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電子行業(yè)

一、通過數(shù)字化解決方案實現(xiàn)更快和更靈活的生產(chǎn)

由于電子設(shè)備更新?lián)Q代非?？?，機(jī)器設(shè)備制造商正面臨巨大挑戰(zhàn)。通常需要為每種產(chǎn)品建立單獨的生產(chǎn)線，然后在很短的生產(chǎn)周期過后再次拆除。機(jī)器設(shè)備制造商不僅需要能夠在很短時間內(nèi)交付新的機(jī)器設(shè)備，還需要迅速適應(yīng)短期的變化。無論是機(jī)器設(shè)備和生產(chǎn)線的調(diào)試階段，還是從手工生產(chǎn)到自動化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變，均為電子設(shè)備制造商提供了節(jié)省大量時間、應(yīng)對挑戰(zhàn)的潛力。西門子提供了可用來生成機(jī)器設(shè)備數(shù)字化雙胞胎的一系列理想的自動化和數(shù)字化解決方案。它們有助于更快和更靈活地開發(fā)新的機(jī)器設(shè)備和生產(chǎn)線。
 

二、西門子是您值得信賴的合作伙伴，面向電子行業(yè)的全面升級解決方案。

得益于在自動化和驅(qū)動技術(shù)領(lǐng)域數(shù)十年的應(yīng)用經(jīng)驗和針對行業(yè)的核心技術(shù)，西門子可以提供適用于任何規(guī)模和復(fù)雜性任務(wù)的適宜硬件和軟件產(chǎn)品。無論是高端應(yīng)用，還是注重速度和經(jīng)濟(jì)實用性的簡單應(yīng)用，都能輕松實現(xiàn)。
當(dāng)博眾精工科技股份有限公司的設(shè)備在中國進(jìn)行制造時，其基于虛擬調(diào)試的自動化過程在位于紐倫堡的西門子設(shè)施內(nèi)同步進(jìn)行。
在制造機(jī)器時，數(shù)字化雙胞胎可以節(jié)省多少時間？
以博眾精工科技股份有限公司的設(shè)備為例，對虛擬調(diào)試進(jìn)行了說明。

三、用戶獲益，靈活滿足各種要求。

電子產(chǎn)品市場變化很快，且成本壓力在不斷增加。西門子全面豐富的解決方案和產(chǎn)品組合具有快速響應(yīng)全部要求的潛力。
更高的靈活性
 

機(jī)器設(shè)備制造商可輕松地做出設(shè)計改變：例如，可以在生產(chǎn)開始前不久，修改某種電子設(shè)備的設(shè)計。
更快的調(diào)試速度
 

 
 
 
由于以數(shù)字化雙胞胎的形式制造、仿真和測試機(jī)器設(shè)備，可在執(zhí)行實際調(diào)試之前，發(fā)現(xiàn)并更正錯誤。
更短的交付時間

 

得益于采用數(shù)字化雙胞胎和相關(guān)工具，機(jī)械和電控設(shè)計同步并行可顯著縮短新機(jī)器設(shè)備的開發(fā)時間。

可重復(fù)使用的設(shè)計方案



通過采用數(shù)字化雙胞胎和端到端數(shù)字化，可根據(jù)新的需求在成熟的方案中有針對性地快速進(jìn)行調(diào)整改動。

四、端到端數(shù)字化雙胞胎詳情

西門子數(shù)字化雙胞胎全面的解決方案能夠帶來實實在在的收益：可以顯著減少所需原型機(jī)的數(shù)量，預(yù)測生產(chǎn)和產(chǎn)品性能，并確保滿足客戶需求。
生產(chǎn)數(shù)字化雙胞胎
數(shù)字化雙胞胎就是一件產(chǎn)品（如智能手機(jī)或平板電腦）或生產(chǎn)工廠的精確虛擬模型。它顯示了產(chǎn)品或工廠整個生命周期內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r，使操作人員能夠預(yù)測行為和優(yōu)化性能，并將從以前的設(shè)計和生產(chǎn)中獲得的寶貴經(jīng)驗付諸實踐。
西門子數(shù)字化雙胞胎綜合方案有三種形式：產(chǎn)品數(shù)字化雙胞胎、生產(chǎn)數(shù)字化雙胞胎以及產(chǎn)品和生產(chǎn)性能數(shù)字化雙胞胎。由于擁有全面的行業(yè)專業(yè)技術(shù)和優(yōu)化工具，西門子成為唯一能夠提供這種整體解決方案的公司。
通過使用數(shù)字化雙胞胎執(zhí)行“推測”方案并預(yù)測將來的性能，可獲得巨大價值。數(shù)字化雙胞胎的最終目標(biāo)是實現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)規(guī)劃的虛擬環(huán)境與實際生產(chǎn)系統(tǒng)和產(chǎn)品性能之間的閉環(huán)連接。通過這種連接，可獲得對實際生產(chǎn)環(huán)境的可執(zhí)行認(rèn)知，以便在產(chǎn)品和生產(chǎn)運營的整個生命周期內(nèi)做出明智決策。
產(chǎn)品數(shù)字化雙胞胎

產(chǎn)品數(shù)字化雙胞胎包含產(chǎn)品設(shè)計以及面向系統(tǒng)的虛擬產(chǎn)品開發(fā)。借助于該解決方案，可實現(xiàn)跨技術(shù)領(lǐng)域的產(chǎn)品
設(shè)計、仿真和驗證，執(zhí)行多物理參數(shù)仿真、實現(xiàn)電子設(shè)計自動化和軟件管理，無需實際原型機(jī)。
 
生產(chǎn)數(shù)字化雙胞胎

通過自動生成 PLC 代碼來實現(xiàn)生產(chǎn)的數(shù)字化規(guī)劃、仿真和優(yōu)化，從而產(chǎn)生“生產(chǎn)”數(shù)字化雙胞胎。機(jī)電系統(tǒng)和自動化的協(xié)同仿真會得到一個整體仿真模型，可作為對具體機(jī)器設(shè)備進(jìn)行虛擬調(diào)試并對整條生產(chǎn)線進(jìn)行仿真的基礎(chǔ)。
 
產(chǎn)品和生產(chǎn)性能數(shù)字化雙胞胎

在現(xiàn)實世界中，由于與集成自動化組件相連接，生產(chǎn)性能數(shù)字化雙胞胎不斷接收到來自車間的產(chǎn)品和機(jī)器設(shè)備的數(shù)據(jù)，從而能夠分析機(jī)器設(shè)備的性能，產(chǎn)生新的認(rèn)知。

機(jī)器制造業(yè)中的數(shù)字化雙胞胎
    數(shù)字化雙胞胎就是一件產(chǎn)品或生產(chǎn)工廠的精確虛擬模型。它顯示了產(chǎn)品或工廠整個生命周期內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r，使操作人員能夠預(yù)測行為和優(yōu)化性能，并將從以前的設(shè)計和生產(chǎn)中獲得的寶貴經(jīng)驗付諸實踐。
西門子數(shù)字化雙胞胎綜合方案有三種形式：產(chǎn)品數(shù)字化雙胞胎、生產(chǎn)數(shù)字化雙胞胎以及產(chǎn)品和生產(chǎn)性能數(shù)字化雙胞胎。由于擁有全面的行業(yè)專業(yè)技術(shù)和優(yōu)化工具，西門子成為唯一能夠提供這種整體解決方案的公司。
機(jī)器制造業(yè)中的數(shù)字化雙胞胎
    通過使用數(shù)字化雙胞胎執(zhí)行“推測”方案并預(yù)測將來的性能，可獲得巨大價值。數(shù)字化雙胞胎的最終目標(biāo)是實現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)規(guī)劃的虛擬環(huán)境與實際生產(chǎn)系統(tǒng)和產(chǎn)品性能之間的閉環(huán)連接。通過這種連接，可獲得對實際生產(chǎn)環(huán)境的可執(zhí)行認(rèn)知，以便在產(chǎn)品和生產(chǎn)運營的
產(chǎn)品數(shù)字化雙胞胎

產(chǎn)品數(shù)字化雙胞胎包含產(chǎn)品設(shè)計以及面向系統(tǒng)的虛擬產(chǎn)品開發(fā)。借助于該解決方案，可實現(xiàn)跨技術(shù)領(lǐng)域的產(chǎn)品設(shè)計、仿真和驗證，執(zhí)行多物理參數(shù)仿真、實現(xiàn)電子設(shè)計自動化和軟件管理，無需實際原型機(jī)。
 
生產(chǎn)數(shù)字化雙胞胎

機(jī)電系統(tǒng)和自動化的協(xié)同仿真會得到一個整體仿真模型，可作為對具體機(jī)器設(shè)備進(jìn)行虛擬調(diào)試并對整條生產(chǎn)線進(jìn)行仿真的基礎(chǔ)。
產(chǎn)品和生產(chǎn)性能數(shù)字化雙胞胎

在現(xiàn)實世界中，生產(chǎn)性能數(shù)字化雙胞胎從分布在世界各地的機(jī)器設(shè)備中連續(xù)接收并更新數(shù)據(jù)，從而能夠分析機(jī)器設(shè)備的性能，以確保其具有最優(yōu)的可用性并提供與機(jī)器相關(guān)的附加服務(wù)。
 

五、客戶案例：電子行業(yè)解決方案的實際應(yīng)用

 

下面，我們將展示電子行業(yè)獲益于西門子產(chǎn)品與解決方案的一個具體真實案例。

通過數(shù)字化雙胞胎，將產(chǎn)品更快投放市場30 %工程組態(tài)效率提高，節(jié)省了時間。
博眾精工科技股份有限公司 | 中國  
博眾精工科技股份有限公司是中國的一家服務(wù)于電子行業(yè)的機(jī)器制造商。博眾和西門子合作，協(xié)力開發(fā)了一種新的智能手機(jī)生產(chǎn)設(shè)備。在中國制造機(jī)器的同時，在德國已對機(jī)器進(jìn)行虛擬調(diào)試。這就大大節(jié)省了工程時間，從而加快了為博眾客戶所提供的新機(jī)器的開發(fā)、交付和調(diào)試。

數(shù)字雙胞胎加快了產(chǎn)品上市時間
用于創(chuàng)新驅(qū)動的電子行業(yè)的新機(jī)器必須很快開發(fā)并投入運行。中國公司Bozhon已與西門子攜手合作。
在火車上播放您喜歡的電視連續(xù)劇的最新劇集不再是對未來的愿景，而是每天的現(xiàn)實。最新的服裝，書籍甚至是食物：如今，只需在智能手機(jī)上輕按手指，即可購買幾乎所有物品。消費者期望新產(chǎn)品能夠一次交付，質(zhì)量最高，并且包括最新技術(shù)。智能手機(jī)也是如此：用戶希望他們不斷擁有最新技術(shù)，并在短時間內(nèi)頻繁購買新的替代型號。 
生產(chǎn)周期短的秘密行業(yè)
如果高科技和電子行業(yè)的公司要應(yīng)對強大的競爭壓力，則他們必須保持創(chuàng)新和生產(chǎn)周期盡可能短，以便比競爭對手更快地推出新產(chǎn)品。防止競爭對手了解您的操作也很重要，因為所用機(jī)器的每個細(xì)節(jié)都可以得出有關(guān)生產(chǎn)的結(jié)論。電子行業(yè)中較短的產(chǎn)品和創(chuàng)新周期也給機(jī)器制造商帶來了巨大的時間壓力。他們期望提供用于制造新型號的高精度機(jī)器-他們必須盡快做到這一點，同時保持絕對的保密性。無故障機(jī)器也需要快速的工程設(shè)計。中國機(jī)器制造商博準(zhǔn)精密工業(yè)技術(shù)有限公司是可以在這個困難的市場中保持自己地位并高度了解其客戶所面臨挑戰(zhàn)的公司。Bozhon與西門子合作開展了許多當(dāng)前項目之一，其中包括數(shù)字雙胞胎的開發(fā)。

Bozhon和Siemens最初想到的項目聽起來有些不尋常：在德國漢諾威工業(yè)博覽會之前，西門子為  在中國同時生產(chǎn)的機(jī)器制造了一個數(shù)字雙胞胎。它涉及一個帶有機(jī)械臂的裝配單元，在貿(mào)易展覽會上被用于演示如何將手機(jī)外殼的正面和背面連接在一起。 
西門子在德國為Bozhon在中國同時生產(chǎn)的機(jī)器創(chuàng)造了數(shù)字孿生
虛擬調(diào)試可節(jié)省大量時間
Bozhon的目標(biāo)：通過提高工程效率來節(jié)省多達(dá)30％的時間，從而加速在客戶現(xiàn)場開發(fā)，交付和調(diào)試新機(jī)器。為了模擬所需的最終產(chǎn)品，創(chuàng)建了計劃機(jī)器的虛擬3D模型，包括與基于云的開放式IoT操作系統(tǒng)  MindSphere的接口。這樣就可以在后續(xù)操作期間記錄和分析數(shù)據(jù)，并以這種方式促進(jìn)諸如預(yù)測性維護(hù)和電源優(yōu)化之類的操作。數(shù)字孿生是真實預(yù)期機(jī)器的完整詳細(xì)表示，可以模擬其運動順序。結(jié)果：從產(chǎn)品設(shè)計到機(jī)器本身的規(guī)劃和設(shè)計，一直到生產(chǎn)過程和性能，整個價值鏈都以數(shù)字形式進(jìn)行了全面表示，測試和優(yōu)化。正如Bozhon的首席營銷官Karl Chen所說，對于Bozhon而言，開發(fā)數(shù)字孿生是正確的路線：“數(shù)字孿生的發(fā)展使我們能夠滿足模擬需求。我們希望數(shù)字孿生在包括更多功能。未來，從而進(jìn)一步增強公司的長期競爭力。”
在開發(fā)人員逐步使用數(shù)字孿生機(jī)模擬機(jī)器的同時，還完成了虛擬調(diào)試過程的同時，真正的機(jī)器正在中國同時生產(chǎn)。機(jī)器的快速開發(fā)和調(diào)試為機(jī)器制造商在與競爭對手的競爭中創(chuàng)造了至關(guān)重要的優(yōu)勢–數(shù)字孿生使他們領(lǐng)先一步。

六 、數(shù)字化為電子制造帶來機(jī)遇

機(jī)械制造技術(shù)

   

在一個以前所未有的速度需求新產(chǎn)品的行業(yè)中，電子公司越來越依賴“智能制造”來應(yīng)對復(fù)雜性，定制化，合規(guī)性，全球化以及客戶對近乎完美質(zhì)量的期望。
智能制造（采用計算機(jī)控制和高度適應(yīng)性）利用強大的信息和制造技術(shù)，為動態(tài)和全球市場提供靈活的物理過程。
智能制造的基礎(chǔ)是一個集成平臺，它將設(shè)計，制造和交付當(dāng)今智能產(chǎn)品所需的所有領(lǐng)域結(jié)合在一起。智能制造是一種數(shù)字化的開發(fā)策略，涵蓋了從PCB設(shè)計和工廠車間優(yōu)化到將客戶反饋納入新設(shè)計的整個過程。這種方法可以將上市時間縮短多達(dá)50％，將開發(fā)成本降低多達(dá)25％，并使電子公司能夠提供近乎完美的產(chǎn)品質(zhì)量。
數(shù)字化戰(zhàn)略旨在創(chuàng)建產(chǎn)品，生產(chǎn)和性能的數(shù)字化雙胞胎–詳細(xì)而準(zhǔn)確的副本，有助于加速其實際產(chǎn)品的開發(fā)，制造，交付和服務(wù)。數(shù)字雙胞胎及其所有利益相關(guān)者通過數(shù)字信息線相互連接。實際制造和使用中數(shù)據(jù)的可用性使不斷改進(jìn)數(shù)字雙胞胎的準(zhǔn)確性和逼真度成為可能。

 

激勵措施和運營模式對數(shù)字化成功可能性的影響是技術(shù)變化的15倍。Gartner在2017年的調(diào)查中報告稱，有80％的公司正在實施數(shù)字化計劃，其中69％的公司表示必須變得更加數(shù)字化。重要的是要注意，向數(shù)字工廠的成功過渡不僅取決于技術(shù)，還取決于工廠的驗收，培訓(xùn)和人員水平。

零散的數(shù)字計劃
隨著時間的流逝，大多數(shù)電子制造商都逐漸將其運營數(shù)字化。隨著技術(shù)和業(yè)務(wù)案例的發(fā)展，他們的數(shù)字領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大，制造商已針對一系列單獨功能應(yīng)用了解決方案。其中包括針對PCB組裝和測試的集成計劃和管理，通過虛擬設(shè)計和過程驗證進(jìn)行的生產(chǎn)加速和優(yōu)化，零件和模具制造，供應(yīng)商協(xié)作以及制造執(zhí)行等。這種分散的方法導(dǎo)致了多個斷開連接的系統(tǒng)和信息孤島，從而阻止了數(shù)字化兌現(xiàn)其承諾。
 
集成解決方案打造數(shù)字企業(yè)
為了獲得數(shù)字化的潛在利益，電子制造商需要集成的智能制造解決方案，以打破孤島。此類解決方案使用產(chǎn)品生命周期管理（PLM）技術(shù)來鏈接設(shè)計驗證，制造計劃和過程工程，以及將生產(chǎn)計劃，生產(chǎn)執(zhí)行和制造分析結(jié)合在一起的特定于電子產(chǎn)品的制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）。涵蓋整個電子產(chǎn)品開發(fā)和制造生命周期的集成解決方案可以建立信息的數(shù)字線程，以支持所有學(xué)科之間的協(xié)作和水平集成
證明智能制造的商業(yè)利益
作為主要的工業(yè)電子制造商和全球領(lǐng)先的可編程邏輯控制器（PLC）供應(yīng)商，西門子已完全采用了智能制造方法，可量化的車間和商業(yè)收益。
西門子安貝格電子工廠（德語縮寫：EWA）是該公司用于智能制造系統(tǒng)的展示工廠。EWA每年生產(chǎn)1200萬臺PLC，或每秒生產(chǎn)一個控制單元。工廠的真實和虛擬制造世界已完全集成。產(chǎn)品代碼將要求傳達(dá)給生產(chǎn)機(jī)器，并指示生產(chǎn)步驟的順序。產(chǎn)品和機(jī)器決定了在交付截止日期之前需要選擇的項目和生產(chǎn)線。獨立運行的軟件代理監(jiān)視每個步驟，以確保符合法規(guī)要求。
這些實踐將創(chuàng)新迅速轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品。 在使用數(shù)字原型與在軟件中模擬和優(yōu)化生產(chǎn)過程的能力之間，EWA推出新產(chǎn)品所需的時間減少了50％。轉(zhuǎn)換時間也只有一半。新訂單的交貨時間為24小時，能夠處理1,000種產(chǎn)品變體，并且很多都可以處理。EWA的生產(chǎn)質(zhì)量為99.99885％，并且一系列測試站可以檢測出確實發(fā)生的少量缺陷。這家數(shù)字企業(yè)的成本節(jié)省高達(dá)25％。
電子制造執(zhí)行新技術(shù)
另一個說明智能制造力量的案例研究是位于德國菲爾特的西門子電子制造工廠。該工廠最近進(jìn)行了數(shù)字化轉(zhuǎn)型，其中包括機(jī)械和電子設(shè)備開發(fā)與制造流程的集成，通過即插即用實時數(shù)據(jù)采集和控制的物聯(lián)網(wǎng)（IoT）制造數(shù)據(jù)采集以及與公司PLM和企業(yè)資源計劃（ERP）系統(tǒng)。
新的數(shù)字格局使產(chǎn)品和生產(chǎn)數(shù)據(jù)從PLM到制造執(zhí)行的無縫流動成為可能。該解決方案的關(guān)鍵組件是專門為電子制造開發(fā)的領(lǐng)先的MES。MES支持PCB和機(jī)械組件的工藝準(zhǔn)備以及計劃，材料管理和制造分析。通過PLM管道，MES直接連接到所有機(jī)電設(shè)計的產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)，并將數(shù)字線程擴(kuò)展到ERP系統(tǒng)。“今天，我們擁有一個真正的一站式解決方案，用于管理電子制造，涉及所有過程領(lǐng)域，以及物料流以及與PLM和ERP的集成。”西門子菲爾特制造經(jīng)理Hermann Kraus說。遷移到新的MES“引入了價值層，而這是通過自定義集成使用一組脫節(jié)的工具無法實現(xiàn)的。” 與生產(chǎn)機(jī)械的便捷連接使解決方案易于在SiemensFürth的裝配線上進(jìn)行部署。