智能制造不可缺少的技術(shù)核心——PLM
1、PLM支撐個性化定制
支撐個性化定制是工業(yè)4.0的特征之一。在工業(yè)4.0時代,個性化定制不像現(xiàn)在買汽車,只有顏色、型號等非常有限的選項,而是涉及到關(guān)鍵零件,如發(fā)動機。
選零件本質(zhì)上已經(jīng)是一種設(shè)計了。用戶不是設(shè)計師,而設(shè)計是個專業(yè)性很強的活。要解決這個矛盾,就要用軟件來支撐。這個軟件就是PLM。PLM提供合適的部件,能保證用戶所選的部件能與其他部件一起正常運轉(zhuǎn),且保證產(chǎn)品質(zhì)量。從這種意義上說,PLM就像傻瓜相機:自動對焦、自動調(diào)光圈,讓普通人也能照出近乎專業(yè)的照片。
2、PLM支撐智能生產(chǎn)
生產(chǎn)過程的智能化,有賴于智能工廠和智能產(chǎn)品。其中,智能產(chǎn)品就是依靠PLM開發(fā)出來的:一部分由研發(fā)人員設(shè)計,另外一部分由用戶自行設(shè)計。設(shè)計軟件的基礎(chǔ)都是PLM。
在工業(yè)4.0的工廠中,智能產(chǎn)品就是一個CPS。這個CPS的虛擬部分,首先是由PLM設(shè)計出來的,然后再經(jīng)過ERP將其與生產(chǎn)計劃和具體部件掛鉤,以便在工業(yè)4.0的工廠中由新一代的MES智能化地生產(chǎn)出來。
3、PLM支撐個性化服務(wù)
個性化定制的產(chǎn)品交付用戶以后,會面臨服務(wù)的難題:零件是個性化定制的,維修人員可能都搞不清設(shè)備具體用的是哪個型號的零件。如何有效地進行服務(wù)呢?個性化服務(wù)仍然需要個性化定制時的信息,而這個信息就是由PLM管理的。
于是,對一個特定的產(chǎn)品來說,在設(shè)計之初的PLM是設(shè)計圖;生產(chǎn)的時候PLM是工藝方法;使用的時候PLM就是說明書,維修維護的時候PLM就是病歷卡。這樣就可以更加精準有效地服務(wù)了。
二、PLM對制造型企業(yè)轉(zhuǎn)型的作用
如果說工業(yè)4.0是個漫長的發(fā)展過程,制造企業(yè)的轉(zhuǎn)型則是企業(yè)面臨的現(xiàn)實壓力。制造企業(yè)轉(zhuǎn)型的方向無非有兩個:一個是研發(fā)、一個是服務(wù)。也就是‘微笑曲線’的兩端。PLM對這兩個方向的轉(zhuǎn)型,都具有重要的支撐作用。
PLM為什么能支撐企業(yè)轉(zhuǎn)型呢?把研發(fā)和服務(wù)看成一種生產(chǎn)過程,就容易明白了。傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)主要生產(chǎn)實物,現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)的競爭力則是生產(chǎn)‘知識產(chǎn)品’:設(shè)計圖、工藝方法、軟件等。為了提高生產(chǎn)效率,實物產(chǎn)品的生產(chǎn)經(jīng)歷了從手工勞動到工業(yè)化大生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變。同樣的道理,‘知識產(chǎn)品’的生產(chǎn)同樣也要提高效率。
現(xiàn)代化工業(yè)大生產(chǎn)是從流水線的發(fā)明開始的:也就是所謂的工業(yè)2.0。流水線生產(chǎn)之所以能提高效率,是因為壓縮了不必要的勞動(如工人更換工具、來回走動)。每個人只做一件事。要做到這一點,必須很多人協(xié)作完成。而要協(xié)作完成,每個工序的操作必須標準化。
PLM的道理也是一樣的:要提高‘知識產(chǎn)品’的生產(chǎn)效率,必須降低一切不必要的設(shè)計和創(chuàng)新。具體地說,就是要盡可能地采用已有的部件、知識和方法,解決新的問題、滿足新的需求。而PLM正是用來管理這些東西的。同時,PLM還可以用在開發(fā)、生產(chǎn)、服務(wù)過程的協(xié)同。從某種意義上說,PLM就是用于‘知識產(chǎn)品’生產(chǎn)的ERP、MES。
‘知識產(chǎn)品’的生產(chǎn)要跟上時代潮流,也必須與信息技術(shù)相結(jié)合、以信息技術(shù)為工具,而這個工具就是PLM。
當然,要實現(xiàn)‘知識產(chǎn)品’生產(chǎn)的流程化,僅有信息技術(shù)還是不夠的,必須與研發(fā)體制改革配套才行。這是題外話,此處就不多說了。
三、用好工業(yè)大數(shù)據(jù)必須借助PLM
大數(shù)據(jù)是近幾年的熱點。用好大數(shù)據(jù),對未來的工業(yè)企業(yè)至關(guān)重要。然而可悲的是:大數(shù)據(jù)理論被有些別有用心的企業(yè)和所謂的專家綁架了,不了解的企業(yè)很可能會誤入歧途。在某些‘磚家’眼里,大數(shù)據(jù)就是一堆金光閃閃的寶藏,隨時可以換成真金白銀。豈不知,非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)很難利用,‘沙里淘金’不僅是個花時間的力氣活,也是個技術(shù)活:如果礦藏的品味太低,淘金也會是個賠錢的買賣。有些數(shù)據(jù)可以淘出金子,更多數(shù)據(jù)則依然是垃圾。
用好大數(shù)據(jù)的關(guān)鍵是建議一個合適的PLM。這是因為,PLM中的知識和數(shù)據(jù),就像存在銀行中的現(xiàn)金,是可以隨時拿出來用的。數(shù)據(jù)、知識是一種非常值得投資的‘現(xiàn)金’:會因為‘存款’而增加,卻不會因為‘取款’而減少。
四、做PLM要花大力氣
信息時代缺少的不是知識或信息,而是人注意力。PLM做不好,有用的知識和數(shù)據(jù)就會淹沒在沒用的數(shù)據(jù)和知識的海洋中,成為難用的廢物。
要做好PLM,關(guān)鍵是做好數(shù)據(jù)和知識的結(jié)構(gòu)。PLM的體系越大,結(jié)構(gòu)就越重要。這就像圖書的管理:如果家里只有幾本書,隨便放都可以找到。但如果是一個圖書館,有數(shù)以百萬級的圖書,就需要認真編目和存放了。沒有編目和有序存放的圖書,無異于一個廢紙堆。
PLM的難點也就在這里。與ERP、MES相比,產(chǎn)品開發(fā)和服務(wù)的流程規(guī)范性很差,數(shù)據(jù)的規(guī)范性自然很差。所以,對知識和數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化也就很難了。
PLM在離散制造行業(yè)發(fā)展的很快。但要將其運用到流程行業(yè)就很難了。原因是:流程行業(yè)的數(shù)據(jù)和知識面臨‘組合爆炸’的風險,人們很難把握哪些數(shù)據(jù)和知識該存、哪些不該存。這樣,PLM在執(zhí)行過程中就會很不規(guī)范。
同樣,要把工業(yè)2.0、3.0時代的PLM用到工業(yè)4.0時代,也會面臨眾多的挑戰(zhàn)。正如《工業(yè)4.0》書中指出的,未來的產(chǎn)品已經(jīng)成為一個系統(tǒng),復(fù)雜性大大增加了。同時,PLM的數(shù)據(jù)管理,要適合CPS的要求。也就是說,對數(shù)據(jù)完備性的要求大大提升了。
這些矛盾如何解決?有一個設(shè)想:讓知識自動地推送到需要它的地方。
具體地說,首先要將研發(fā)和服務(wù)的過程流程化、角色化。當特定的角色進入特定的流程時,真正有用的知識會自動地推送到他的面前。這時,要把研發(fā)和服務(wù)看成一種知識的生產(chǎn),把需要推送的‘知識’看成一個零件,把推送知識的系統(tǒng)看成智能的生產(chǎn)系統(tǒng)、把傳統(tǒng)的PLM看成現(xiàn)代化的無人倉庫。而這套‘生產(chǎn)系統(tǒng)’需要更高級別的知識來管理。這大概就是安筱鵬司長所說的‘系統(tǒng)的系統(tǒng)’吧?
作為西門子的工業(yè)軟件板塊,SIMENS PLM SOFTWARE所倡導(dǎo)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型在于推動虛擬產(chǎn)品與現(xiàn)實產(chǎn)品的融合,通過DIGITAL TWIN 幫助企業(yè)以數(shù)字化方式為物理對象創(chuàng)建虛擬模型,來模擬其在現(xiàn)實環(huán)境中的行為。
在16/17財年,天拓四方成功簽約西門子工業(yè)軟件業(yè)務(wù),并不斷努力研發(fā)、配套出了向工業(yè)大數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)型的軟硬件產(chǎn)品及自主品牌的數(shù)網(wǎng)星云平臺,同時推進生產(chǎn)制造MES系統(tǒng)。我們致力于未來成為中國共軛物聯(lián)及智能制造解決方案的行業(yè)專家,期待為中國生產(chǎn)制造水平世界領(lǐng)先做出更多貢獻。
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