▲虚拟孪生体验如何优化运营|自由穿梭“虚实双世界”,创新驱动打造新未来
世界进入工业复兴已十年有余,众多行业开始向数字化转型;从手工作业流程过渡到自动化系统,并用尖端数字化技术取代老旧的技术及管理方式。
随着对满足个性化客户需求的各种定制产品需求的激增,制造型企业在满足不断变化的市场需求方面所发挥的作用比以往任何时候都更为关键。然而,对于制造商来说,在保持生产能力以满足这些需求的同时如何控制运营成本是一个重大挑战。制造型企业可以通过利用虚拟孪生数字化解决方案来应对这一挑战,以帮助他们实现可视化新产品、设备、资源、工厂、生产流程及供应链的完美规划,从而实现业务运营的不断优化。
在本文中,您将了解:
制造业面临的挑战和主要趋势
使用虚拟孪生规划和管理运营的优势
虚拟孪生能为您的企业带来哪些收益
从能源、汽车行业到高科技行业再到消费品行业,众多行业都严重依赖生产企业。制造型企业的重要性使他们处于社会进步和创新的核心。然而,新的变革也带来了众多挑战:
消费者总是不断地想要新型、独特的定制产品,这对企业在有限的产线和资源下高效地生产如此多品类的产品形成了巨大的挑战。
供应和需求的变化将始终是企业面临的挑战,这需要整个供应链保持高度的可视化和柔性。
随着产品体验变得越来越复杂并不断融入我们的生活,在确保产品安全可靠性方面,企业面临着更大的行业监管和合规认证的压力。
企业需要适应不断加快的产品创新步伐。在产品研发及新技术使用中需要更有效的运营模式,才能跟上创新的步伐。
企业迫切需要通过经济有效且对社会负责的运营流程来支持产品创新,最大限度消除环境影响,节约能源和自然资源。
企业因新技术及现代化变革也放大了某些挑战,为确保业务长久持续发展,实现以下目标的紧迫性显著提升:
新设备、新工艺的应用
帮助员工进行多技能培训,弥补技能差距
供应链柔性
在企业面临资金成本压力的情况下提供优化选择
保持业务连续性
确保企业业务高效运行
灵活与敏捷制造
帮助企业运营快速适应变化
我们现今使用的产品是由人设计和创造,并为人服务。这使得我们所有的产品都非常人性化,因为它们与人生产生活相结合。
从生命科学到家居再到生活方式,企业需要将人的体验放在他们设计和生产的核心位置。
在面对未来的劳动者时,企业需要注重优质人才的使用和培养。作业人员的生产安全、技能提升需要与新设备、新环境相适应,并始终放在首位。
未来世界需要高度互联互通才能有效运作,如我们队未来智慧城市、楼宇、设施的畅想。
5G网络的出现将为通过工业物联网(IIoT)提高制造业运营效率带来新的可能性。
无论是在运营方面还是在产品的可持续性设计方面,企业都身兼实现可持续发展的企业和社会责任。
产品创新的爆炸式增长提高了产品的淘汰率;加速产品更新换代,企业必须设计出使用寿命更长、但能耗和材料消耗更少的产品。
企业正朝着可循环经济、碳中和方向发展——以减少对环境的影响。
达索系统3DEXPERIENCE是运行企业应用及最佳行业解决方案的系统平台,它是基于模型为企业工艺规划、计划及执行提供支持的基础。我们将这一云平台提供的内容称之为虚拟孪生体验。
在虚拟孪生体验中,虚拟世界通过建模、仿真和可视化让用户看到自己想要实现的业务、产品、计划方略,然后在现实世界中实现和执行。与此同时,还可利用在现实世界中收集的体验、认知、数据来刷新虚拟孪生模型,并将其作为一个可不断优化并改进现实企业运营各方面的完美孪生模型来看护。
虚拟世界和现实世界的这种融合形成了数据闭环能力,可以在几乎任何场景中以虚拟方式进行优化。
实现可持续创新和卓越
支持价值网络的创建
赋能未来劳动力
新产品评审,评估生产中的潜在变化、优化生产工艺
重新评估制造战略和能力,以减少缺陷
使规划和执行同步进行,以推动持续改进
通过创建虚拟模型来控制、运营和改进现实世界中的系统
通过供应链计划及车间排程排产提升供应链整体效率
通过工艺仿真来提高制造体系柔性和生产力
通过优化布局、工作中心和流程计划,提升制造交付能力
通过制造运营管理系统实现制造现场规范化、透明化闭环管控
价值网络,包括供应商、合同制造商、原始设备制造商(OEM)、生产线建造商、机器制造商、机器人供应商和系统集成商
设施、仓库和建设项目
企业缺少时间和资源来规划、验证最佳的产线布局,同时工艺往往局限于老旧的生产方法,而优化、改进工艺的能力有限。虚拟孪生体验允许以虚拟方式进行验证,摆脱实物束缚,以在实际投产、运营之前确定最佳工艺规划方案。
虚拟孪生体验可实现虚拟世界和现实世界之间的闭环连接,使预排计划能够以及时、可靠的方式传达至制造现场并执行。与此同时,从制造中获取的实时过程数据,为虚拟孪生体验提供信息,使其能够不断完善和优化供应链布局、生产流程及工艺,从而达成长期运营目标。
工作场所的安全至关重要,但总有一些不易识别的作业风险难以发现。通过真实世界的数据输入,虚拟孪生体验能够仿真并识别工人的作业风险并加以优化、解决,并提升其作业效率,如识别可能造成重复性劳损的装配任务或应对疫情的社交距离风险。
由于竞争压力,制造商在生产周期较短的情况下难以获得利润,新品导入及试制试产阶段,停机占线成本高昂。虚拟孪生体验通过仿真提前打磨产品换线、产能爬坡的最佳工艺方案,最大限度地减少停机时间,从而提升产线敏捷性。
工程部门和制造部门之间常常存在数据“鸿沟”,这会对时间和质量造成损失。基于云的虚拟孪生体验使业务相关方能够共享详细数据信息、3D模型,从而在所有部门间通过数据共享式传递实现协作,以达到最佳运营。虚拟孪生体验中的仿真甚至可以计算周边因素对生产流程的影响,从而提高工艺虚拟验证的准确性。
现代生产设备大多由传感器驱动,会产生大量实时数据,其中大部分用于质量控制和产程监控。虚拟孪生体验可实现的制造现场数据集成管控,使现代工厂运营对工程师和经理完全透明,从而实现更大限度的优化。
以往关键业务人员流失,或历史数据迁移都会影响现场运营。而现在,基于云的虚拟孪生体验的企业不再受这些问题困扰,因为它集成了云上的所有必须的工艺、运营信息,并确保了数据的连续性。
+ 虚拟孪生体验在制造业的典型应用
工厂规划
工艺规划
供应链规划及计划排程
制造执行
+ 虚拟孪生体验在制造业的经典案例
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