PLM Digital Twins Menawarkan Tampilan Manufaktur Virtual
Dengan alat manajemen siklus hidup produk (PLM) terbaru, produsen bertujuan untuk mempercepat perkembangan menggunakan Digital Thread, satu set terintegrasi solusi CAD/CAM/CAE dan cPDM (Manajemen Data Produk kolaboratif) yang menyatukan Digital Twins baru dari proses manufaktur. Karena mesin di lantai pabrik lebih terhubung dari sebelumnya di era Industrial Internet of Things (IIoT), aplikasi teknik di PLM menjadi lebih erat terkait dengan sisi manajemen data dari koin, memungkinkan komunikasi yang lebih cepat dan lebih mudah di antara perusahaan besar. organisasi manufaktur global.
Sistem PLM industri tumbuh pada tingkat yang sehat, menurut analisis terbaru oleh peneliti pasar CIMdata Inc. (Ann Arbor, MI), yang menilai PLM secara keseluruhan hampir $39 miliar pada tahun 2015. “Pasar PLM tumbuh menjadi $38,7 miliar secara keseluruhan pada tahun 2015, pertumbuhan 2,8% dibandingkan 2014,” kata Stan Przybylinski, wakil presiden CIMdata, Research. “Jika dilihat dalam mata uang konstan, tingkat pertumbuhan itu akan menjadi 8,2% dibandingkan 2014.”
Sebagian besar pemimpin pasar PLM memiliki pertumbuhan yang kuat dalam mata uang konstan, dan semua terus melakukan akuisisi strategis untuk memperluas portofolio mereka dan, dalam beberapa kasus, untuk memasuki pasar baru, kata Przybylinski. “Melihat ke tahun 2020, CIMdata memperkirakan pasar PLM akan tumbuh pada tingkat pertumbuhan tahunan gabungan [CAGR] sebesar 6,3% menjadi $52,3 miliar,” kata Przybylinski.
Perusahaan melakukan investasi PLM dalam banyak jenis solusi termasuk CAD mekanis, simulasi dan analisis, visualisasi dan kolaborasi, desain bangunan, dan lainnya, Przybylinski mencatat, dan keragaman ini tercermin dalam fakta bahwa tidak ada satu jenis penyedia pun yang mendominasi industri. Pada tahun 2015, sejumlah besar penyedia menghasilkan pendapatan substansial yang mewakili investasi terkait PLM, dengan 16 pemasok menghasilkan pendapatan PLM lebih dari $500 juta baik dari alat maupun segmen cPDm, kata Przybylinski. “Tiga penyedia solusi, Dassault Systèmes, PTC, dan Siemens PLM Software, adalah penyedia utama alat dan teknologi cPDm,” katanya, “sementara yang lain, seperti Autodesk dan Mentor Graphics, terutama adalah penyedia alat yang berfokus pada segmen tertentu dalam pasar secara keseluruhan.”
Mempercepat Desain Produk
Bekerja dengan desainer otomotif di tim balap Formula 1 membantu para pengembang di Siemens PLM Software (Plano, TX) mempelajari cara terbaik menerapkan sistem PLM yang digunakan oleh para pembalap, kata Jim Rusk, wakil presiden senior dan kepala teknis Siemens PLM. “Kami bisa belajar dari mereka. Mereka berebut selama seminggu untuk memberikan komponen terbaik untuk tim mereka, ”katanya. “Ini benar-benar lingkungan yang sangat dinamis—dan pesaing mereka melakukan hal yang sama.”
Mempercepat iterasi produk memungkinkan Siemens untuk melihat cara terbaik membantu tim balap di Formula 1 dan juga dalam balap pesawat dengan tim Red Bull. Siemens baru-baru ini mengumumkan perangkat lunaknya telah digunakan selama tiga tahun terakhir untuk membantu Land Rover BAR (Ben Ainslie Racing) merancang, mengevaluasi, memverifikasi, dan memproduksi katamaran Kelas Piala Amerika (ACC) Inggris tepat waktu dan sesuai anggaran.
Lebih dari 85.000 jam desain dan pembuatan menghasilkan perahu sepanjang 15 m yang mencakup 1.200 m kabel elektronik dan listrik yang menghubungkan 190 sensor dan empat kamera video. Bekerja dengan Siemens, tim berhasil mengelola jadwal ambisiusnya menggunakan lingkungan perangkat lunak terintegrasi untuk PLM yang menyatukan berbagai disiplin ilmu secara mulus. Siemens dan Land Rover BAR membaptis katamaran "Rita" pada bulan Februari dalam sebuah upacara di pulau Bermuda, yang bertujuan untuk membawa Piala Amerika kembali ke tempat semuanya dimulai pada tahun 1851.
“Teknologi perangkat lunak Siemens telah memungkinkan kami untuk mensimulasikan, menganalisis, dan menguji solusi desain di seluruh proses desain dan pembuatan,” kata Andy Claughton, chief technology officer Land Rover BAR. “Menggunakan perangkat lunak ini telah menghemat waktu dan akan memungkinkan kami untuk terus melakukan perbaikan hingga kompetisi, di mana kami berharap untuk membawa pulang Piala ke Inggris untuk pertama kalinya dalam sejarah balapan.”
Tim balap Land Rover BAR memilih solusi Siemens untuk mengadopsi lingkungan virtual terintegrasi untuk pemodelan dan simulasi digital. Land Rover BAR menggunakan Siemens NX untuk desain produk, perangkat lunak manajemen data Teamcenter, portofolio perangkat lunak Fibersim untuk rekayasa komposit dan portofolio perangkat lunak Simcenter Siemens, termasuk perangkat lunak Femap dan Star CCM+ untuk analisis elemen hingga (FEA) dan dinamika fluida komputasi (CFD) analisis.
“Mereka berjuang selama seminggu untuk memberikan komponen terbaik untuk tim mereka. Ini benar-benar lingkungan yang sangat dinamis—dan pesaing mereka melakukan hal yang sama.”
Menciptakan lingkungan desain tercepat dan paling efisien adalah kunci tim balap—baik di darat, udara, atau laut. Rusk mencatat bahwa tim NASCAR beroperasi mirip dengan model Formula 1, membutuhkan desain cepat dan komponen yang sangat akurat, sering kali dibuat dengan bahan eksotis termasuk komposit canggih yang dibuat dengan proses manufaktur aditif.
“Kami juga melihat ini di AS, di mana ada sejumlah tim NASCAR yang melakukan pekerjaan serupa. Mereka mengalami hal yang sama, mempersiapkan balapan berikutnya,” kata Rusk. “Kami juga melakukan penerapan yang sangat besar di perusahaan manufaktur global yang besar.”
Mendorong perkembangan ini adalah kebutuhan untuk rekayasa sistem yang canggih, menemukan cara tercepat dan paling efisien untuk mengembangkan desain produk yang inovatif. “Perusahaan mengatakan 'Kami ingin mendapatkan lebih awal dan lebih awal,' dalam desain mereka," kata Rusk, "dan kami menawarkan simulasi desain terperinci dan manajemen proses tersebut.
“Definisi yang lebih besar dari PLM adalah bagaimana kami dapat membantu perusahaan lebih awal dalam siklus desain mereka. Mereka ingin tahu bagaimana kinerja produk terhadap desain. Kami melakukannya dengan banyak pengetahuan awal, memberi mereka cara fleksibel yang baik untuk berkolaborasi.” Elemen penting untuk membantu desainer termasuk kemampuan diagram arsitektur baru yang ditambahkan di Siemens Teamcenter dan kemampuan simulasi tambahan, seperti akuisisi LMS oleh Siemens beberapa tahun lalu yang menambahkan Lab Gambar, memberikan pengguna pengujian yang diperlukan terhadap skenario dunia nyata, katanya. Siemens juga baru-baru ini mengakuisisi CD-adapco, yang mencakup perangkat lunak CCM+ yang digunakan untuk simulasi termal 3D tingkat lanjut. “Ini benar-benar produk yang skalanya sangat baik,” kata Rusk, mencatat bahwa CCM+ digunakan dalam aliran subsonik dan sonik untuk aerospace, katanya, dan untuk pencampuran udara-bahan bakar untuk mesin pembakaran internal.
Memanggil di Digital Twins
Hampir semua pengembang PLM menekankan konsep kembar digital ini dalam strategi perangkat lunak pengembangan produk, bersama dengan banyak elemen lainnya termasuk perluasan berkelanjutan dari desain produk kolaboratif dan fungsi pengembangan.
Tren utama yang didukung oleh platform 3DExperience Dassault Systèmes (Paris) dan aplikasi merek terkait termasuk pengembangan berbasis pelanggan, simulasi/pengujian/optimasi pengalaman virtual, perusahaan berbasis model, penerapan cloud dengan Software-as-a-Service (SaaS) ), aplikasi berbasis data, utas digital, kembar digital dan kembar virtual, data besar, IoT, aplikasi berbasis browser tanpa plugin, dasbor dan widget, dan kecerdasan bisnis dengan analitik PLM, catat Eric Green, wakil presiden Dassault Systèmes, Delmia Pengalaman dan Advokasi Pengguna.
“Efisiensi inovasi sering terhambat oleh banyak pengalihan lintas disiplin dan fungsi, karena diskontinuitas dalam proses dan sistem, yang mengakibatkan perpanjangan waktu dan pengerjaan ulang,” kata Green. “Sistem PLM elektronik generasi lama menghubungkan silo bersama-sama, sedangkan dalam platform digital, silo dihilangkan.” Arsitektur digital V6, yang diperkenalkan oleh Dassault pada 2008, mendefinisikan model data umum di seluruh CATIA untuk desain, Simulia untuk simulasi, Delmia untuk manufaktur, dan Enovia untuk aplikasi tata kelola, kata Green, yang memungkinkan pengguna terhubung secara online ke definisi digital tunggal dan berkolaborasi dalam waktu nyata.
Proliferasi data telah membuat setiap bisnis bergantung pada data, dan setiap bisnis perlu mengubah metodologinya menjadi berbasis data dan berbasis analitik untuk memastikan bahwa setiap keputusan bisnis akan memaksimalkan kinerja global, kata Green. Tantangan bisnis saat ini adalah bagaimana menangani kekacauan data dan proliferasi sumber informasi baru, dan bagaimana memastikan setiap keputusan bisnis didasarkan pada kekacauan data ini, katanya.
“Itulah mengapa analitik layanan mandiri hadir untuk menegakkan tata kelola data di setiap tingkat perusahaan, dengan memberdayakan setiap pengguna bisnis untuk menganalisis berbagai sumber data dan melakukan analisis mereka sendiri tanpa dukungan TI apa pun,” kata Green. “Pengguna bisnis terutama mengandalkan tim TI untuk memberikan tampilan analitik baru yang membuat respons terhadap informasi baru menjadi lambat dan tidak efektif. Selain itu, mereka memanfaatkan Excel untuk memodifikasi data dan membuat laporan yang hanya akan memberikan satu bagian dari kenyataan; tidak ada satu pun sumber kebenaran.”
Dengan menghadirkan analitik swalayan, pengguna dapat mempercepat waktu siklus untuk membuat tampilan baru, katanya, di mana setiap pengguna bisnis dapat melakukan drag-and-drop kotak untuk membangun tampilan baru yang berbasis atau langsung terhubung ke sistem informasi.
Munculnya teknologi baru untuk manufaktur memanfaatkan kemajuan teknis PLM, terutama di bidang material baru dan proses manufaktur aditif, kata Green. “Keuntungan ekonomi dari manufaktur aditif sangat dramatis dan perubahan desain bahkan lebih signifikan,” kata Green. “Manufaktur aditif memungkinkan jenis suku cadang dan produk yang sama sekali baru dibuat. Desainer akan memiliki papan gambar kosong, sehingga untuk berbicara, yang memungkinkan mereka untuk bertanya, 'Di dunia yang ideal, seperti apa bagian ini seharusnya?' Para desainer menemukan bahwa bentuk organik yang ditemukan di alam terkadang lebih baik dan lebih ramping daripada industri yang kikuk. -bentuk gaya yang telah berlaku di masa lalu.
"Jenis 'desain generatif, fungsional' ini mendorong Ekonomi Pengalaman dan akan merevolusi manufaktur, mengharuskan produsen untuk mendesain ulang produksi dan perencanaan proses serta cara rekayasa material dilakukan," kata Green. “Memiliki kemampuan untuk mengaktifkan cara berpikir baru ini, dari ilmu material, melalui desain 3D, simulasi, dan beroperasi dengan manufaktur aditif, membantu perusahaan mengubah bisnis mereka.”
Mengintegrasikan PLM dalam Proses
Dengan munculnya IIoT, perusahaan dengan produk kompleks mencari cara yang lebih baik untuk mengintegrasikan operasi manufaktur mereka, kata Doug Macdonald, direktur pemasaran produk, Aras Corp. (Andover, MA), pengembang platform Aras Innovator PLM. Namun dengan sistem yang tidak terhubung saat ini, pembuatan dan rekonsiliasi MBOM, rencana proses dan instruksi kerja, serta memastikan sinkronisasi dengan desain produk yang berkembang dapat memakan waktu dan rawan kesalahan.
Produsen dapat memperoleh keunggulan kompetitif ketika Manufacturing Process Planning (MPP) terintegrasi dan mampu melacak data dan proses manufaktur dengan mulus, katanya. “Kuncinya adalah memanfaatkan platform PLM yang mendukung rencana proses grafis dan bersamaan, MBOM [Manufacturing Bill of Materials] dan penulisan instruksi kerja ditambah rekonsiliasi EBOM/MBOM [Electronic BOM/MBOM] otomatis real-time.”
Beberapa kemampuan baru dari Aras menjawab tantangan ini, dengan fungsionalitas baru yang mengintegrasikan PLM dan MPP. Fitur-fitur baru ini mencakup rencana proses yang dikontrol versi yang merinci operasi, langkah, bagian yang dikonsumsi, sumber daya yang digunakan, keterampilan, dokumen yang dirujuk; pembuatan instruksi kerja elektronik yang kaya visual secara bersamaan; MBOM yang dikontrol versi yang berasal dari EBOM menggunakan pengeditan drag-and-drop; rencana proses bersamaan dan pembuatan MBOM; rekonsiliasi EBOM/MBOM otomatis dan MBOM khusus pabrik serta rencana proses.
Aras mengutip penelitian oleh Digital Manufacturing and Design Innovation Institute (DMDII; Chicago) yang menunjukkan 81% perusahaan mengakui transformasi digital di bidang manufaktur adalah elemen kunci untuk daya saing masa depan mereka, tetapi hanya 14% yang mengatakan mereka cukup dilengkapi hari ini dengan kebutuhan teknologi dan keahlian. MPP Aras dibangun di atas platform tunggal yang fleksibel, dapat diskalakan, dan dapat ditingkatkan, dan menyediakan kemampuan terhubung untuk EBOM, konfigurasi dan manajemen perubahan, persyaratan, kualitas, dan area lainnya. Aras MPP juga dirancang untuk berintegrasi dengan ERP, MES, dan lingkungan PDM lama yang ada untuk menyediakan kemampuan proses baru ini di atas sistem perusahaan yang ada. Dengan melapisi platform Aras di atas sistem yang ada, perusahaan besar dapat menghindari risiko dan gangguan dari pendekatan “rip-and-replace” dan mendorong transformasi digital lebih cepat.
“Kami percaya bahwa proses yang mencakup pengembangan produk dan rekayasa manufaktur adalah fondasi penting yang harus ditangani di awal agar Industri 4.0 atau IoT dapat bekerja,” kata CEO Aras Peter Schroer. “Perusahaan dengan pabrik di seluruh dunia membutuhkan cara yang lebih baik untuk mendorong transformasi lebih cepat, itulah sebabnya Anda dapat melapisi warisan yang ada dengan platform kami dan segera mendapatkan kemampuan baru yang secara langsung mendukung strategi Anda.”
