在每個人都在談?wù)摴I(yè)4.0的今天，工業(yè)4.0最為吸引人的一點(diǎn)是其對于未來工業(yè)智能化和數(shù)字化的闡述。

　　想象一下：未來的工業(yè)產(chǎn)品從設(shè)計創(chuàng)意開始，直到成品出廠，都可以由信息化系統(tǒng)提供無縫的數(shù)據(jù)和管理支持，那將是一種怎樣的井井有條，而人本身的創(chuàng)造力和智慧，將得到怎樣的解放和發(fā)揮？

　　以往的信息系統(tǒng)，無論是CAD系統(tǒng)還是PLM系統(tǒng)，解決的都是在虛擬世界的產(chǎn)品研發(fā)過程。雖然有ERP系統(tǒng)和MES系統(tǒng)等能夠管理現(xiàn)實工廠車間的信息化系統(tǒng)，但是所有與產(chǎn)品相關(guān)的數(shù)據(jù)和信息，依然難以直達(dá)生產(chǎn)的一線，指揮生產(chǎn)原料按照最優(yōu)化的生產(chǎn)流程進(jìn)行生產(chǎn)，管理車間的先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備、控制器和物料進(jìn)行最有效率的生產(chǎn)。所有的工作，依然都需要人來親自完成。

　　信息化系統(tǒng)的終點(diǎn)與現(xiàn)實設(shè)備的起點(diǎn)，缺乏必要和充分的聯(lián)接和交互。工業(yè)4.0對未來工業(yè)發(fā)展的規(guī)劃，聯(lián)接了兩者。

　　這也是工業(yè)界認(rèn)為其將會帶來普遍效率和價值的原因：最活躍的信息技術(shù)將切實被引入到了工業(yè)，且落實到了現(xiàn)實的工廠、車間和工位。也正是借助信息系統(tǒng)迅猛的發(fā)展，工業(yè)才有機(jī)會實現(xiàn)更大范圍、更深層次的脫胎換骨，徹底擺脫成本、生產(chǎn)模式和效率等現(xiàn)階段的桎梏。

　　從數(shù)字化制造到工業(yè)4.0連接中的虛擬與現(xiàn)實

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　　機(jī)器人設(shè)備不是Siemens PLM Software的產(chǎn)品，Siemens PLM Software的作用是在后臺指揮和操作這些機(jī)械設(shè)備完成工作。把人、機(jī)器、信息系統(tǒng)和各種相關(guān)的設(shè)備緊密聯(lián)接在一起

　　Tecnomatix，是Siemens PLM Software聯(lián)接信息系統(tǒng)和現(xiàn)實生產(chǎn)設(shè)備的關(guān)鍵點(diǎn)。Tecnomatix是Siemens PLM Software數(shù)字化制造產(chǎn)品線的品牌，可以理解為Tecnomatix是建立在Teamcenter Manufacturing架構(gòu)骨干上面。Tecnomatix與Teamcenter的融合，已經(jīng)從功能級深入到了軟件級。

　　隨著2007年Siemens PLM Software的出現(xiàn)，與Teamcenter緊密集成的Tecnomatix與西門子原有的SIMATICIT（MES）得到了更進(jìn)一步的整合，這也成為完成這種聯(lián)接的另一個關(guān)鍵步驟。

　　目前，Siemens PLM Software已經(jīng)為Tecnomatix和SIMATICIT提供了一個接口，可以從數(shù)字化工廠傳送一些信息數(shù)據(jù)到IT環(huán)境里，包括與質(zhì)量相關(guān)的資料、生產(chǎn)的材料清單等。當(dāng)然，這個接口也允許相同路徑的數(shù)據(jù)返回，即從IT系統(tǒng)中將數(shù)據(jù)傳遞到數(shù)字化工廠。

　　事實上，通過Tecnomatix的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，用戶可以對當(dāng)前的整個生產(chǎn)過程有一個清晰全面的了解：通過人機(jī)界面(HMI)、管理控制和數(shù)據(jù)采集(SCADA)，從工廠收集到的設(shè)備之間的實時信息被反饋給包括MES在內(nèi)的上游系統(tǒng)。實現(xiàn)了與MES系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互接口的

　　Tecnomatix，則可以通過實時收集到的車間數(shù)據(jù)，優(yōu)化生產(chǎn)管理，監(jiān)視正在進(jìn)行的工作，并反饋生產(chǎn)數(shù)據(jù)給PLM系統(tǒng)。

　　Teamcenter的制造流程管理模塊，即可對制造數(shù)據(jù)、過程、資源以及工廠信息進(jìn)行管理和分析：不僅可以了解生產(chǎn)現(xiàn)狀，而且會按照業(yè)務(wù)流程，傳達(dá)進(jìn)一步的操作指令到生產(chǎn)車間。

　　Tecnomatix和Teamcenter構(gòu)成的創(chuàng)新產(chǎn)品平臺，已經(jīng)與生產(chǎn)加工設(shè)備、ERP和MES等構(gòu)成的生產(chǎn)運(yùn)營平臺實現(xiàn)了雙向的數(shù)據(jù)交互。完成了從虛擬到現(xiàn)實聯(lián)接任務(wù)的Tecnomatix，不僅極大地提高了信息系統(tǒng)對于工業(yè)企業(yè)的影響深度，而且很大程度上，也為工業(yè)企業(yè)實現(xiàn)自動化、電氣化和智能化，提供了可靠和完整的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和支持，使得企業(yè)有機(jī)會從根本上完善和優(yōu)化自身的業(yè)務(wù)流程。

　　實踐中的Tecnomatix

　　工程師負(fù)責(zé)產(chǎn)品的研發(fā)和設(shè)計。要怎樣在設(shè)計階段就去驗證他做出來的設(shè)計方案是可行的？誰來做驗證？怎么去做驗證呢？對于一個全新的產(chǎn)品，它能不能在現(xiàn)有的生產(chǎn)線上來進(jìn)行制造？是否需要做一些生產(chǎn)線的改造？或者說，要在新的工廠才能把這個產(chǎn)品制造出來呢？

　　在傳統(tǒng)的工業(yè)企業(yè)當(dāng)中，現(xiàn)實的物料、生產(chǎn)設(shè)備、加工方法和車間布局都會影響最終產(chǎn)品的生產(chǎn)，但是這些信息對于處在設(shè)計前端的工藝規(guī)劃師來講，獲取的途徑極其有限。更多時候，除了經(jīng)驗以外，這些問題都需要產(chǎn)品在虛擬的信息化系統(tǒng)當(dāng)中完成全部的工作，進(jìn)入現(xiàn)實的工廠車間后，才會被一一發(fā)現(xiàn)。但是對于現(xiàn)實的工業(yè)企業(yè)來講，最現(xiàn)實的問題——到底產(chǎn)品該怎么生產(chǎn)——這是一個必須快速得到答案的問題。

　　Tecnomatix最核心的功能是零件加工規(guī)劃和驗證，為零部件和用來制造這些零件的工具制定生產(chǎn)工藝（如NC編程、流程排序和資源分配等），并對工藝流程進(jìn)行驗證。

　　具體包括：創(chuàng)建數(shù)字化流程計劃、工藝路線和車間文檔；制造流程仿真；對所有流程、資源、產(chǎn)品和工廠的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理；為車間提供NC數(shù)據(jù)……從而可以將生產(chǎn)制造流程計劃與生產(chǎn)系統(tǒng)直接關(guān)聯(lián)起來，為設(shè)計師和前端工程師提供一個規(guī)劃驗證零件制造流程的虛擬環(huán)境；為制造工程師、CNC程序員、工裝負(fù)責(zé)人和機(jī)械師等提供一個統(tǒng)一的單一來源數(shù)據(jù)。

　　另外，配合Tecnomatix的裝配規(guī)劃和驗證功能，系統(tǒng)為工程師提供了一個虛擬制造環(huán)境來規(guī)劃驗證和評價產(chǎn)品的裝配制造過程和裝配制造方法，檢驗裝配過程是否存在錯誤，零件裝配時是否存在碰撞。

　　Tecnomatix對生產(chǎn)環(huán)節(jié)的管理還不止于此。隨著機(jī)器人在工業(yè)企業(yè)當(dāng)中的大量應(yīng)用，Tecnomatix的機(jī)器人與自動化規(guī)劃解決方案吸引了更多用戶的關(guān)注。

對于用戶來講，如果一家企業(yè)的機(jī)器人或者自動化加工設(shè)備只有一兩臺，那么依靠人工的編程和操控就可以發(fā)揮其作用。但是，如果一個工廠裝備了幾百臺自動化加工設(shè)備，那么顯然需要一個系統(tǒng)化的方式才能確保整個生產(chǎn)工作能夠按規(guī)定完成。

　　Tecnomatix的機(jī)器人與自動化規(guī)劃解決方案，提供了用于開發(fā)機(jī)器人和自動化制造系統(tǒng)的共享環(huán)境，用戶能夠通過PLM平臺，以虛擬的方式開發(fā)、仿真和調(diào)試機(jī)器人和其他的自動化制造設(shè)備，既能處理單個機(jī)器人和工作臺，也能處理完整的生產(chǎn)線和生產(chǎn)區(qū)域。能滿足從生產(chǎn)專用產(chǎn)品的工廠到綜合采用多種方式的混合模式生產(chǎn)工廠的多種業(yè)務(wù)模式，實現(xiàn)制造流程的優(yōu)化。

　　工廠設(shè)計和優(yōu)化解決方案是Tecnomatix有別于其他系統(tǒng)的特殊功能，其視角不再放在產(chǎn)品本身，而是關(guān)注在生產(chǎn)加工的場地和環(huán)境。

　　高效的同時，Tecnomatix對產(chǎn)品的質(zhì)量也異常關(guān)注。Tecnomatix質(zhì)量管理解決方案將質(zhì)量信息與所有制造和工程設(shè)計信息聯(lián)系起來，從而不僅能夠幫助工程師確定產(chǎn)生誤差的關(guān)鍵尺寸、公差和裝配流程，而且能夠通過尺寸分析工具，在制造實際零件之前，預(yù)測制造問題并找到原因。

　　從數(shù)字化制造到工業(yè)4.0

　　質(zhì)量的分析和管理不僅在制造業(yè)企業(yè)自己的工廠里，也包括其供應(yīng)商。到底他們是不是提供了一個滿足質(zhì)量要求合規(guī)的零部件？如果這個零部件是有問題的，它會在哪里出現(xiàn)組裝的問題，影響有多大？產(chǎn)品質(zhì)量是工業(yè)企業(yè)存在的核心價值，而有效利用信息化工具完成產(chǎn)品質(zhì)量的分析和監(jiān)控將極大提高企業(yè)對未來市場的把握能力。

　　不能否認(rèn)，中國的工業(yè)企業(yè)——尤其是制造業(yè)企業(yè)，在以往的國際競爭中，始終處于劣勢。而此次以信息化帶動的新一輪的工業(yè)整體升級，也許正孕育著一次趕超的機(jī)會。

　　過去幾年當(dāng)中，中國市場越來越多的企業(yè)在做數(shù)字制造，中國企業(yè)正在逐漸擺脫單點(diǎn)的信息化應(yīng)用模式，開始將視野放大到全廠、整個行業(yè)，甚至整個工業(yè)界，因此對于構(gòu)建數(shù)字化制造，實現(xiàn)虛擬和現(xiàn)實的聯(lián)接，達(dá)到優(yōu)化和完善業(yè)務(wù)流程的目標(biāo)越來越重視。

　　結(jié)語

　　工業(yè)4.0到底何時到來，沒有人知道。但是我們可以預(yù)見：數(shù)字化和智能化必將是未來工業(yè)發(fā)展的主要動力之一。是否要通過實施某種信息化系統(tǒng)來實現(xiàn)本企業(yè)的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型，也許有待商榷。但是，更長遠(yuǎn)、更全局的視角，以及對業(yè)務(wù)痛點(diǎn)更清晰了解，將是中國企業(yè)可長期、持續(xù)、高速發(fā)展的必備素質(zhì)。

　　無論是工業(yè)4.0還是Tecnomatix，其所提供的，不僅僅是一個概念、產(chǎn)品或者解決方案，更是一個解決問題的思路和方法。如果中國企業(yè)能夠從中有所領(lǐng)悟，這才是其對中國制造業(yè)貢獻(xiàn)的最大價值。

來源：文／蜂迷世界（簡書作者）