新冠(guan)疫情爆發(fa)之(zhi)初，資金(jin)短(duan)缺(que)、供應鏈中斷和勞動力(li)短(duan)缺(que)曾是制造(zao)(zao)業(ye)企(qi)業(ye)需(xu)面對的三(san)項挑戰。從長期來看，近年來宏(hong)觀經濟受(shou)到(dao)的下行壓力(li)需(xu)要(yao)一個恢復周(zhou)期，制造(zao)(zao)業(ye)企(qi)業(ye)需(xu)要(yao)做好應對上述挑戰的準(zhun)備(bei)。
由此，數字化所帶來的抗風險能力依然是現階段制造業企業對抗沖擊的核心競爭力。數字孿生的出現(xian)讓制造業企(qi)業數字(zi)化轉(zhuan)型變得更經濟和直(zhi)觀(guan)，現(xian)階(jie)段的數字(zi)孿生(sheng)應(ying)用已足以證(zheng)明其(qi)巨大的潛(qian)力。
為瞄定當前制造業企業數字化轉型的新機遇，探究數字孿生賦能企業生產制造的潛力，物聯網智庫(ku)近日與施耐德電(dian)氣(qi)副總(zong)裁、亞洲區數(shu)字(zi)工廠(chang)業(ye)務負責人張(zhang)軼(yi)進(jin)行了深入溝通(tong)。
施(shi)耐德電氣(qi)副(fu)總裁(cai)、亞洲區(qu)數字工廠(chang)業務負責人張軼
數字化轉型是制造業企業必爭之地
數字化轉型由來已久，在經歷長期基礎設施建設后，制造業企業數字化轉型的目標更為明確，需求更為迫切。整體來看，截至2022年12月，我國移動物聯網連接數就(jiu)已攀升至18.45億(yi)戶(hu)，這些(xie)前期數字(zi)化(hua)(hua)和智能制造(zao)(zao)的鋪墊讓制造(zao)(zao)業(ye)(ye)(ye)聯網(wang)機器(qi)數量增(zeng)多(duo)(duo)，并(bing)產生比(bi)以(yi)往更多(duo)(duo)的數據(ju)。這為企(qi)業(ye)(ye)(ye)數字(zi)化(hua)(hua)轉型(xing)打造(zao)(zao)了(le)(le)堅實的基(ji)礎，規模化(hua)(hua)的改造(zao)(zao)開啟(qi)了(le)(le)企(qi)業(ye)(ye)(ye)對于“數字(zi)浪潮”的認知，也提高了(le)(le)企(qi)業(ye)(ye)(ye)數字(zi)化(hua)(hua)轉型(xing)的意識。埃森哲2022年的調研數據(ju)顯示(shi)，近(jin)六成(cheng)企(qi)業(ye)(ye)(ye)表示(shi)未來1-2年將加大(da)數字(zi)化(hua)(hua)投資(zi)力度，其中計劃大(da)幅增(zeng)加(15%以(yi)上)的企(qi)業(ye)(ye)(ye)占比(bi)為33%，同(tong)比(bi)增(zeng)加11%。
數(shu)據來源：《數(shu)字化轉型(xing)，可持續的(de)進化歷程(cheng)——2022埃森哲中國企(qi)業數(shu)字化轉型(xing)指數(shu)》
在張軼看來，上述長期鋪墊也塑造了現階段制造業呈現的三大趨勢——更多機器人，部署更先進的伺服技術讓制造過程更加柔性;更多數字化，即提升機器和生產線全生命周期的數字化程度，更高效地賦能生產運維;更多互聯互通性，如借助邊緣計算與云計算，進而實現數據分析、預測性維護和人工智能等應用。
談及如何將(jiang)制造(zao)業(ye)數字(zi)化轉(zhuan)型(xing)(xing)的(de)(de)(de)抗風險能力進行拆解(jie)，張軼(yi)(yi)認為：“數據仍(reng)是(shi)轉(zhuan)型(xing)(xing)的(de)(de)(de)驅(qu)動核心要(yao)素，提質降本增(zeng)效仍(reng)是(shi)轉(zhuan)型(xing)(xing)的(de)(de)(de)根本目的(de)(de)(de)，數字(zi)化、網絡化和智能化依(yi)舊(jiu)是(shi)重(zhong)要(yao)抓手(shou)。”張軼(yi)(yi)觀察到，伴隨消費結構(gou)升級，制造(zao)業(ye)企業(ye)個(ge)性(xing)化、定制化需求激增(zeng)，工廠生產模式(shi)逐步從單一品種(zhong)、大批量(liang)的(de)(de)(de)“剛(gang)性(xing)生產”轉(zhuan)向多樣化、小規模、周(zhou)期可控(kong)的(de)(de)(de)“柔性(xing)生產”。
“新秀”數字孿生潛力巨大
“若要重新審視當下(xia)制造業數(shu)字化改(gai)造面臨(lin)的挑戰(zhan)，則會發現企業們仍在掙扎于預算、工期等問(wen)題，錢和時(shi)間(jian)永遠是最(zui)根本(ben)的課題。”張軼提到(dao)。
調研數據顯示(shi)，制(zhi)造(zao)業自(zi)動化企業反(fan)映，約有75%的(de)(de)項目超出最初的(de)(de)預算;30%項目因延期(qi)，增(zeng)加了額外(wai)的(de)(de)成本(ben)并減少了銷售額;60%調試時間用于識別(bie)和(he)消除(chu)控制(zhi)軟件、協議(yi)和(he)集成的(de)(de)問題。
“對于(yu)企(qi)業(ye)存在的產(chan)品迭代和上市周(zhou)期長、系統調(diao)試日(ri)趨復雜等顧慮(lv)，如果能將(jiang)生產(chan)流(liu)程前置化模擬，則可以大(da)幅度消除。這與如今正成為(wei)方案供應商新(xin)寵的‘數字孿生’不謀而合。” 這也是張軼看(kan)好數字孿生發展(zhan)潛力(li)的原因。
簡單來講，數(shu)字孿(luan)生可(ke)以幫(bang)助(zhu)企業在信(xin)息(xi)化平臺(tai)中建(jian)造(zao)一個與(yu)現實世界(jie)中物體、場景(jing)等完全一致的(de)“克隆(long)體”，在完成(cheng)現實本體和(he)“克隆(long)體”的(de)數(shu)據(ju)雙向對接后(hou)，企業最終可(ke)以達(da)到通(tong)過虛(xu)擬世界(jie)，認知、分析、管(guan)理(li)和(he)操控現實的(de)目(mu)的(de)。
由此，張軼表示：“數字孿生是連接物理實體和數字模型的最佳紐帶。”在實際應用中，數字孿生可被用于產品生產制造的全生命周期。在正式生產之前，企業可以通過仿真模擬，在虛擬環境中驗證生產線的排產、生產環節，加速產品優化;在產品正式投入使用后，企業也可通過工業互聯網收集報錯(cuo)、產品更新等產品數據信息，進行針對(dui)性(xing)的(de)、及(ji)時的(de)閉環優化。
“這就體現出了數(shu)字(zi)孿生(sheng)最為重要的優勢，也是‘全生(sheng)命周期’的本質——數(shu)字(zi)孿生(sheng)在研發、生(sheng)產、銷(xiao)售(shou)之后，依然會給予企業長線、閉環的反饋。”張軼總結道。
數字孿生價值貫穿產品全生命周期
數(shu)(shu)字(zi)(zi)化(hua)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)型正(zheng)步入新(xin)的(de)階段，張軼觀察到數(shu)(shu)字(zi)(zi)孿生(sheng)的(de)需求(qiu)正(zheng)在涌現。如今，制(zhi)造業(ye)企業(ye)具備足夠強的(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)型自驅力(li)，市面(mian)上也涌現了一批(pi)數(shu)(shu)字(zi)(zi)化(hua)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)型方(fang)案供應商，助力(li)降低(di)企業(ye)數(shu)(shu)字(zi)(zi)化(hua)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)型的(de)門檻。可以說，市場(chang)環境(jing)和企業(ye)自驅二者相向而行，也促成了數(shu)(shu)字(zi)(zi)經濟走深向實。
張軼以施耐德電(dian)氣曾在2022年推出(chu)的數字(zi)孿(luan)生(sheng)產品(pin)——EcoStruxure?機器(qi)(qi)專家(jia)數字(zi)孿(luan)生(sheng)軟(ruan)(ruan)件(jian)(EcoStruxure? Machine Expert Twin)為例進行(xing)(xing)解讀。該軟(ruan)(ruan)件(jian)作為適(shi)用(yong)于整個機器(qi)(qi)生(sheng)命(ming)周期(qi)的可擴展(zhan)數字(zi)孿(luan)生(sheng)軟(ruan)(ruan)件(jian)套件(jian)，可用(yong)于創建真實機器(qi)(qi)的數字(zi)模型(xing)，以便(bian)在構(gou)建機器(qi)(qi)之前(qian)開始虛擬設計、虛擬調試和(he)敏捷開發，從而實現(xian)機械、電(dian)氣和(he)控制工作分配的并行(xing)(xing)工程。
從組(zu)成來看，該軟件(jian)包括(kuo)集成了仿(fang)真(zhen)(zhen)和3D可視化的(de)(de)Visu、在有(you)(you)PLC控制(zhi)器(qi)(qi)的(de)(de)環境(jing)下對機(ji)器(qi)(qi)進行仿(fang)真(zhen)(zhen)和控制(zhi)功能(neng)測(ce)試(shi)的(de)(de)Builder以及允(yun)許訪問完整(zheng)的(de)(de)Machine Expert Twin套件(jian)和底層.net 框架的(de)(de)Developer，后期(qi)還會(hui)有(you)(you)支持在無PLC控制(zhi)器(qi)(qi)環境(jing)下創建(jian)機(ji)器(qi)(qi)模擬(ni)功能(neng)的(de)(de)Designer。該軟件(jian)支持各種(zhong)復雜的(de)(de)應用(yong)(yong)，覆蓋(gai)單一設備到完整(zheng)產(chan)線，其營造的(de)(de)直觀環境(jing)包含拖放式機(ji)電組(zu)件(jian)、虛(xu)擬(ni)現(xian)實(shi)/增強現(xian)實(shi)(VR/AR)界面和應用(yong)(yong)程序庫，能(neng)夠有(you)(you)效促進機(ji)器(qi)(qi)、電氣和控制(zhi)任務(wu)的(de)(de)并行開展(zhan)。
在上述(shu)模(mo)塊(kuai)的(de)支撐下，EcoStruxure機器(qi)專家數字孿生軟件橫跨(kua)從銷售、概念(nian)原型、設計(ji)到制造(zao)和運營的(de)設備全生命周期——
銷售：通過(guo)將設計(ji)(ji)理念轉(zhuan)化為(wei)有說服力的動(dong)態銷售演示方案(an)，該套件以可視(shi)化方式為(wei)客戶呈現最終產(chan)品。此外(wai)，其展(zhan)示的設計(ji)(ji)細節(jie)(jie)有助于客戶改進和(he)驗證產(chan)品原型，降(jiang)低風險和(he)質(zhi)量成本，并加快產(chan)品上(shang)(shang)市時間。預計(ji)(ji)可節(jie)(jie)省35%的上(shang)(shang)市時間與10-20%的質(zhi)量成本;
設計制造：該(gai)軟件(jian)覆(fu)蓋從設計到(dao)機器、電氣和控制全(quan)流程的數字化，支持虛擬測試(shi)策略(lve)和調試(shi)，可縮短工廠驗收測試(shi)周期(FAT)。在提升軟件(jian)質量(liang)的同時，加快試(shi)產擴量(liang)進(jin)程，并節(jie)約現場調試(shi)時間(jian)。經(jing)過(guo)測算，該(gai)方(fang)案可節(jie)省(sheng)60%調試(shi)時間(jian)并提高軟件(jian)質量(liang);
運維：該(gai)軟件基于(yu)機(ji)器(qi)維修、操作員培訓及(ji)進一步的改進和(he)升級，在機(ji)器(qi)全生命周期內為原始設備(bei)制造商(shang)提供新(xin)的收入來(lai)源。借助該(gai)套件，原始設備(bei)制造商(shang)(OEM)能夠以虛擬方(fang)式改進和(he)測試升級方(fang)案，減少(shao)機(ji)器(qi)停機(ji)時(shi)間。
張軼(yi)介紹，目(mu)前EcoStruxure機(ji)(ji)(ji)器專(zhuan)(zhuan)家(jia)數(shu)字孿生軟(ruan)件已經(jing)在(zai)物(wu)(wu)流(liu)，包裝(zhuang)，裝(zhuang)配等行(xing)業(ye)投入(ru)使(shi)用。某物(wu)(wu)流(liu)公(gong)司(si)使(shi)用EcoStruxure機(ji)(ji)(ji)器專(zhuan)(zhuan)家(jia)數(shu)字孿生軟(ruan)件在(zai)項目(mu)前期(qi)快速構建物(wu)(wu)料搬運場(chang)景(jing)，如堆垛機(ji)(ji)(ji)，物(wu)(wu)料架，機(ji)(ji)(ji)器人等設備，驗證(zheng)整體設計的(de)(de)(de)(de)合理性(xing)，提早規避(bi)各個(ge)部件的(de)(de)(de)(de)干涉，大大縮短了前期(qi)項目(mu)規劃設計的(de)(de)(de)(de)成(cheng)本和(he)風險;在(zai)電(dian)氣設計階段(duan)，該(gai)公(gong)司(si)通過該(gai)軟(ruan)件的(de)(de)(de)(de)仿真(zhen)功(gong)能進行(xing)虛擬(ni)調試(shi)，在(zai)部件采購的(de)(de)(de)(de)同時(shi)(shi)開展控制器和(he)PLC的(de)(de)(de)(de)程序調試(shi)，將現(xian)場(chang)調試(shi)次數(shu)從(cong)預(yu)計的(de)(de)(de)(de)7次降(jiang)低為實際的(de)(de)(de)(de)2次，減(jian)少PLC程序重復(fu)修改(gai)的(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)間;在(zai)項目(mu)調試(shi)中，該(gai)公(gong)司(si)在(zai)系統(tong)中實時(shi)(shi)投射現(xian)場(chang)的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)流(liu)情況，幫助客戶及(ji)時(shi)(shi)發(fa)現(xian)和(he)定位問題，縮短解決問題的(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)間;在(zai)項目(mu)交付后，該(gai)公(gong)司(si)也能夠隨(sui)時(shi)(shi)無成(cheng)本且靈活地驗證(zheng)項目(mu)升級的(de)(de)(de)(de)各種可能性(xing)，也能快速進行(xing)新員工的(de)(de)(de)(de)培訓。
數字孿生是未來智能制造的趨勢
張軼認為，數字孿生(sheng)能讓人(ren)們(men)通過調控虛擬(ni)世界來(lai)指揮(hui)現(xian)(xian)實世界。最理想的狀(zhuang)態下，未來(lai)工(gong)廠生(sheng)產(chan)的任何一款產(chan)品都會現(xian)(xian)在(zai)數字孿生(sheng)系統上模(mo)擬(ni)，通過不斷調整參(can)數、改變原料配(pei)比、改進生(sheng)產(chan)方式(shi)及設計，最終在(zai)現(xian)(xian)實世界工(gong)廠中投入量產(chan)。
現如今，智能(neng)制(zhi)造正在跨入新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)階段，企業對(dui)于數字化工具產生(sheng)了更(geng)(geng)具實際應(ying)用(yong)價值的(de)(de)(de)(de)(de)需(xu)(xu)求。這也對(dui)所有的(de)(de)(de)(de)(de)方案(an)供應(ying)商提出了全新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)挑戰，如何將(jiang)(jiang)制(zhi)造業越來(lai)越豐富的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)場景和(he)市場與更(geng)(geng)高的(de)(de)(de)(de)(de)服務(wu)包容度、更(geng)(geng)低的(de)(de)(de)(de)(de)使(shi)用(yong)門(men)檻相結合(he)，需(xu)(xu)要重新(xin)定義(yi)數字化工具。可以預見的(de)(de)(de)(de)(de)是，數字孿生(sheng)將(jiang)(jiang)會在未來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)工業4.0時代大放異彩(cai)。
關于施耐德電氣
施耐德電氣(qi)的宗(zong)旨，是賦能所(suo)有人對能源和資源的最(zui)大化利(li)用，推動(dong)人類進步與可持續的共同發展。我們(men)稱之為 Life Is On。
我們的使命(ming)是成為您實現(xian)高(gao)效和可持(chi)續發(fa)展(zhan)的數(shu)字化伙伴。
我(wo)們(men)推動數(shu)字化轉型，服務于家居、樓宇、數(shu)據中心、基礎設施和工業市場。我(wo)們(men)通過集成世界(jie)領先的(de)工藝和能(neng)源(yuan)管(guan)理技(ji)術，從(cong)終端到云的(de)互聯互通產品、控制、軟(ruan)件和服務，貫穿(chuan)業務全生命周(zhou)期，實現整合的(de)企業級管(guan)理。
我(wo)們是一家擁(yong)有本土化優(you)勢的(de)(de)全球企業，致力于推動開放的(de)(de)技術及合作伙伴生態圈(quan)，積(ji)極踐(jian)行(xing)有意義(yi)、包容和賦能(neng)的(de)(de)共同(tong)價值(zhi)觀。
施耐德電氣中國
施耐(nai)德(de)(de)電(dian)氣(qi)從渤(bo)海(hai)之濱(bin)一(yi)家不(bu)足(zu)百人的(de)小(xiao)型合資工廠起(qi)步，到今天，中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)已發展成為施耐(nai)德(de)(de)電(dian)氣(qi)全球第二大市場(chang)。施耐(nai)德(de)(de)電(dian)氣(qi)有幸成為中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)改革開放的(de)親(qin)歷者(zhe)和參(can)與者(zhe)，并受益于中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)的(de)巨變。作為產業(ye)數字(zi)化(hua)轉型和可(ke)持續發展的(de)引領者(zhe)，施耐(nai)德(de)(de)電(dian)氣(qi)以領先的(de)技術(shu)專長，助力中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)產業(ye)在(zai)提升效(xiao)率的(de)同時實現綠(lv)色可(ke)持續，共同向高(gao)質量發展邁進。
