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2025 年行业展望:工业机械迈入数字化企业时代

作者:西门子数字化工业软件 工业机械行业副总裁 Rahul Garg2025.01.03阅读 371

    
(图片来源:西门子

        近年来,客户越来越多地要求工业器械企业将设备作为一种服务来提供,这标志着工业器械企业正从单纯的机器销售向提供机器相关服务转变。
  想要在这个不断发展变化的制造环境中蓬勃发展,作为供应商的工业器械企业必须接纳数字化企业的概念。数字化企业模式整合了物理领域和数字领域,对从设计到生产的整个机械操作生命周期进行优化。通过采用这一方法,企业能够实现其目标并改善运营状况,而使其行之有效的要素就是数据。

数字化企业模型可以连接现实世界和物理世界,带来更高的灵活性和透明度等。
  (图片来源:Gorodenkoff/stock.adobe.com)

  通过连接物理世界和数字世界,企业可以将数据转化为驱动业务运营的动力。从本质上讲,数字化企业为制造企业提供了针对流程的全面视角,最终带来更为明智的决策。但要将这一设想变为现实,制造商需要机械制造商提供更智能、更灵活的机器。这就要求机械制造商在自己的设计和生产流程中打造数字化企业。
  数字化企业的核心包括全面的数字孪生,以及以流程为中心将数字孪生的所有要素整合在一起的数字主线。这些要素共同推动实现软件定义自动化(SDA)这一终极目标。

  全面的数字孪生:自动化的关键
  全面的数字孪生可以实现产品和生产生命周期的无缝集成,企业可以利用仿真工具在虚拟环境中实现这种综合性方法,在提高产品质量的同时缩短设计周期,并降低成本。此外,数字孪生还可以帮助制造商分析客户如何使用特定产品。监控机器性能不仅能让制造商支持客户并解决他们的问题,还能帮助制造商利用这些数据,并将其反馈到设计和工程中。
  西门子与费斯托(Festo)—— 一家为全球逾 30 万客户提供工厂及流程自动化服务的全球领先企业合作,打造了一个用于设计和仿真运动学及物理运动序列,以及对机器和设备(包括电机、执行器和传感器)进行虚拟调试的解决方案。这是一个面向系统工程的跨学科应用:机械工程师、电气工程师、软件工程师以及自动化专家都能够使用这一解决方案,依据整个项目中客户的需求,在共享的系统环境下开发并验证机器概念,还能迅速探索替代概念。来自这些学科领域的工程师可以使用机电一体化概念设计器同时开展项目工作,最多可将开发时间缩短 30%。
  该解决方案还支持终端客户利用机器的数字孪生来操作机器或系统,并进行虚拟调试。机器模型可与实际的机器控制系统相连,以测试整个应用程序的功能。这些功能使机电一体化工程师能够极大地加快实际机器的调试速度。此外,在机器的持续运行过程中,数字孪生可用于进行预测性维护,从而减少代价高昂的停机时间。

  数字主线:统一运营的纽带
  成功的数字化企业的另一个关键要素是数字主线——一种贯穿产品或资产整个生命周期的不间断数据流的连接框架。数字主线是一种将数字孪生的所有要素以统一的方式整合在一起的机制,它能在整个企业范围内最大限度地发挥全面数字孪生的潜力,将孤立的数据转化为集体智慧。

数字主线实现了资产、产品或流程中数据的无缝流动。
  (图片来源:西门子)

  信息技术(IT)与运营技术(OT)的融合就是数字主线实际应用的一个例子。通过将此前相互孤立的信息技术(IT)领域和运营技术(OT)领域连接起来,创造了一种连续的信息流,将设计和制造流程的每一个步骤都连接了起来。这种融合使得数据能够在企业内部快速流转,形成一个闭环,各个团队之间可以共享从数据中获取的洞察信息。
  丹佛斯是一家拥有广泛工业解决方案及零部件产品组合的跨国公司,提供多种配置特定产品型号的选项,以便最大程度地满足客户需求。对丹佛斯而言,端到端信息技术(IT)架构的灵活性对于其成功服务客户至关重要。实现其制造业务的数字化可确保高质量生产,保证生产的可重复性,并能基于数据做出决策。
  西门子 Opcenter 是丹佛斯实现制造运营数字化的关键推动因素,能够支持其丰富的产品组合。丹佛斯工程与制造部门信息技术高级总监 Allan Pedersen 表示:“从信息技术角度来看,拥有一款统一的工具能让我们整合来自不同工厂的需求,而且由于可以利用已有的模板,使我们在执行过程中速度更快。”
  随着越来越多的制造商实现 IT/OT 融合,机械制造商需要设计兼容性更强、更智能且更具连接性的机器。通过确保机械能够在 IT 和 OT 系统之间交换数据,机械制造商在实现客户所需的信息流持续畅通方面发挥着关键作用。机械设计成为推动 IT/OT 融合的一个重要组成部分。

  人工智能:驱动工厂迈向未来的引擎
  毫无疑问,AI 正在使企业运营更加高效,同时为员工自动化处理繁琐事务。在制造业中,工业 AI 将推动数字化理念进入超高速发展阶段。它可以帮助解读工业世界的复杂性控制工程网版权所有,并优化那些至关重要、不能出错的系统。换句话说,工业 AI 负责将数字化企业的数据转化为实际解决方案。

  AI 助手能够帮助机械制造商加速 PLC 编程,从而提高生产效率。
  (图片来源:西门子)

  生成式设计 AI 也在革新机械制造商实现创新的方式。通过探索多种设计可能性,AI 加速了从概念到完成的过程www.cechina.cn,帮助制造商更快地在预算内实现最佳结果。
  AI 还提升了设计工具的易用性。智能指令预测和工作流程引导简化了操作流程,帮助新手用户迅速掌握复杂工具的使用方法,同时也让设计师能够更高效地工作。通过将重复性任务自动化以及简化复杂的工作流程,AI 不仅加快了机器的设计速度,还提高了打造助力现代制造业发展的工具的速度和精度。
  对于机械制造商而言CONTROL ENGINEERING China版权所有,数字化企业模式代表着一种变革性的方法。为所有组织数据创建一个单一的真实数据来源www.cechina.cn,可以建立可靠的决策基础,将信息流连接到各个部门之间。通过数据、自动化和实时洞察www.cechina.cn,将企业的方方面面都相互关联起来。通过整合全面的数字孪生、建立数字主线并利用人工智能,摆脱过时、零散的系统,从而构建一个有韧性的框架,让企业获得更高的灵活性,并取得可持续的成功。
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