西門子的產(chan) 品生命周期管理（PLM）軟件正在改變產(chan) 品生產(chan) 和生產(chan) 線搭建的方式，而其關(guan) 鍵就在於(yu) “數字化雙胞胎”。“數字化雙胞胎”指的是未來或現有對象或過程在虛擬世界裏的複製品。它為(wei) 進行可視化與(yu) 優(you) 化提供了機會(hui) 。結合人工智能，數字化雙胞胎可以為(wei) 自動重新配置生產(chan) 過程以應對瞬息萬(wan) 變的客戶需求創造新的可能。

對企業(ye) 而言，雖然瓶頸會(hui) 危及業(ye) 務，但它卻十分常見。舉(ju) 例來說，如果要求送達汽車生產(chan) 線的座椅因延誤數小時未能送到，那麽(me) 整條生產(chan) 線將可能因為(wei) 沒有足夠的座椅可用而逐漸停工。

盡管這樣的問題是老生常談，但由於(yu) 出現了主要依靠數字信息的生產(chan) 環境，這些問題將大大減少。

西門子業(ye) 務優(you) 質副總裁Zvi Feuer表示：“未來的工廠將主要表現出三大特點，是它們(men) 讓信息能夠靈活而無縫地流動。工廠內(nei) 的係統將廣泛聯網，各個(ge) 要素——即機器和機器人——將具有移動性，並能夠自主完成重新配置。”
 

在未來，生產(chan) 線將能獨立應對不斷變化的需求，如根據需求利用各種備貨充足的部件生產(chan) 出不同車型。

創造神奇
盡管這種對未來製造業(ye) 的憧憬要在多年後才能成為(wei) 現實（西門子在安貝格的數字化工廠等幾座示範性工廠除外），但顯然事情正朝著正確的方向發展。例如，在開始使用PLM軟件前，Feuer的客戶常常因遞送延遲而承受大量時間與(yu) 金錢方麵的損失。但隨著他們(men) 轉向基於(yu) PLM軟件的全數字化環境，他們(men) 已逐漸創建了其產(chan) 品生產(chan) 全部工序的“數字化雙胞胎”。Feuer指出：“數字化雙胞胎是我們(men) 在談論數字化工廠時所指的幾乎所有事物的關(guan) 鍵。”工廠內(nei) 的工程師不僅(jin) 可以為(wei) 產(chan) 品創建出這樣的雙胞胎，還可以為(wei) 整個(ge) 生產(chan) 係統創建雙胞胎，例如，利用數字化雙胞胎，相關(guan) 人員可以快速確定庫房中還有多少汽車座椅，從(cong) 而計算出在新貨未到的情況下，生產(chan) 還能持續多久。如此一來，PLM可以預測工廠還能在多長時間內(nei) 出繼續生產(chan) 特定物品而避免直接停工。

Feuer表示：“但更終，隨著機器間通信標準的推行，真正神奇的事情將會(hui) 發生。整條裝配線將能自主完成重新配置，從(cong) 而利用備貨充足的部件來臨(lin) 時生產(chan) 不同車型。”為(wei) 了建立這些標準，西門子PLM已經采取了重要舉(ju) 措。例如，多年來，由於(yu) 缺乏支持CAD文件傳(chuan) 送的標準，相關(guan) 人員幾乎不可能在公司間傳(chuan) 送CAD文件。Zvi解釋說：“因此，我們(men) 開發出了名為(wei) JT的自然3D幾何圖形標準。現在，它已經成為(wei) ISO標準，且能支持CAD文件的自然傳(chuan) 送。”

Sierra Nevada Corporation（SNC）利用西門子產(chan) 品生命周期管理（PLM）軟件設計並研發Dream Chaser?飛行器。

用以實現重新配置的編程

如今，製造商正承受著越來越大的壓力。他們(men) 必須能夠快速、簡便地重新配置裝配線及有關(guan) 物流過程。理想情況下，要實現這一點，係統應當能夠自主完成重新組織。這不僅(jin) 有助於(yu) 避免交付瓶頸，且更為(wei) 根本的是，它有助於(yu) 企業(ye) 在競爭(zheng) 日益激烈的市場上長盛不衰。

要為(wei) 新的柔性生產(chan) 環境創造條件，生產(chan) 設施需要大量數據，即關(guan) 於(yu) 什麽(me) 時候在什麽(me) 地方需要哪些部件、如何處理各個(ge) 部件，以及機床和機器人的不同配置將如何影響工廠的能源需求和相關(guan) 電纜布置等的實時數據。

如今，隨著越來越多的生產(chan) 機器和過程實現聯網且源源不斷地輸出信息，自配置的夢想也漸行漸近。但在目前，機器還是必須按指令行事。這個(ge) 過程借由控製代碼實現。PLM已經提供了仿真工具以幫助程序員創建這樣的代碼。然而，由於(yu) 代碼十分複雜，它仍需人工編寫(xie) 。要創建這樣的代碼，程序員必須知道每台機器部署在什麽(me) 地方，機器如何分組，以及每台機器的服務曆史。隻有先掌握這些信息，程序員才能將機器重新編程和重新組織，以形成新的配置。Feuer解釋道：“我們(men) 將這個(ge) 過程稱為(wei) 反饋循環。通過反饋循環，我們(men) 才能將工廠當前的工藝流程，與(yu) 未來將要執行的工藝流程相關(guan) 聯。”
 

OptoTech使用了西門子PLM軟件來設計、開發和優(you) 化全球更大、更先進的精密光學機器。這台機器用於(yu) 生產(chan) 高精度望遠鏡鏡麵。

複製粘貼式生產(chan) 係統
對反饋循環的模擬開始於(yu) 獲取部署在生產(chan) 和物流環境中的傳(chuan) 感器傳(chuan) 來的數據，然後在雲(yun) 端執行模擬。借助PLM及相關(guan) 數字化雙胞胎，用戶可在虛擬世界中模擬幾乎任何應用場景。舉(ju) 例來說，如果製造商想擴大生產(chan) 規模，建造第二座生產(chan) 車間以使產(chan) 能翻番，PLM可以讓用戶在某種意義(yi) 上通過複製粘貼的方式，創建生產(chan) 係統。Feuer說：“我們(men) 可以在世界上任何地方，以同樣的精度建造一座一模一樣的設施。”正如Feuer的客戶已再三證實的，更終的精度水平令人驚歎。

近年來，得益於(yu) 收購和自主研發活動，西門子PLM已經大幅提升數字化雙胞胎的功能。Feuer表示：“這些模擬已變得越來越全麵，現在，它不僅(jin) 包含了關(guan) 於(yu) 產(chan) 品幾何形狀的詳盡信息，還包含了關(guan) 於(yu) 其機械和電子運行情況的詳盡信息。這讓我們(men) 越來越貼近雙胞胎一詞的字麵含義(yi) 。”

Feuer認為(wei) ，在未來，人工智能將在PLM中扮演更重要的角色。他說：“目前，我們(men) 正處在一個(ge) 激動人心的發展階段，機器的學習(xi) 能力正在穩步提高。”因此，自動化技術目前麵臨(lin) 的更大挑戰是讓機器能夠自主編寫(xie) 新的控製代碼。Feuer說：“盡管還有很長的路要走，但我們(men) 已心中有數，知道該怎樣走好這條路。”