Dem digitalen Faden einen Sinn geben

Siemens PLM hat eine Strategie, um die Fertigung neu zu erfinden, indem digitale Informationen vom Konzept über das Design bis hin zur Überwachung der Leistung im Feld zusammengeführt werden. Es ist leicht zu verwirren, was das alles bedeutet, aber einige konkrete Beispiele und Definitionen helfen, alles zu erklären.

INDIANAPOLIS — Es wird viel über die Digitalisierung in der Fertigung gesprochen. Siemens PLM ist nicht der Einzige, der über digitale Zwillinge und Threads, Cloud Computing, Big Data, industrielles Internet der Dinge und agile Fertigung spricht.

Verzeihen Sie, wenn es etwas nebulös erscheint – der schiere Umfang der Aufgabe macht es schwierig, sie in den Griff zu bekommen.

Jedes Unternehmen bietet seine eigene Vision. Die Grenzen verschieben sich nach oben und unten, wenn PLM-Unternehmen neue Fähigkeiten kaufen oder aufbauen. Das Ziel scheint darin zu bestehen, potenziellen Kunden so viel wie möglich One-Stop-Shopping anzubieten. Siemens PLM verfolgt diesen Ansatz, im Großen wie im Kleinen. Beide wurden auf der Siemens PLM Connections-Konferenz 2017 ausgestellt, die im Mai 2017 in Indianapolis stattfand.

Insbesondere eine Diskussion und eine Vorführung ließen den ganzen Rummel weniger Rummel und echter erscheinen.

Big Picture, digitale Fäden und Zwillinge

„Es gibt eine Reihe von Schlüsseltechnologien, die Ihre Denkweise über den digitalen Zwilling verändern“, sagte Tony Hemmelgarn, CEO von Siemens PLM, in einer Grundsatzrede auf der Konferenz. Das Konzept des digitalen Zwillings ist eine Computerdarstellung eines beliebigen physischen Vermögenswerts, der ständig mit Daten aus einer Vielzahl von Quellen aktualisiert wird. Sein Zweck ist auf Wartung, Reparaturen, Updates und zukünftige Designs ausgerichtet.

Während das Konzept möglicherweise mit einem Produkt (tatsächlich einem Flugzeugtriebwerk) begonnen hat, betonte Hemmelgarn, dass digitale Zwillinge auch sowohl Produktionsprozesse als auch Leistungsmodelle widerspiegeln könnten – von fast allem.

Er hat die Schlüsseltechnologien in drei Kategorien eingeteilt, was für mich sehr sinnvoll war und mir geholfen hat zu verstehen, wie all dies funktionieren könnte. Die Essenz seiner Botschaft war einfach, Werkzeuge für Ideenfindung, Umsetzung und Nutzung.

Idee . Dies sind bestehende und neu entstehende Werkzeuge, um Produkte in der F&E- und Designphase „zum Leben zu erwecken“, wie Hemmelgarn es ausdrückt. Dazu gehört die generative Designtechnologie, ein Schlagwort, das sowohl CAE-Simulationen als auch Optimierungstechniken umfasst, bei denen Computer einen Teil der Designarbeit übernehmen. Die Optimierung umfasst Topologie- und Formoptimierung sowie Multidomain-Optimierung oder MDO. MDO wird insofern von entscheidender Bedeutung sein, als jedes Produkt heute und in Zukunft sowohl intelligent ist, also viel Software enthält, als auch aus mechanischen, elektrischen und mechatronischen Systemen besteht. Der jüngste Kauf von Mentor Graphics, dem Unternehmen für Elektrodesign, zeigt, dass Siemens an diese Konvergenz unterschiedlicher Disziplinen denkt.

Realisierung . Dies ist das Bündel von Werkzeugen, mit denen das Produkt tatsächlich hergestellt wird. Ein spannendes und aufstrebendes Werkzeug ist die additive Fertigung, aber auch in der fortgeschrittenen Robotik und sogar im maschinellen Lernen tut sich viel. Techniken des maschinellen Lernens könnten Herstellern helfen, die Planung und Entscheidungsfindung zu optimieren, wie etwa das Lieferkettenmanagement und sogar den Stromverbrauch, so das Unternehmen. Die Kombination von additiver Fertigung mit Robotik ist der Schlüssel zu größeren Teilen, und auch in diesem Bereich mangelt es nicht an guten Ideen.

Nutzung . Hier kommt der wahre Wert von Big-Data-Analysen, Cloud-Technologie und Wissensautomatisierung zusammen. Das Sammeln von Daten über die Cloud und die anschließende Automatisierung der Extraktion von Wissen aus Rauschen durch Anwendung der aufkommenden Big-Data-Techniken war ein weiteres seiner Themen.

Was Siemens PLM möglicherweise einzigartig macht, ist, dass die Muttergesellschaft, die Siemens AG, einer der größten Industriekonzerne der Welt ist. Es liefert Gasturbinentriebwerke, Fertigungsanlagen und -automatisierung sowie Fertigungsbetriebsmanagement-Software. Seiner Ansicht nach kann es praktische Techniken in anspruchsvollen Situationen testen und sowohl ein Labor als auch Glaubwürdigkeit bieten.

Es scheint sie auch wirklich End-to-End-Denken zu lassen. Obwohl anerkannt wird, dass es eine Reihe von Anbietern sowohl für die Ideenfindung als auch für die Nutzung gibt, „vermissen viele den mittleren Teil“, sagte Hemmelgarn. „Jemand muss es machen und bauen. Wir stellen Dinge her und verwenden dabei unsere eigene Software, und wir lernen viel dabei.“ Das Ergebnis ist die Siemens Digital Enterprise Suite. Es deckt neun verschiedene Segmentbereiche dessen ab, was seiner Meinung nach ein produzierendes Unternehmen beschäftigen muss.

Zukünftige Ausrichtung der MFG

Eine der wichtigsten Erkenntnisse, die CEO Hemmelgarn betonte, war, dass es drei Arten von digitalen Zwillingen gibt, die in gewisser Weise mit den drei Schlüsselwörtern übereinstimmen, mit denen er seinen Vortrag organisierte. Einer ist der digitale Produktzwilling, passend zu Ideation Tools. Ein weiterer ist der digitale Produktionszwilling, der Produktionsprozess, mit dem das Produkt hergestellt wird, und entspricht der Realisierung. Der dritte ist der digitale Leistungszwilling, der dem Satz von Big Data und Analysen entspricht, die genutzt werden.

Das Siemens-Team lieferte auch ein konkretes Beispiel für diese Tools, die One Aviation, einem Hersteller von kleinen Flugzeugen der allgemeinen Luftfahrt, einschließlich eines zweimotorigen Very Light Jets oder VLJ namens Eclipse EA500 und Varianten, helfen. Der CEO und Gründer von One Aviation, Alan Klapmeir, kam zu Jim Rusk, dem Chief Technology Officer und Senior Vice President für Siemens PLM. Klapmeir betonte die Bedeutung aller drei digitalen Zwillinge bei der Flugzeugfirma und wie die Pflege der digitalen Zwillinge es ihnen ermöglichte, zukünftige Upgrades besser zu planen.

Das Paar durchlief dann alle Schritte, die erforderlich waren, um das Design der einfachen Eclipse in eine größere Version namens Eclipse Canada umzuwandeln. Ein wichtiger Punkt bei fast jedem Transportfahrzeug, Auto oder Flugzeug, ist, wie intelligent es sein muss und wie viel Elektronik und Verkabelung enthalten sein müssen. Tatsächlich entging Hemmelgarn der Tatsache, dass der Kauf von Mentor Graphics von Kunden angespornt wurde, die forderten, dass Mentor Graphics-Produkte, insbesondere Kabelbaumdesign, sowohl mit Teamcenter als auch mit ihrem CAD NX-Paket kompatibel sein sollten.

Eine Reihe von Softwaretools wurde verwendet, um digitale Zwillinge für Produkt, Prozess und Leistung zu erstellen und zu pflegen. Die Demonstration umfasste die Simulation des Luftstroms um die Fahrwerke herum bis hin zur Programmierung eines Roboters, der das Flugzeug bauen würde, mit anderen Robotern, die die Kohlefaserplatten akustisch inspizieren würden. Es gab sogar eine Vorführung eines Stratasys-Geräts für die additive Fertigung, das an einem Roboter befestigt war, der einen Prototyp eines Nasenkegels zur Bewertung auf der Eclipse Canada baute.

Nicht, dass irgendjemand gezwungen wäre, nur Siemens-Tools zu verwenden . Hemmelgarn betonte, dass ein einzelnes Siemens-Produkt möglicherweise nicht die bevorzugte Lösung sei und manchmal auch nicht. Die wichtigste Idee zum Mitnehmen ist, dass hier mindestens eine Version davon ist, wie man dieses aufkommende Paradigma für die Fertigung verstehen kann.