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不管是高速列車、賽車還是電子元件——*模擬技術(shù)都可以將其研發(fā)時(shí)間縮到最短，降低成本，節(jié)約能源和資源。西門子的產(chǎn)品生產(chǎn)周期管理軟件在這一領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮著重要作用。

位于德國安貝格的西門子電子工廠提供的解決方案得到了廣泛應(yīng)用，比如慕尼黑啤酒節(jié)上的過山車以及汽車廠家等。事實(shí)上，可以將這種解決方案應(yīng)用于電氣化生產(chǎn)和控制過程中的所有工序環(huán)節(jié)。在巴伐利亞的安貝格鎮(zhèn)上共有約2,500名工人在生產(chǎn)適用于工業(yè)生產(chǎn)工程的機(jī)電設(shè)備。近年來，他們生產(chǎn)的產(chǎn)品種類大大增加——從而對相關(guān)的生產(chǎn)工藝也產(chǎn)生了影響。作為生產(chǎn)和測試規(guī)劃負(fù)責(zé)人，Peter Biersack說：“需要加快履行訂單的速度。而且，因?yàn)楫a(chǎn)品型號數(shù)量迅速增加，生產(chǎn)流程的復(fù)雜性也相應(yīng)提高了。”

比如，標(biāo)準(zhǔn)開關(guān)設(shè)備系列包含了4萬種產(chǎn)品。因此，為了以最低的成本高效地建成生產(chǎn)系統(tǒng)，安貝格工廠的工程師們用數(shù)字手段在設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝的全過程中都使用了Tecnomatix，一種產(chǎn)品生命周期管理（PLM）解決方案。借助Tecnomatix，就可以盡可能協(xié)調(diào)地執(zhí)行生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)、布局規(guī)劃和產(chǎn)能分析。規(guī)劃師們還給出了不同的生產(chǎn)版本，以便根據(jù)已知參數(shù)與這些版本進(jìn)行比較。此外，他們還能夠?qū)ο嚓P(guān)成本進(jìn)行較為詳盡的計(jì)算。并且，這一切都是在概念規(guī)劃階段的初期就可以完成。這樣就能夠縮短新產(chǎn)品的研發(fā)時(shí)間，避免后期再出現(xiàn)變化，整體上提升了研發(fā)和生產(chǎn)的協(xié)調(diào)性。

更快地走向市場。這個(gè)成功的秘訣在于設(shè)計(jì)人員和研發(fā)人員可以共享的數(shù)據(jù)庫。Biersack說：“為進(jìn)一步改善這個(gè)過程，我們需要將所有數(shù)據(jù)融合到Teamcenter產(chǎn)品生命周期管理解決方案中，這一方案可以用數(shù)字手段管理整個(gè)產(chǎn)品生命周期。”Teamcenter是西門子產(chǎn)品生命周期管理應(yīng)用系列中的核心系統(tǒng)，正是它的一套工具為西門子在本領(lǐng)域的國際市場中贏得了領(lǐng)導(dǎo)地位。這一解決方案將產(chǎn)品生命周期中與產(chǎn)品相關(guān)的全部信息結(jié)合起來——包括設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)到銷售、服務(wù)和維護(hù)等所有過程。

數(shù)據(jù)來源包括設(shè)計(jì)圖表、公司管理中使用的企業(yè)資源設(shè)計(jì)系統(tǒng)，甚至還有用來創(chuàng)建手冊和營銷文件的“Office”應(yīng)用。由Teamcenter實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)全面整合帶來了巨大的效益，因?yàn)檫@可以大大縮短開發(fā)適銷產(chǎn)品的時(shí)間，從而不僅帶來了競爭優(yōu)勢，還降低了成本，并且節(jié)省了所需的能源和資源。還可以應(yīng)用此軟件來確認(rèn)產(chǎn)品對環(huán)境的潛在影響。

在列車的開發(fā)和生產(chǎn)過程中，挑戰(zhàn)顯然不是安貝格電子工廠那樣為數(shù)眾多的產(chǎn)品型號。但是，盡管質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提高了，所用的技術(shù)也更復(fù)雜了，客戶還是要求縮短交貨期。因此在列車領(lǐng)域也一樣，需要研發(fā)和生產(chǎn)同步進(jìn)行。Reinhard Belker是位于德國克雷菲爾德的西門子交通集團(tuán)生產(chǎn)工廠工程部的負(fù)責(zé)人，他說：“這需要花大量的時(shí)間和精力去協(xié)調(diào)。”

因而，公司還是要依靠涵蓋了列車整個(gè)生命周期的全面的、虛擬的產(chǎn)品研發(fā)（。因?yàn)閰⑴c產(chǎn)品研發(fā)過程的每一個(gè)人——甚至身處異地的專家——都可使用同一個(gè)包含信息的數(shù)據(jù)庫，這樣就可以更有效地協(xié)調(diào)所有參與者，讓他們?nèi)谌朐O(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中。此外，在克雷菲爾德、慕尼黑、維亞納、布拉格和莫斯科的合作中，也使用了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。因此，所有的參與者都可以看到由計(jì)算機(jī)生成的實(shí)際大小的 3D開發(fā)模型，并對其進(jìn)行討論。這些模型都是由西門子Teamcenter生命周期可視化軟件生成的，該軟件可以真實(shí)地呈現(xiàn)3D數(shù)據(jù)。

西門子產(chǎn)品生命周期管理軟件工具箱中的一個(gè)工具是機(jī)電一體化概念設(shè)計(jì)師，其中一部分是由新澤西州普林斯頓的西門子美國研究院開發(fā)的。這項(xiàng)應(yīng)用目前在市場上獨(dú)樹一幟，能夠幫助人們更快更簡便地完成機(jī)床的設(shè)計(jì)，因?yàn)樗梢栽谘邪l(fā)初期就模擬其功能。該工具很了不起，一方面因?yàn)樗褂昧薔VIDIA的物理引擎技術(shù)，而NVIDIA是可視計(jì)算領(lǐng)域內(nèi)的佼佼者。這項(xiàng)技術(shù)被用在電子游戲中模仿復(fù)雜的物理過程。因此它可以幫助繪出現(xiàn)實(shí)的3D環(huán)境，比如爆炸揚(yáng)起灰塵，由復(fù)雜的幾何圖形構(gòu)成的造型和栩栩如生的關(guān)節(jié)以呈現(xiàn)活靈活現(xiàn)的動(dòng)作。

通過使用機(jī)電一體化概念設(shè)計(jì)師，使用者可以在十分接近現(xiàn)實(shí)的環(huán)境中為機(jī)器設(shè)計(jì)研發(fā)概念。該程序能夠在三維模型中實(shí)時(shí)模擬機(jī)器的行為，這樣開發(fā)人員就可以和動(dòng)態(tài)模擬進(jìn)行互動(dòng)，就像玩電腦游戲一樣。機(jī)器一旦被創(chuàng)建，就可以存在資料室里，它的全套機(jī)電一體化數(shù)據(jù)也被一并存儲(chǔ)。這種資料室可能包含諸如抓取、運(yùn)動(dòng)路徑、傳感器和電機(jī)等的信息。這一過程可以使研發(fā)時(shí)間縮短20%，并提高研發(fā)成果的質(zhì)量。

使用的技術(shù)。目前在全球范圍各種領(lǐng)域中，西門子產(chǎn)品生命周期管理軟件大概有670萬個(gè)許可用戶。其中一個(gè)就是一級方程式錦標(biāo)賽的紅牛隊(duì)。要知道，在一級方程式錦標(biāo)賽中，產(chǎn)品的研發(fā)、改進(jìn)及生產(chǎn)速度比其他任何地方都更快。自從2005年一級方程式錦標(biāo)賽*個(gè)賽季以后，紅牛隊(duì)就開始使用Teamcenter和NX，后者可被用于極為精密的產(chǎn)品的互動(dòng)式開發(fā)，同時(shí)又能夠智能地控制生產(chǎn)過程。

每天，紅牛隊(duì)都有大概180個(gè)工程師傾盡全力為塞巴斯蒂安•維特爾和馬克•韋伯等車手設(shè)計(jì)賽車，以期取得一點(diǎn)決定性的勝算。紅牛隊(duì)商業(yè)拓展負(fù)責(zé)人兼技術(shù)總監(jiān)Steve Nevey說：“我們工作中要使用15個(gè)主要模塊和4,000個(gè)零部件。關(guān)鍵的一點(diǎn)是，我們的工程師和技術(shù)人員使用的是相同的數(shù)據(jù)，所以一旦有什么變化，研發(fā)人員很快就會(huì)知道。”例如，如果賽車的車頭發(fā)生變化，所有相關(guān)的變量都會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)。“所以，我們很快就可以嘗試不同的設(shè)計(jì)思路，并且測試單個(gè)零部件與熱能或振動(dòng)等因素之間如何互動(dòng)，”Neil Dunsmuir說。他是西門子產(chǎn)品生命周期管理軟件在歐洲、中東和非洲的營銷經(jīng)理。

為使賽車做好進(jìn)入賽道的準(zhǔn)備，這里有一個(gè)特殊的賽道模擬應(yīng)用程序。如果這個(gè)程序顯示，在摩納哥賽道上，紅牛隊(duì)的賽車需要更大的下壓力，這個(gè)數(shù)據(jù)將被立即傳送給NX開發(fā)商，后者將相應(yīng)地調(diào)整前擋板的設(shè)計(jì)。這樣，工程師們可以為任何賽道的個(gè)別情況量身定做出賽車。然后，簡單的鼠標(biāo)操作便能確保立刻生產(chǎn)新的部件。無需手動(dòng)輸入任何數(shù)據(jù)，也不必將任何數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至其他IT系統(tǒng)。只需要幾個(gè)小時(shí)的時(shí)間，就可以將零部件生產(chǎn)出來并安裝在車上。