數(shù)字化企業(yè)和“新”的LMS解決方案

齊健

“40%的企業(yè)在未來 10年中將難以存活！”這是剛剛辭去思科公司首席執(zhí)行官職務(wù)的傳奇 IT領(lǐng)袖約翰·錢伯斯（JohnChambers），在 2015年 6月召開的思科大客戶會議 CiscoLive上，為現(xiàn)場的 25，000家企業(yè)做出的預(yù)測。錢伯斯還進(jìn)一步預(yù)測，未來將有 70%的企業(yè)勇于嘗試以數(shù)字化改革的方式自救，而在他們當(dāng)中，只有 30%可以成功。

錢伯斯說：“隨著科技與科技企業(yè)的不斷進(jìn)步，數(shù)字化將從生活、醫(yī)療、教育及商業(yè)模式等多個不同方面徹底顛覆我們的世界。在這場變革中，我們要么成為顛覆者，要么被別人顛覆?！?/p>

數(shù)字化企業(yè)的數(shù)字化整合

2015年 7月 9日～ 10日，2015 Siemens仿真與試驗(yàn)技術(shù)大會在重慶成功舉行。Siemens PLM Software大中華區(qū)首席執(zhí)行官兼董事總經(jīng)理梁乃明先生在他的開幕演講《智能制造，中國制造》中反復(fù)引用了錢伯斯的觀點(diǎn)“要么成為顛覆者，要么被別人顛覆?！?/p>

梁乃明先生對這一觀點(diǎn)進(jìn)行了深入的解讀。他認(rèn)為，在科技發(fā)展日新月異的今天，企業(yè)核心競爭力的壽命正在快速縮短，很多在過去可以維持 10年，20年，甚至 100年的核心技術(shù)，在今天只能維持 3～ 5年，甚至更短?？萍嫉陌l(fā)展很快就會推動大量的競爭對手以更高效率、更低成本的技術(shù)打破行業(yè)龍頭，甚至壟斷企業(yè)的競爭優(yōu)勢。

錢伯斯在做出悲觀的十年預(yù)測的同時，也為企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)層指出了一條數(shù)字化改革之路，通過數(shù)字化手段對企業(yè)的生產(chǎn)和管理流程進(jìn)行優(yōu)化，建設(shè)數(shù)字化企業(yè)，從而在競爭中成為顛覆者。在今天，很多制造企業(yè)已經(jīng)看到了數(shù)字化整合的趨勢，正在積極主動地建設(shè)數(shù)字化企業(yè)，把企業(yè)的生產(chǎn)研發(fā)環(huán)節(jié)貫穿在一起，連接設(shè)計(jì)、開發(fā)、工藝、制造、管理、工廠以及車間等各個節(jié)點(diǎn)，通過數(shù)字化整合消除信息孤島，使各個環(huán)節(jié)的整合實(shí)現(xiàn)1+1=3，甚至 1+1>3的效果。

華域汽車系統(tǒng)股份有限公司（以下簡稱華域汽車）是 Siemens PLMSoftware數(shù)字化整合的一個成功案例，通過與 Siemens PLMSoftware開展戰(zhàn)略性合作，華域汽車全面深入應(yīng)用了 Siemens PLMSoftware的 NX和Teamcenter，并針對 Teamcenter平臺進(jìn)行了數(shù)字化制造、機(jī)電一體化的開發(fā)，很大程度上實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)生產(chǎn)一體化的流程建設(shè)。下一步，華域汽車還將實(shí)施針對成本管控的數(shù)字化解決方案，并利用 Siemens PLMSoftware的仿真與測試系統(tǒng)建設(shè)一體化的仿真測試平臺。在未來，華域汽車將逐步把SiemensPLM Software的軟件應(yīng)用到整個集團(tuán)，以及集團(tuán)下屬的 20多個子公司中，將整個企業(yè)的數(shù)據(jù)流以 Siemens PLMSoftware的數(shù)字化系統(tǒng)連接起來，從集團(tuán)層面提升整體實(shí)力。

相比于華域汽車的數(shù)字化整合，西門子數(shù)字化工廠則是數(shù)字化建設(shè)的另一個新高度。在西門子安貝格數(shù)字化工廠中，生產(chǎn)設(shè)備和計(jì)算機(jī)可以自主處理 75%的價值鏈，只有 1/4的工作需要由工人來完成。經(jīng)過 20年的數(shù)字化建設(shè)，安貝格工廠在沒有擴(kuò)建廠房，沒有增加員工的情況下，實(shí)現(xiàn)了 8倍的產(chǎn)能提升，50倍的良品率提升。而以安貝格工廠經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的西門子成都數(shù)字化工廠，則以不到 400名員工，管控著 3.53萬平方米的生產(chǎn)園區(qū)，并實(shí)現(xiàn)了高達(dá)99.9985%的良品率和 98.8%的準(zhǔn)時交付率。

追隨著西門子數(shù)字化工廠、數(shù)字化企業(yè)建設(shè)的成功經(jīng)驗(yàn)，越來越多的中國企業(yè)希望能夠以西門子成都工廠為模版，建設(shè)自己的數(shù)字化工廠，完善自己的數(shù)字化企業(yè)。梁乃明先生表示，作為數(shù)字化解決方案供應(yīng)商，西門子樂意向廣大用戶分享數(shù)字化工廠的成功經(jīng)驗(yàn)。截至目前，西門子成都工廠已經(jīng)迎來了 150多家制造企業(yè)和超過 2，500名制造業(yè)行業(yè)代表。

數(shù)字化整合與“新”的 LMS解決方案

2015Siemens仿真與試驗(yàn)技術(shù)大會是 LMS用戶大會更名后的首次亮相，也是 LMS自 2006年以來舉辦的第十屆用戶大會。本次大會參會人數(shù)近 500人，征集技術(shù)論文 150余篇，舉辦用戶案例研討 40場，邀請了多位國內(nèi)外知名技術(shù)專家，且有 7家不同行業(yè)的合作廠商參與，是十年以來 LMS最重量級的一次用戶大會。Siemens PLMSoftware仿真與試驗(yàn)業(yè)務(wù)全球副總裁 Jan Leuridan博士在大會上展示了 LMS加入 Siemens PLM Software大家庭后的整合成果以及未來的解決方案路線圖。

JanLeuridan博士專注于LMS仿真與測試技術(shù)超過30年，他十分認(rèn)同Siemens PLM Software提倡的針對研發(fā)流程的數(shù)字化整合，即系統(tǒng)驅(qū)動產(chǎn)品研發(fā)理念，他認(rèn)為 LMS解決方案正是這一理念中的重要一環(huán)。閉環(huán)系統(tǒng)是 Siemens PLM Software研發(fā)平臺建設(shè)的重點(diǎn)。通過仿真和測試的解決方案，可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的每個階段中，都建立一個閉環(huán)驗(yàn)證的環(huán)節(jié)，來確保產(chǎn)品在每個設(shè)計(jì)階段的成熟度。同時，可以把廣義的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)和控制的部分結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)整體方案的設(shè)計(jì)驗(yàn)證。

多年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)告訴 LMS，產(chǎn)品研發(fā)過程中的學(xué)科交叉點(diǎn)，最容易培育出創(chuàng)新的種子。由此，LMS解決方案植根于 Siemens PLMSoftware整體的 PLM平臺推進(jìn)系統(tǒng)工程的研發(fā)方式，將更多地支持學(xué)科交叉點(diǎn)的創(chuàng)新研發(fā)，通過管理復(fù)雜性來驅(qū)動創(chuàng)新和管控風(fēng)險，為培育創(chuàng)新的種子提供土壤。

實(shí)現(xiàn)仿真的實(shí)時閉環(huán)測試（包括：SIL、HIL、MIL）可以減少研發(fā)過程中對物理樣機(jī)需求，是提高研發(fā)效率、節(jié)省開發(fā)成本的有效途徑，但這種測試方法對虛擬模型的精度要求非常高，需要能夠完全模擬實(shí)際的部件或子系統(tǒng)周邊的特性。通過結(jié)合虛擬模型和已有樣件的實(shí)際部分，完成整機(jī)的性能測試，可以在沒有完整物理樣機(jī)的情況下，以部分子系統(tǒng)或部件樣機(jī)為基礎(chǔ)結(jié)合周邊臨界系統(tǒng)的虛擬模型，完成硬件在環(huán)測試，大大降低樣機(jī)試制成本，縮短測試周期。LMS在這方面的研發(fā)力度非常大，目前已經(jīng)在很多廠商中得到了實(shí)際應(yīng)用。

在整體研發(fā)平臺方面，LMS的仿真和測試解決方案也將以智能化模型、了解產(chǎn)品、自適應(yīng)系統(tǒng)和貼近用戶為基礎(chǔ)，緊密圍繞 Siemens PLM Software的智能創(chuàng)新平臺戰(zhàn)略發(fā)展。提供可變復(fù)雜度的模型，結(jié)合一維仿真和三維仿真，在支持廣義的機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的同時，集成控制和實(shí)時仿真，并實(shí)行高精度建模。提供測試產(chǎn)品和基于測試結(jié)果的仿真，通過測試手段，把實(shí)際產(chǎn)品性能反饋到設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，與虛擬模型結(jié)合起來，提高仿真模型的精度，并對仿真結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，確保產(chǎn)品的數(shù)字雙胞胎可以真實(shí)地反映產(chǎn)品的性能。確保產(chǎn)品的開放性，支持各種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并驅(qū)動新標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)。同時，重視用戶的操作體驗(yàn)，與 Siemens PLM Software多個產(chǎn)品線高效融合，提供更貼近用戶需求的系統(tǒng)。

在具體的仿真功能方面，Siemens PLMSoftware原有的仿真平臺已經(jīng)和 LMS解決方案開展了技術(shù)集成，這些集成功能在 NX10.0中已經(jīng)得到了一定的體現(xiàn)。例如通過LMS聲學(xué)仿真技術(shù)增強(qiáng)的 NXNastran在聲震耦合中的計(jì)算，無縫集成了 LMS求解器和 NXCAE前后處理功能的復(fù)合材料完整數(shù)字化解決方案，以及結(jié)合了 LMS Samtech TeaPipe和 NXCAE的管路、軟管仿真工具。隨著融合戰(zhàn)略的開展，LMS解決方案與 NX和 Teamcenter的技術(shù)融合也將不斷深化?；?Teamcenter平臺，推出專業(yè)性的數(shù)據(jù)管理工具，實(shí)現(xiàn)測試與仿真數(shù)據(jù)的連續(xù)性和可追溯性。在未來的 NX 11版本中，還會有更多的融合方案推出。

依托 Teamcenter平臺對 Siemens PLMSoftware的全部設(shè)計(jì)、仿真、測試和制造流程進(jìn)行整合，確保了整個系統(tǒng)工程中的 4個重要流程，需求管理、功能分配、邏輯設(shè)計(jì)和物理實(shí)現(xiàn)，能夠全面貫通。Jan博士說：“LMS將持續(xù)增強(qiáng)系統(tǒng)驅(qū)動產(chǎn)品研發(fā)的解決方案，并以現(xiàn)有產(chǎn)品線為基礎(chǔ)不斷與 Siemens PLMSoftware原有 CAE產(chǎn)品開展整合，建立更加強(qiáng)大，更加全面的 CAE仿真平臺?！?/p>

記者手記

測試與仿真是制造企業(yè)建設(shè)智能創(chuàng)新平臺，建設(shè)數(shù)字化企業(yè)的一個重要因子，它們可以有效提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量與設(shè)計(jì)效率。要把這個因子整合到平臺中，則需要完成大量的信息對接與數(shù)據(jù)整合工作。以 Teamcenter為基礎(chǔ)的智能創(chuàng)新平臺為測試與仿真在企業(yè)中的發(fā)展提供了良好的溫床，而智能創(chuàng)新平臺在數(shù)字化企業(yè)中的發(fā)展則需要企業(yè)提供跟舒適的溫度和更豐富養(yǎng)分。隨著企業(yè)對數(shù)字化革命認(rèn)識的加深，建設(shè)智能創(chuàng)新平臺，建設(shè)數(shù)字化企業(yè)的浪潮必將日趨澎湃。