Siemens PLM:基于智能创新平台构建数字化企业
本文标签: 西门子 工业4.0 PLM 

    2014年9月3日至4日,我在波士顿出席了全球PLM领导厂商Siemens PLM Software一年一度的全球分析师会议,聆听了Siemens PLM的高管对发展战略、行业解决方案和各领域最新发展的介绍,以及Siemens PLM在汽车、机械、航空航天等行业的用户企业代表的发言。通过参加此次会议,对于西门子在PLM领域的最新策略、技术、产品和行业应用有了全面的了解,本文对这些内容进行解读。

   一. 趋势篇
    Siemens PLM的CEO Chuck Grindstaff先生展望了PLM领域的发展愿景。Chuck指出,在当今这样一个连接的世界,数字化技术的应用越来越广泛,智能化的产品具备了越来越强的智能和感知能力。在完整的数字化产品模型中,包含了该产品如何进行制造的信息,对产品在实际应用场景中的性能进行虚拟仿真的信息,而在实际产品的制造过程中,智能化的制造系统可以感知这些信息,进行智能决策,实现优化的、分布式的制造。随着智能产品的系统越来越复杂,创新过程的风险也越来越大,因此,制造企业需要一体化的平台来支撑其实现产品创新,构建数字化企业。

    Chuck认为,西门子不仅拥有在全球PLM领域的领先地位,在自动化控制领域具有深厚底蕴和完善的产品线,因此,西门子能够将数字化产品的定义过程与实际产品的制造和使用过程无缝地集成起来,从而为制造业提供完整的产品创新解决方案。Chuck举了有趣的实例,工业机器人的机械手在抓取工件时,可以通过机器视觉系统,自动识别工件的形状,自动抓取特定形状的工件进行加工。

智能化的车辆

    JP Morgan在2014年8月发表的关于物联网应用的研究报告表明,制造业在物联网应用的市场将占整个物联网应用市场的27%,高居各行业的榜首,智能技术的应用对制造业将产生深远的影响。Chuck介绍,未来的信息物联的制造系统(Cyber-Physical Prodution Systems)将能够实现数字世界和真实世界的融合,制造系统可以自行确定制造策略,自行优化制造工艺,并始终保持与PLM系统的集成。

信息物联的制造系统

    西门子在德国安贝格(Amberg)建立的电子工厂成为数字化企业(Digital Enterprise)的典范,达到了极高的质量水准。事实上,数字化工厂并不是简单地强调自动化,而是强调信息化、自动化与智能化的融合,而人的价值体现在创造性的计划、监控与决策。2013年9月,西门子在成都建立的全球第二家数字化企业正式投产。

西门子安贝格工厂的概况

     Chuck强调,Siemens PLM致力于为构建数字化企业提供智能创新平台,而Siemens PLM核心策略体现在四个方面,即:1)主动进行人机交互(Engaged Users):在正确的时间,以正确的方式为不同用户提供其需要的正确信息,甚至可以在用户发现其需要某个信息之前,就以自然的方式提供给用户;2)智能产品模型(Intelligent Models):对产品的全方位信息进行准确描述,实现互联性;3)虚实融合(Realized Products):实现虚拟产品定义信息与真实生产环节的融合;4)开放系统(Open System):便于实施,灵活调整,以满足客户不断变化的需求。这个核心策略,在两天的会议上,被西门子PLM的各位领导不断深入地进行了诠释。

Siemens PLM致力于为构建数字化企业提供智能创新平台

    2013年对LMS的并购,显著提升了Siemens PLM支撑复杂产品创新的系统分析、系统仿真与试验管理。为了进一步强化西门子帮助客户构建数字化企业的能力,从2014年10月1日起,西门子的Simatic IT MES解决方案和西门子并购的IBS质量管理解决方案团队将并入Siemens PLM团队。此举对于西门子真正将工业4.0的理念在客户企业中落地奠定了良好的基础。

西门子通过不断并购,完善数字化企业解决方案


西门子对四次工业革命的诠释与实践

    在此次大会上,Siemens PLM对支撑产品SLM(服务生命周期管理)的理念和解决方案进行了详细阐述,对支撑机电软一体化设计的ALM(应用生命周期管理)的解决方案也进行了介绍。


    二. 产品技术篇
    Siemens PLM负责产品技术的高级副总裁Paul Sicking先生在演讲中对西门子PLM支撑智能产品创新平台的产品与技术发展策略进行了深入剖析。

    Paul指出,Siemens PLM推出的Active Workspace(主动工作区)充分体现了主动进行人机交互(Engaged Users)的设计思想,可以根据用户的角色,主动、自然地提供信息,在任何时间、任何地点都可以调用,从而帮助用户实现高效协同。Active Workspace可以嵌入在NX、LMS等应用系统之中,也可以在Teamcenter环境下运行。基于智能的产品模型,Siemens PLM的解决方案能够对产品的系统性能进行全方位的分析与优化。

Siemens PLM的系统仿真解决方案

   值得关注的是,此次Siemens PLM推出了Teamcenter Quickstart,该产品浓缩了Teamcenter的基础功能,重点面向中小型企业。而企业如果发展壮大,可以无缝升级到Teamcenter。这个产品实际上替代了以往的Teamcenter Express,我相信原因是构架更科学、合理,更容易迁移到完整的Teamcenter系统。

    此次会议对NX10进行了介绍。NX作为西门子智能创新平台的核心系统,涵盖了从产品概念设计、详细设计、工程仿真到数控加工的一体化功能,而NX10 CAE平台正在与西门子并购的LMS的仿真功能进行整合,实现由系统分析驱动产品开发与性能验证。NX10增强了概念设计功能、多物理场仿真功能。在移动应用方面,NX10支持多点触控,进一步提升了使用移动终端操作的易用性。

 
NX CAE的发展策略

    在此次分析师大会上,Siemens PLM推出Simulation & Test Solutions(STS),并组建了STS业务部门,由原LMS总裁Jan Leuridan STS部门CEO。STS业务部门的愿景是推动智能创新平台的建设,在LMS原有1D & 3D仿真解决方案基础上,结合Teamcenter的产品数据管理和 NX的产品设计功能,将测试、仿真、工程服务进行集成 ,同时推动并执行相关标准化工作的发展。STS除了提供专门面向航空航天、汽车行业的解决方案之外,还对不同产品线进行了增强和组合,例如LMS Samtech Caesam——面向航空构造框架结构的认证;将LMS Samtech Samcef和NX CAE整合,推出高端非线性与有限元的解决方案;将仿真和测试产品整合,提供多物理场系统分析和优化功能。
Siemens PLM组建STS部门


    三. 行业应用篇    

    Siemens PLM分管行业应用的高级副总裁Steve Bashada先生诠释了西门子PLM的行业应用之道。

    2013年,Siemens PLM推出了一系列Catalyst(行业加速器)。今年,西门子针对专注的八大行业陆续退出了一系列Catalyst软件,有些Catalyst推出了新版本,继续深度支持行业应用。

Siemens PLM专注的八大行业

    Siemens PLM航空航天和国防行业(A&D)的负责人Dave Riemer指出,A&D行业面临的最大挑战是构建一个完全基于数字模型的企业,并且在实际的项目验证中一次性过关,继而通过更低的报价赢得更多项目。Dave Riemer在他的主题演讲中介绍,Siemens PLM面向A&D行业的Catalyst,旨在针对全领域提供一个开放的、集成的设计分析环境,从而帮助工程师带来系统性的思考。同时Dave Riemer强调,西门子PLM所提供的验证管理,将研发需求到产品合规形成一个闭环,构成一个独特且强大的集成解决方案。

Siemens PLM的验证管理实现从需求到合规的整个闭环

     2013年,全球新车销量增长3%,达到8380万辆。其中美国的汽车行业实现了复苏,亚太地区则增长强劲。Siemens PLM汽车和交通运输行业副总裁Stefan Jockusch指出,目前,汽车行业比以往面临着更多的挑战,对创新、标准化和降低成本的诉求更高,西门子PLM将继续把汽车行业作为战略性支柱行业,提供面向系统创新的产品解决方案。2014年3月,Siemens PLM进行了一项1000万美元的战略投资,将Polarion和Teamcenter进行整合,使得ALM(应用生命周期管理)解决方案集成在PLM系统中,支持汽车研发过程中的嵌入式软件开发。

    快速消费品CPG(Consumer Packaged Goods)是PLM领域近几年兴起的行业,Siemens PLM CPG行业总监Colin Clifford认为,全球市场的多样性竞争给CPG行业带来了新的挑战,特别是金砖国家,当前的产品开发方法并不能快速有效地将应对产品的更新换代。为了应对CPG行业日趋增长的降低成本、满足消费者和灵活性的要求,在Siemens PLM面向CPG行业的Catalyst将致力于提供一个广泛和适应性的PLM产品组合,构建端到端的PLM支持系统,帮助CPG行业企业创造品牌价值。

    电子和半导体行业全球战略和业务发展副总裁Sia Langrudi在他的演讲中介绍:在电子和半导体行业,西门子PLM除了提供基础和行业常见的解决方案,还为用户带来深入的知识和专业的服务。2013年西门子PLM分析师大会上,Sia Langrudi曾提到西门子PLM面向电子和半导体行业的Catalyst,其中包括常见的过程和实践验证、电子半导体行业全球执行委员会对解决方案进行审查等,过去一年,西门子PLM面向电子和半导体行业的Catalyst计划有了新的进展,完善了对零件、doc文件和BOM的管理,支持快速和标准化的流程变更,加强了简单和结构化的文档管理,用户界面变得更加轻量化,除此之外,西门子PLM面向电子和半导体行业的云端解决方案也做好了准备。另外,Sia Langrudi还指出了西门子PLM在电子和半导体领域未来关注的几大方向:NPDI(New Product Development and Introduction)成本和风险管理、NPDI供应链管理、NPDI多学科设计与开发、NPDI 智能制造等。
在Siemens PLM服务的电子半导体典型客户中,中国客户占有重要地位

    相比传统的离散制造行业,能源和公共事业涉足PLM解决方案的时间并不长。不过Siemens PLM能源和公共事业行业总监Dennis Peters认为,对能源和公共事业行业而言,PLM是一个战略性的平台。过去几年,西门子PLM在能源和公共事业行业取得了快速的发展。Dennis Peters说:对能源行业客户来说,PLM平台已经逐渐发展成为一个价值驱动的战略性系统。在石油天然气领域,西门子PLM将利用解决方案的宽度和深度帮助他们推动创新和业务的效率;同时,通过合作伙伴埃森哲在能源行业有丰富的经验,帮助西门子PLM客户实现快速的交付;另外,借助西门子广泛的网络和资源,帮助能源和公用事业公司实现创新。

    工业机械和重型设备行业是Siemens PLM非常重要的行业领域。Siemens PLM工业机械和重型设备行业总监Rahul Garg认为,当前以客户为驱动的机械产品设计趋势给企业带来了许多方面的压力,同时,大规模定制的机械设备也需要更加灵活和智能。为了应对这一些列挑战,Siemens PLM积极致力于Cyber-Physical-Systems的构建,并参与到德国政府所提出的工业4.0计划中。

    去年的Siemens PLM分析师大会上,Siemens PLM针对造船行业提出了4GD(第四代设计)的概念,主要应对大型复杂产品设计的协同关联工作。Siemens PLM造船解决方案总监Bert Geisler介绍,过去一年的时间,西门子PLM面向造船行业的解决方案在4GD基础上有了进一步延伸:除了在海洋工程和造船行业与西门子工业业务领域加强合作,还完善了收购的LMS硬件在环解决方案,除此之外,以NX为核心的CADCAE软件性能增强给4GD的实现奠定了基础,另外还增强了面向服务生命周期管理的板块。


Siemens PLM造船解决方案的持续演进

    Siemens PLM医疗设备和制药行业总监James B. Thompson博士认为,医疗设备企业的竞争变得越来越激烈,产品越来越复杂,设计的质量也越来越重要。James B. Thompson博士说,通过系统驱动的创新可以将这些复杂性转化为竞争优势,而Siemens PLM的策略是通过“Quality by Design”贯穿医疗设备产品设计的全过程,包括在整个产品生命周期中嵌入质量数据管理和分析,同时,在PLM平台中集成质量管理体系流程。

Siemens PLM面向医疗设备和制药行业的Catalyst计划


    四. 案例分享与感悟
    
    此次会议上,除了有工业界的分享之外,来自NASA的前宇航员、Charles Camarda先生的演讲很吸引我。他曾于2005年7月乘坐发现号航天飞机执行了STS-114次航天任务,这是继哥伦比亚号航天飞机执行STS-107次航天任务失事26个月之后的第一次航天飞机重返太空的任务。他在演讲中介绍了NASA如何通过寻找50万个碎片,反复观看发生升空的录像,并进行仿真分析与试验,来最终找出哥伦比亚号航天飞机失事原因的真实故事。最终发现,失事原因是外部燃料箱表面脱落的一块泡沫材料击中航天飞机左翼前缘的增强碳-碳隔热板。当航天飞机返回时,经过大气层,产生剧烈摩擦使温度高达摄氏1400度的空气在冲入左机翼后融化了内部结构,致使机翼和机体融化,导致了悲剧的发生,泡沫材料安装过程有缺陷是造成事故的主要原因。NASA用这个真实案例来培训新一代工程师如何用创新的方式来解决复杂工程问题。他还介绍了NASA与大学合作建立项目,解决在轨修复受损碳纤维、优化航天器着陆系统等工程问题的创新方法。Charles先生现在是NASA的工程设计高级顾问,他致力于通过改变教育的方式来改变新一代工程师的思维方式,以实现创新。

NASA宇航员Charles Camarda先生

    此次会议还介绍了一家企业利用西门子的三维设计技术来制作人工关节,最终帮助一个加拿大的老冰球爱好者重新站起来滑冰的故事;以及一个美国普渡大学和MIT的大学生团队利用西门子技术进行异地协同设计,开发采用复合材料的无人机的案例,无人机进行了现场展示。这些案例令我印象深刻。

现场展示的MIT和普度大学的大学生协同开发的采用复合材料的无人机


    此次会议揭示出PLM领域发展的一些重要趋势:
    1. 数字化技术的应用应当贯穿整个全产品生命周期,尤其是对于复杂产品的开发与应用;
    2. 在复杂产品开发的过程中,应当全面基于系统思维;
    3. 自动化和机器人系统未来将与人实现协同工作;
    4. 数字化制造与实际的制造执行过程将实现更加紧密的互动;
    5. PLM系统将应当主动捕捉使用者的意图,从而提升用户体验。

    五. 会议花絮

    每年的Siemens PLM分析师会议,日程总是安排得特别满,信息量巨大。此次会议有一点新意,是9月3日晚上安排与会的分析师到美国宪法号战舰(USS Constitution)博物馆参观、就餐。美国宪法号战舰是十九世纪美国独立战争时期最有名的一艘战舰,被美国海军视为拼搏和胜利的象征,于1797年10月21日在波士顿下水。在美英1812年战争期间,该舰曾参加40多次海战,在一对一的战舰较量中更屡屡获胜,因而成为海军拼搏和胜利的象征,并被爱称为“老铁甲”。看来安排到这里参观,也表明该了Siemens PLM勇立潮头,在全球PLM市场立于不败之地的信心与决心。

美国宪法号战舰

美国宪法号内部的大炮


发表于: 2014-09-13 00:10 阅读(7584) 评论(3) 收藏 好文推荐
# re: 西门子PLM:基于智能创新平台构建数字化企业
2014-10-10 11:46 | forever | 1楼
好文章,我一直在关注着西门子PLM的发展方向,感谢黄总带来的最前沿信息。[good]
# re: 西门子PLM:基于智能创新平台构建数字化企业
2014-10-12 15:48 | 黄培 | 2楼
感谢e-works首席记者王阳,帮我整理了部分资料。
# re: 西门子PLM:基于智能创新平台构建数字化企业
2014-10-13 09:44 | longlong899 | 3楼
感谢分享 学习!

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