正文

《工业4.0》第二章 软件:工业的未来(4)

工业4.0 作者:(德)乌尔里希·森德勒


2.2.1 软件对产品设计的作用

软件可以用于价值创造链的所有环节。在产品设计中,您可以应用产品生命周期管理软件(PLM),在计算机上进行虚拟的产品设备测试,以达到在不需要实物的情况下,优化产品设计。数字虚拟化可以模拟出高精尖设备研发所需要的自然环境。例如,2012年8月此项技术被用于火星探测器的研发与制造全程:喷气推进实验室(JPL)为美国航空航天局(NASA)配备了一款西门子产品生命周期管理 (PLM) 软件NX,用于数字化仿真及虚拟装配,从而实现各个组件及其接口的测试。

这款软件还可以应用在汽车行业:可显著缩短产品上市时间,大幅提高灵活性。比如,戴姆勒公司将 NX 软件首先应用于其旗下汽车和卡车的研发部门。随后,戴姆勒集团为其超过 20 个研发中心和最主要的供应商,都配备了这种新型研发平台

2.2.2 软件对生产规划的作用

从大众品牌改造一条汽车冲压生产线的案例,就可以看出软件在生产规划中的作用。大众汽车改造一条已经使用了 17 年之久的冲压生产线时,将产品生命周期管理软件(PLM)与其自动化软件相结合,使得改造时间有了明显的减少:在早期改造生产线的规划阶段,为提高生产效率,可以使用冲压线仿真软件,模拟出现有机器和处理设备,再对其进行优化。为了将冲压件的模拟程序做到最精确,在使用仿真软件的时候,还需要配合使用运动控制软件(Motion Control Software)。运动控制软件除可用于虚拟环境外,还可用于现实操作中。使用这种技术,在完成最后冲压线改造工程之后,经计算实现节能35%,每分钟冲程数可由14次提高至16次,生产力明显提高。虽然表面上看,这2个冲程数并不起眼,但放在每个班次上所提升的效率是相当可观的。

2.2.3 软件对生产工程的作用

数字化规划和生产流程向实际工程环境转化时,会涉及到不同生产自动化和产品设计软件模块间的相互协同。只有实现运行、机械和工序之间的最佳工作流,以及各个系统之间的无缝通信,才能显著提高生产力,使企业自身、客户和终端用户均受益

医疗技术领域通常是被业界拿来说明以上观点的最好实例。因为,医疗技术发展的特点是先遇到挑战,然后建立必要的数据结构,而不像其他行业一样,用现有的数据去解决出现的问题。为了在节省成本的同时,制造出适合患者的膝关节植入体,西门子医疗业务领域和工业业务领域通力合作,通过创新,制造出了一种膝关节植入体。这种创新至今还被广泛应用于膝关节植入体的制作流程中:因为膝关节植入体有尺寸与形状的限制,所以医师在为患者植入这种膝关节植入体时,必须为患者施行削骨手术。由于人工关节使用量很小,且关节的制作必须由人工完成,因此它的造价非常昂贵。按西门子公司的新思维:可以在为患者订制第一个骨模型之前,先搜集患者有关数据。然后将这些数据快速进行自动化处理,转化成一个假体模型,再通过数控设备的加工,最终制作出来。而对患者的膝关节进行扫描,主要是通过CT和核磁共振成像(MRT)来实现的。西门子PLM软件部的NX CAM 系统可以在半个小时之内生成生产用数控数据。而用人工制作的话,至少需要两天。 膝关节植入体的实际生产采用西门子 Sinumerik 840D sl 数控系统。安装有该开放式控制系统的机床可以无缝集成到上位生产控制系统,实现从患者的数据输入开始直到植入体被运送到患者手中的连续过程链。


上一章目录下一章

Copyright © 读书网 www.dushu.com 2005-2020, All Rights Reserved.
鄂ICP备15019699号 鄂公网安备 42010302001612号