom na informačnom digitálnom dvojčaťi produktu, ktorý je uložený v prostredí spolupráce Teamcenter takým spôsobom, že k nemu majú prístup všetci účastníci vývoja,“ povedal.

Druhým krokom je vývoj výrobnej technológie, ktorá zahŕňa modelovanie nie samotného produktu, ale výrobných operácií. „Pomocou Plant Simulation simulujeme všetky výrobné operácie ešte pred vytvorením pracoviska, aby sme mohli vopred predvídať prípadné ťažkosti. A to platí nielen pre jedno pracovisko, ale pre celý závod ako celok. To umožní optimalizovať materiálové toky, spotrebu energie a simulovať výrobné procesy dlho pred začatím investícií do výstavby predajne,“ povedal Jean Luca Sacco a predstavil príklad, ako sa model dokáže vyhnúť nebezpečnému zakriveniu chrbtice pracovníka počas zhromaždenie.

Tretí krok, príprava a spustenie výroby, je spojený s využitím ďalšieho digitálneho dvojčaťa, tentoraz pre technické procesy a zariadenia. Podľa Jeana Lucu Sacca je Siemens jedinou spoločnosťou na svete, ktorá môže ponúknuť integrovanú sadu počítačového inžinierstva, ktorá vám umožní vytvoriť kompletné digitálne dvojča, vrátane všetkých disciplín, ako je mechanika, elektrotechnika a softvér, aby ste mohli všetko otestovať pred výrobou. . Zdôraznil dôležitosť integrácie všetkých zložiek takéhoto dvojčaťa: „V živote je predsa všetko prepojené. Navrhujeme produkt, na tomto základe vyvíjame proces a vlastnosti technického procesu kladú požiadavky na vývoj produktu.

Štvrtý krok – výroba produktu, je taktiež realizovaný pomocou digitálneho dvojčaťa. Bez toho totiž nie je možné zostaviť skutočný pracovný harmonogram, aby sa napríklad určili časové straty a optimalizovali výrobné procesy. Tradične to vyžadovalo veľa papierových pokynov, čo bolo neefektívne a náchylné na chyby, ale digitálne modelovanie umožňuje vytvoriť ideálnu sadu pokynov na výrobu a zostavenie produktu. Jean Luca Sacco vysvetlil, že takéto riešenie je komplexné, pokrýva všetky zdroje podniku, ako sú ľudia, materiály, nástroje, stroje, a pomocou digitálneho dvojčaťa vám umožňuje riadiť výrobu. Elektronické informácie v danom momente prevedená na prevádzkovateľa. keď ju potrebuje. Na pracovisku môže využívať technológiu rozšírenej reality a lepšie pochopiť, čo potrebuje urobiť s prichádzajúcim obrobkom, a tým minimalizovať chyby pri montáži. Ale aj keď sa vyskytnú chyby, porovnanie skutočného produktu s jeho digitálnym dvojčaťom ich odstráni. „Tento prístup odstraňuje steny, ktoré vždy existovali medzi dizajnérmi a pracovníkmi, a tým umožňuje výrazne zlepšiť kvalitu produktov,“ povedal Jean Luca Sacco.

Piata etapa – údržba, bude efektívnejšia, ak použijete riešenie, ktoré vám umožní zbierať a analyzovať informácie, ktoré produkt generuje počas svojej prevádzky.

Na implementáciu týchto piatich krokov ponúka Siemens softvérový balík Digital Enterprise, ktorý zahŕňa Teamcenter, NX, Tecnomatix a ďalšie, ktorý zohľadňuje procesy výrobných reťazcov pre rôzne odvetvia. Podľa Jeana Lucu Sacca toto riešenie ukazuje stav produktu vo všetkých fázach – od prvotného nápadu až po spotrebiteľa, a to všetko v jedinom prostredí. Zároveň v každej fáze ľudia využívajú úspechy svojich kolegov, pričom ťažia z toho, že majú údaje nielen o aktuálnej fáze, ale aj o všetkých predchádzajúcich a nasledujúcich.

Ruské reálie

Napriek všetkým ťažkostiam naše spoločnosti vytvárajú komplexné inovatívne produkty, ktoré riešia problémy, ktoré doteraz neboli vyriešené. Victor Bespalov uviedol ako príklad niekoľko udalostí. Takže pri vytváraní nového dopravného lietadla Il-76 bolo postavené digitálne usporiadanie a jedno informačný priestor, zastrešujúca materskú organizáciu - KB im. Iľjušin a dodávatelia.

Pri vývoji nového traktora KamAZ-5490 boli pred začatím výroby simulované takmer všetky montážne procesy, čo zodpovedá koncepcii Siemens a pri vytváraní nového motora PD-14, ktorý sa teraz testuje, bolo vyvinuté jeho plne digitálne usporiadanie. , ktorý sa využíva nielen vo výrobe, ale v technologických službách.

Viktor Bespalov zároveň zdôraznil, že ruské podniky musia riešiť mnohé problémy. Takže kvôli komplikáciám produktov tradičné metódy rozkladu produktov prestávajú fungovať. Preto je v najskorších štádiách potrebné zaoberať sa riadením požiadaviek a dodržiavaním certifikačných noriem.

Uskutočnenie zmien počas vývojovej fázy a po nej zostáva výzvou. Tu sa využíva digitálne modelovanie a rôzne metódy zložitosť tejto úlohy však naznačuje, že je ešte potrebné vykonať veľa práce. Existujú problémy so správou zdrojov súvisiace s interakciou medzi PLM a ERP.

Viktor Bespalov: „Napriek všetkým ťažkostiam väčšina našich ruských zákazníkov
plánuje rozšíriť používanie produktov Siemens PLM Software.

Existujú aj národné problémy. Naše spoločnosti nepracujú len lokálne, vstupujú na globálne trhy, lebo inak to nejde. Victor Bespalov citoval údaje ruského leteckého holdingu a jeho zahraničných konkurentov, z ktorých vyplýva, že naša spoločnosť venuje dolaďovaniu výroby takmer dvakrát toľko času ako oni. Podľa jeho názoru ide o budíček, že západné spoločnosti prinášajú produkty na trh oveľa rýchlejšie a ruskí výrobcovia by sa mali snažiť tieto straty znížiť.

Na to musia naše spoločnosti používať technológie, ktoré ich robia konkurencieschopnými. V tejto súvislosti sa Viktor Bespalov domnieva, že treba venovať pozornosť výberu technológií: „Kategoricky nesúhlasím s vyhláseniami niektorých ruských vývojárov, ktoré sa nedávno objavili v súvislosti s politikou nahrádzania dovozu, v ktorých zdôrazňujú, že ruské PLM systémy sú 80% spĺňa požiadavky našich podnikov. A čo robiť so zvyšnými 20%? Ako budú naše domáce firmy schopné v takejto situácii konkurovať? Ako sa vysporiadať s globálnymi hráčmi, ktorí sú už vybavení modernými technológiami?“.

Ako odpoveď na tieto rétorické otázky uviedol Viktor Bespalov výsledky prieskumu medzi ruskými zákazníkmi, ktoré ukazujú. že napriek všetkým ťažkostiam väčšina z nich plánuje rozšírenie používania produktov Siemens PLM Software.

Dôležitú úlohu v tom zrejme zohráva pozornosť, ktorú ruská kancelária prejavuje požiadavkám zákazníkov. Navyše dnes už nehovoríme o dizajne výkresov, ale o funkčných požiadavkách. Na ostatnej konferencii bolo zváženie požiadaviek OKB im. Suchoj a ASTC im. Antonov v CAD systéme NX.

Táto práca pokračuje pre ďalšie produkty, najmä bola posilnená integrácia CNC systému Sinumetrik a NX CAM na spojenie skutočného a virtuálneho sveta, zlepšila sa integrácia NX a Fibersim pre letecké programy, zlepšil sa systém riadenia nákladov na produkty. boli prispôsobené ruským metodikám kalkulácie nákladov a boli integrované systémy Teamcenter a Test Lab pre komplexný proces overovania požiadaviek.

Táto téma znepokojuje ruských používateľov. Michaela Rebrucha, riaditeľa vývoja v NX, sa teda od podlahy pýtali, ako môžete svoje obavy oznámiť vývojárom NX a ovplyvniť vývoj. Na to odpovedal, že spoločnosť naďalej spolupracuje so zákazníkmi v Rusku, počúva priania a berie ich do úvahy: „Je dôležité, aby sme pochopili, ako fungujú, kde majú ťažkosti, a potom sa pokúsime pomôcť. “ Viktor Bespalov za seba prisľúbil, že bezprostredne po fóre bude práca so zákazníkmi pokračovať na definovaní požiadaviek a vytváraní plánu, ako ich splniť v ďalších verziách produktov.

Pozornosť je venovaná aj téme vytvorenia prototypu štandardného riešenia. „PLM nie je lacná technológia, takže zákazníci majú záujem o rýchlu návratnosť. V tejto súvislosti sa za posledné štyri roky naše úsilie sústredilo na skrátenie času implementácie,“ povedal Viktor Bespalov.

Boli už vytvorené špeciálne predkonfigurované dátové modely, NX šablóny na podporu ESD, šablóny procesov riadenia zmien, knižnice pre štandardné diely, materiály, technologické zdroje atď., vypracovaná metodika rýchly štart do prevádzky. Podľa odhadov Siemensu a údajov z pilotných projektov je možné čas implementácie skrátiť na polovicu vďaka pokrytiu takmer 80 % prác. štandardné riešenie, a len 20-30% pripadá na zohľadnenie špecifík zákazníka.

Okrem toho v rámci implementácie priemyselného prístupu oznámeného pred niekoľkými rokmi Siemens v Rusku propaguje súbor predkonfigurovaných priemyselných riešení Catalyst, ktorý zahŕňa osvedčené postupy a základné procesy pre rôzne priemyselné odvetvia, ako je stavba lodí, automobilový priemysel, strojárstvo. strojárstvo, elektronika, energetika atď. Podľa Viktora Bespalova tieto riešenia umožňujú zavádzať nové riešenia do existujúcich procesov tak, aby preklenuli priepasť medzi vyspelými technológiami a tým, čo podnik skutočne využíva.

Vystúpenia ruských zákazníkov ukázali, ako implementujeme uvedené technológie Siemens. Preto Vasily Skvorchuk, vedúci oddelenia IT v spoločnosti Ural Locomotives LLC, uviedol, že keď bola spustená nová výroba elektrických vlakov Lastochka, bolo rozhodnuté vytvoriť integrovaný automatizačný systém v podniku vrátane Teamcenter, NX CAD / CAM / CAE. od spoločnosti Siemens, rusko-bieloruský ERP-systém Omega (rusko-bieloruský) a "1C: Production Enterprise Management".

Vasily Skvorchuk: „Teraz v integr podnikový systém zamestnáva asi 1100 ľudí“

LLC Ural Locomotives, spoločný podnik so spoločnosťou Siemens, bol založený v roku 2010. „Od tej chvíle sa v našom závode začal rýchly rozvoj informačných technológií,“ povedal Vasilij Skvorčuk a dodal, že v integrovanom podnikovom systéme teraz pracuje približne 1 100 ľudí. vedenie môže sledovať priebeh prác na manažérskom dashboarde, ktorý dostáva všetky základné informácie. Vďaka tomuto systému majú všetky divízie prístup k jedinému zdroju aktuálnych informácií potrebných na výrobu kvalitných zariadení pre Lastochku.

Spoločnosť plánuje použiť trojrozmerné elektronické usporiadanie produktov pre diely spracované na CNC stroji. Pilotný projekt sa už uskutočnil.

Letecký závod Ulan-Ude, ktorý vyvíja a vyrába vrtuľníky Mi-8, tiež prechádza na elektronické usporiadanie produktu. CIO závodu Maxim Lobanov hovoril o dvoch projektoch organizácie digitálneho procesu technologickej prípravy výroby na základe pôvodnej projektovej dokumentácie vo forme elektronického layoutu.

Najprv sa pre nový model vrtuľníka realizoval projekt End Beam, počas ktorého sa vytvorila takeláž a samotný nosník, a následne projekt Cargo Floor, vyrobený výhradne bezpapierovou technológiou. V rámci tohto projektu bol vypracovaný proces montáže nástrojov, čo umožnilo zvýšiť presnosť montáže a skrátiť čas.

V súvislosti s prechodom na bezpapierové technológie bolo podľa Maxima Lobanova nevyhnutné integrovať PLM systém Teamcenter s plánovacím systémom používaným v závode, ako aj vytvoriť moderný informačný systém priniesť digitálne usporiadanie na každé pracovisko.

Zahraničné príklady

„Výroba a servis je zaujímavá kombinácia, aby ste dosiahli maximálny efekt, musíte tieto prvky spojiť. V prevádzke máme asi pol milióna kusov zariadení a digitalizácia je tu veľmi dôležitá,“ vysvetlil Matti Leto, riaditeľ Product & Engineering Process v Konecranes.

Najskôr sa podľa neho definovali procesy a potom sa začalo hľadať riešenie, ako tieto procesy zabezpečiť tak, aby systémy fungovali aj v budúcnosti dlhé roky. Bol zostavený zoznam platforiem vrátane ERP, CRM a pod., ale PLM systém považuje spoločnosť za najdôležitejší z hľadiska dlhodobej udržateľnosti, keďže obsahuje informácie o produktoch. Voľba padla na Teamcenter.

V súčasnosti sú niektoré systémy implementované, ostatné sa implementujú. Medzitým Konecranes prechádza na ďalšiu úroveň digitalizácie pomocou technológie IoT na automatizáciu údržby zariadení a zefektívnenie ďalších procesov. Na tento účel bol vytvorený portál na výmenu informácií medzi spoločnosťou, partnermi a zákazníkmi.

Projekt internetu vecí v Konecranes sa úspešne rozbehol. K sieti je pripojených viac ako 10 tisíc jednotiek zariadení. „PLM-systém výrazne zvyšuje hodnotu internetu vecí, pretože údaje o produkte spolu s údajmi o monitorovaní zariadení vám umožňujú rýchlo robiť informované rozhodnutia,“ podelil sa o svoje skúsenosti Matti Leto. "Veríme, že internet vecí je nový obchodný model, ktorý je budúcnosťou."

Digitálne dvojča ako základ budúcej výroby

„Vytvorenie digitálneho dvojčaťa na riadenie životného cyklu celého výrobného systému umožňuje podnikom dosiahnuť novú úroveň inovácií,“ povedal Robert Meschel, senior riaditeľ Siemens PLM Software pre stratégiu výrobného inžinierskeho softvéru, a povedal, že spoločnosť bude konať v tomto smere rozvíja smer výrobného inžinierstva a digitálnej výroby. „Niekoľko inovácií, na ktorých v súčasnosti pracujeme, premosťuje priepasť medzi dizajnom a výrobou,“ povedal Robert Meschel.

Okrem toho sa čoraz častejšie využívajú roboty, ktoré sú teraz oveľa flexibilnejšie ako predtým. 3D tlač, ktorá bola donedávna považovaná za vhodnú len na prototypovanie, sa začína využívať v reálnej výrobe. Ako dôkaz Robert Meschel poskytol prípadové štúdie z leteckého priemyslu, stavby lodí, strojárstva a automobilového priemyslu, ktoré ukazujú, že ide o radikálne zrýchlenie: „Aktualizujeme naše produkty, aby sme zákazníkom poskytli príležitosť využívať túto technológiu.“

Ďalším sľubným pokročilým prístupom je virtuálne uvedenie do prevádzky pomocou integrovaného zariadenia. To všetko podľa Roberta Meschela naznačuje, že základom budúcej výroby bude simulácia reality a dôležitým predpokladom k tomu je digitálne dvojča – model s vysokou mierou detailov.

Je tiež dôležité, že používanie digitálneho dvojčaťa vám umožňuje integrovať výpočty a testy v plnom rozsahu, ako aj modely a údaje. Podľa Wutera Dehandshuttera, technického riaditeľa produktu, Siemens PLM Software, je tu výzvou maximálne využiť informácie vytvorené v rôznych fázach a prepojiť ich, ale teraz existuje niekoľko fáz, v ktorých sa technické informácie vytvárajú izolovane. .

Woeter Dehandshutter: „Použitie digitálneho dvojčaťa umožňuje integráciu výpočtov a testov v teréne“

Ukázal, že tento problém možno vyriešiť použitím digitálneho dvojčaťa, analýzou produktu v najskorších štádiách prostredníctvom virtuálnych testov, riadením tohto dvojčaťa a zvýšením jeho úrovne detailov a presnosti, aby sa testy v teréne mohli zamerať na splnenie požiadaviek, a nie na hľadanie. riešenia.

Ako príklad uviedol Wuter Dehandshutter korporáciu Irkut, ktorá tento prístup aplikovala na návrh lietadla MS-21, pričom na výpočet správania systému použila produkty LMS Imagin.Lab a LMS Amesim. Zároveň sa nemodelovali len jednotlivé časti, ale celková súhra systémov, čo umožnilo už v štádiu návrhu skontrolovať, ako sa bude celé lietadlo správať a podľa Irkuta obmedziť tvorbu najkomplexnejších modelov päťnásobne v porovnaní s predtým používaným riešením.

Čo je nové v NX 11

Jedna novinka je však už dostupná. Je to zadarmo mobilná aplikácia Catchbook určený pre vývoj. „Nakreslením náčrtu od ruky na tablete, ktorého výsledok sa prevedie na geometriu, môžeme pridať kóty a ovládať umiestnenie náčrtov. Je tiež možné urobiť fotografiu mobilným telefónom a pomocou tohto systému preskúmať možnosti tohto projektu,“ vysvetlil Michael Rebruch.

Michael Rebruch hovorí o tom, čo je nové v NX 11

Spolu s NX 11 bude vydaný nový produkt Converging Model, ktorý vám umožní kombinovať presnú geometriu a bunkovú reprezentáciu na základe tváre v jednom modeli. Podľa Michaela Rebrucha klienti, ktorí sa s ním už stretli, hovoria, že zmenil spôsob práce, aby sa model dal použiť pri navrhovaní, testovaní a nových metódach, ako je 3D tlač a hybridná výroba.

NX 11 bude tiež obsahovať nové riešenie Nvidia Lightworks Iray+, poháňané technológiou Nvidia Iray, na vykresľovanie fotorealistických obrázkov a vrátane knižnice materiálov a scén.

Okrem toho bude NX 11 schopný naskenovať a nahrať obrovské mračná bodov do systému a interagovať s nimi rovnako ako v reálnom svete a navrhnúť ich v kontexte fyzického prostredia.

V NX bude implementovaná verzia 11.01 Nová technológia optimalizácia topológie, určená na vytváranie povrchov zložitého tvaru, optimalizáciu tvaru, hmoty, použitých materiálov, rozmerov a topológie konštrukcií pri zachovaní funkčnosti dielca. Očakáva sa, že to zlepší interakciu s aditívnou výrobou. -->

Existuje lepší spôsob. Identifikácia spôsobov na zlepšenie efektívnosti dizajnu a technologických procesov navrhovania

Aaron Frenkel, Jan Larssen

Výroba produktov je nepochybne najdôležitejšou súčasťou všetkých procesov životného cyklu. V tejto fáze sa nápady menia na skutočnosť. A čo viac, bez koordinovaného dizajnu a výrobných procesov, ktoré zaistia úspešnú montáž produktu v dielni, nápady zostanú len krásnymi náčrtmi alebo nebudú úplne zrealizované. Po mnoho rokov zostali metódy navrhovania a vývoja technologických procesov nezmenené, pričom si zachovali všetky tradičné nevýhody, ktoré vedú k zvýšeniu nákladov a času. Vzhľadom na to, že inovácie sa dnes stali životne dôležitými pre prežitie strojárskych podnikov, Siemens PLM Software analyzoval predvýrobné procesy s cieľom identifikovať spôsoby ich ďalšej optimalizácie. V tomto článku Aaron Frankel, hlavný riaditeľ marketingu pre strojové riešenia, a Jan Larsson, hlavný riaditeľ marketingu pre Európu, Stredný východ a Afriku v spoločnosti Siemens PLM Software, diskutujú o tom, ktoré zdroje neefektívnosti by sa mali odstrániť, aby sa implementovalo koncepciu „digitálneho dvojčaťa produktu“ a ako to ovplyvní spôsob výroby produktov.

krásna symfónia

Ak sa ocitnete v modernej továrni, uvidíte úžasnú symfóniu ľudskej práce, robotov a strojov, pohybu materiálov a súčiastok – všetko urobené s presnosťou na sekundu, aby ste dodržali harmonogram. Obrázok je jednoducho fantastický.

No v zákulisí uvidíme zastarané procesy dizajnu a technologickej prípravy výroby. Nebudeme nikoho kritizovať. Vývoj dizajnu produktu nie je sám o sebe malým úspechom. Dizajn môže byť veľmi náročná úloha. V niektorých prípadoch sa produkt skladá z miliónov častí a na jeho vytvorení pracujú tisíce zamestnancov a partnerov, často na celom svete. Navyše v takých kritických odvetviach, ako je elektronický priemysel (viac ako rýchle procesory, miniaturizácia), automobilový priemysel (udržateľnosť a znižovanie emisií) a letectvo (udržateľnosť a kompozitné materiály), existuje neustála snaha optimalizovať a urýchliť proces vytvárania nových produktov. Vzhľadom na vysokú zložitosť riešených úloh je neochota odkloniť sa od v praxi overených predvýrobných procesov celkom pochopiteľná. Naši zákazníci však hlásia bežné problémy s dizajnom a výrobou produktov, ktoré v niektorých prípadoch vedú k nákladným oneskoreniam.

Bežné problémy

Jedným z najvážnejších problémov, ktorý vidíme, je, že dizajnéri a technológovia používajú rôzne systémy. V praxi to vedie k tomu, že dizajnéri prenášajú svoj vývoj na technológov, ktorí sa snažia tvoriť technologických procesov v počítačové systémy na ktoré sú zvyknutí. V tomto scenári – a vyskytuje sa to veľmi často – dochádza k desynchronizácii informácií, čo sťažuje kontrolu situácie. Okrem toho sa zvyšuje pravdepodobnosť chýb.

Problémy sa pravidelne vyskytujú pri vývoji pôdorysov dielní. Dôvodom je, že rozloženia sa zvyčajne vytvárajú vo forme 2D pôdorysov a papierových výkresov. Je to dlhý a namáhavý proces. 2D výkresy sú dôležitou súčasťou procesu, ale nemajú potrebnú flexibilitu. Často sa stáva, že preskupenie zariadení v dielni nie je na výkrese upevnené. Tento problém sa zhoršuje najmä pri práci na rýchlo sa meniacich trhoch (napr. spotrebná elektronika), keď je potrebné neustále rozširovanie a modernizácia výrobných systémov. prečo? Pretože dvojrozmerným usporiadaniam chýba inteligencia a asociatívnosť. Zabraňujú technológom presne vedieť, čo sa deje v dielni a robiť rýchle rozhodnutia.

Po vytvorení dispozície sa vypracuje technologická trasa. Spravidla potom prechádza fázou kontroly. Tu leží ďalšia významná prekážka rastu efektívnosti. Technológovia zvyčajne musia počkať, kým sa zariadenie nainštaluje, aby zhodnotili výkon zariadenia. Navyše, ak sú charakteristiky nižšie, ako sa očakávalo, potom je príliš neskoro na vývoj alternatívnej technológie. Naše skúsenosti ukazujú, že táto situácia vedie k značným oneskoreniam.

Nakoniec zákazníci hlásia ešte dva problémy na konci predprodukčného cyklu. Ide o hodnotenie výkonu jednotlivých operácií a celého technologického procesu ako celku.

Kvôli vysokej zložitosti modernej výroby a často nedostatočnej koordinácii medzi rôznymi systémami projektovania procesov nie je ľahké určiť, ktoré operácie alebo výrobné oblasti spôsobujú oneskorenia celej linky. A pokiaľ ide o skutočnú výrobu produktu, zákazníci uvádzajú, že vyhodnotenie produktivity a toho, ako sa skutočné procesy zhodujú s tým, čo plánovali, je zvyčajne mimoriadne ťažké. A opäť je problémom vysoká komplexnosť, ako aj chýbajúca spätná väzba medzi výrobou, dizajnérmi a technológmi.

Digitálne dvojča

Digitálne dvojča je virtuálna kópia skutočného objektu, ktorá sa správa rovnako ako skutočný objekt. Bez toho, aby sme tu zachádzali do technických detailov našich produktov, stačí povedať, že naše nástroje Product Lifecycle Management (PLM) poskytujú kompletnú digitálnu platformu. Podporuje používanie digitálnych dvojčiat, ktoré presne modelujú komplexný dizajn produktov a výrobné procesy.

Čo to všetko znamená v praxi? Pozrime sa ešte raz na vyššie uvedené kroky a ukážme hlavné funkcie, ktoré nový prístup poskytuje.

Stavebníctvo

NX (a ďalšie CAD systémy) vytvorí model produktu a odošle ho do Teamcenteru vo formáte 3D JT. V priebehu niekoľkých sekúnd aplikácia vytvorí tisíce rôznych návrhov virtuálnych produktov, ktoré presne zodpovedajú skutočnému produktu. Na identifikáciu potenciálnych problémov sa zároveň využívajú technológie spracovania veľkých dát, konštrukčné a technologické informácie (PMI) obsiahnuté v modeloch (tolerancie, lícovanie, vzťahy medzi dielmi a zostavami), ako aj základný popis technologického procesu. Tento prístup bol už odskúšaný v praxi pri vytváraní elektronických produktov vyrábaných našou spoločnosťou. Napríklad sme boli schopní okamžite zistiť, že závitové otvory na výstupnom video konektore nie sú presne zarovnané s otvormi pre skrutky na doske plošných spojov. Ak by sa chyba neodhalila, malo by to za následok reklamáciu zo strany zákazníkov: konektor by sa mohol uvoľniť z vytlačená obvodová doska. Včasné zachytenie konštrukčných chýb šetrí čas a peniaze pri vývoji technológie aj vo výrobe.

Navrhovanie technologických procesov

Digitálne dvojča zlepšuje spoluprácu medzi dizajnérmi a technológmi, optimalizuje výber miesta a technológie výroby, ako aj alokáciu potrebných zdrojov. Zvážte príklad vykonania zmien v procese zostavovania. Pomocou nášho softvér, procesní inžinieri na základe novej špecifikácie návrhu pridávajú do pracovného 3D modelu procesu nové operácie. Je možné simulovať akýkoľvek výrobný systém odkiaľkoľvek na svete: povedzme technológovia v Paríži pripravujú výrobu v závode v Riu. S informáciou o čase pre každú pridanú operáciu technológovia skontrolujú, či nová technologická cesta spĺňa stanovené ukazovatele výkonnosti. Ak tomu tak nie je, potom sa technologické operácie vymenia alebo preusporiadajú. Potom sa opäť vykoná numerická simulácia, kým zvolená technologická cesta nevyhovuje požiadavkám. Nový pracovný postup je okamžite k dispozícii všetkým vývojárom na schválenie. Ak sa zistia nejaké problémy, dizajnéri a technológovia spolupracujú na ich odstránení.

pôdorysy predajne

Pri práci na layoutoch odporúčame vytvoriť digitálne dvojča, ktoré obsahuje mechanické vybavenie, automatizačné systémy a zdroje a jednoznačne súvisí s celým „ekosystémom“ dizajnu a technologickej predvýroby. Pomocou sady PLM nástrojov je možné prehadzovať technologické operácie pomocou drag and drop. Rovnako jednoduché je umiestnenie zariadení a personálu na výrobnú linku a simulácia jej prevádzky. Je veľmi jednoduchý, no zároveň výnimočný efektívna metóda tvorba a úprava technologických postupov. Keď sa vykonajú konštrukčné zmeny, ktoré si vyžadujú nový priemyselný robot, špecialisti na numerickú simuláciu napríklad kontrolujú, či je možné nainštalovať robota tejto veľkosti bez toho, aby narazil na dopravník. Projektant plánu predajne vykoná potrebné opravy a pripraví oznámenie o zmenách, na základe ktorého nákupné oddelenie nakúpi nové vybavenie. Táto analýza dôsledkov vykonaných zmien vám umožní vyhnúť sa chybám a v prípade potreby okamžite informovať dodávateľov.

Kontrola technologických konštrukčných rozhodnutí

Vo fáze kontroly sa používa digitálne dvojča na virtuálne overenie procesu montáže. Virtuálne modelovanie a kvantitatívna analýza vám umožňuje vyhodnotiť všetky faktory spojené s manuálnou prácou pri montáži a identifikovať problémy, ako je napríklad nepohodlné držanie tela pracovníka. To umožňuje vyhnúť sa únave a pracovným zraneniam. Na základe výsledkov simulácie sa vytvárajú tréningové videá a návody.

Optimalizácia výkonu

Digitálne dvojča slúži na štatistické modelovanie a vyhodnocovanie navrhnutého technologického systému. Pomocou neho je ľahké určiť, či sa má použiť manuálna práca, roboty alebo kombinácia robotov a robotníkov. Všetky procesy je možné numericky simulovať až po spotrebu energie jedného stroja, aby sa technológia čo najviac optimalizovala. Analýza ukazuje, koľko dielov sa vyrába v každej operácii. To zaisťuje, že výkon skutočnej výrobnej linky bude zodpovedať cieľu.

Výroba produktu

Digitálne dvojča poskytuje spätnú väzbu medzi skutočným a virtuálnym svetom, čo vám umožňuje optimalizovať výrobné procesy produktov. Technologické pokyny sa prenášajú priamo do dielne, kde ich spolu s videami dostanú operátori zariadení. Operátori poskytujú výrobné údaje projektantom (napr. ak je medzera medzi dvoma upevňovacími skrutkami panela), zatiaľ čo iní automatizované systémy zbierať údaje o výkone. Potom nasleduje porovnanie konštrukčného projektu a skutočne vyrobeného produktu, pričom sa zisťujú a eliminujú odchýlky.

Nové prístupy k práci

Použitie digitálneho dvojčaťa, ktoré je presnou kópiou skutočného produktu, pomáha rýchlo identifikovať potenciálne problémy, urýchľuje prípravu výroby a znižuje náklady. Prítomnosť digitálneho dvojčaťa navyše zaručuje možnosť výroby produktu navrhnutého dizajnérmi; všetky technologické procesy sú aktualizované a synchronizované; vyvinuté technológie sa ukázali ako použiteľné a výroba funguje presne podľa plánu. Digitálne dvojča vám umožňuje otestovať, ako možno nové technológie integrovať do existujúcich výrobných liniek. Tým sa eliminujú riziká spojené s nákupom a inštaláciou zariadení.

Strojárstvo je jedným z najvyspelejších odvetví svetového priemyslu, kde sa v praxi dlhodobo používajú osvedčené, ale zastarané prístupy k technologickej príprave výroby. Je čas priniesť ducha inovácie, ktorý dláždi cestu k úspechu vo vývoji a výrobe produktov. Je čas vyskúšať niečo nové!