Merumus Benang Digital: Blauprint Siemens PLM untuk Manufaktur Cerdas

Siemens PLM memiliki strategi untuk menciptakan ulang manufaktur dengan memetakan informasi digital dari konsep, melalui desain hingga pemantauan kinerja di lapangan. Mudah untuk kebingungan tentang apa yang semua ini berarti, tetapi beberapa contoh konkret dan definisi membantu menjelaskannya semua.

INDIANAPOLIS — Ada banyak pembicaraan tentang digitalisasi dalam manufaktur. Siemens PLM tidak sendirian dalam membicarakan digital twin dan thread, cloud computing, big data, Industrial Internet of Things, dan manufaktur cekap.

Seseorang dapat dimaafkan jika terlihat agak kabur – cakupan tugas yang besar berarti sulit untuk mendapat pegangan padanya.

Setiap perusahaan menawarkan visi sendiri. Batasan berubah ke atas dan ke bawah saat perusahaan PLM membeli atau membangun kemampuan baru. Tujuan tampaknya untuk menawarkan, sebanyak mungkin, one stop shopping untuk calon pelanggan apa pun. Siemens PLM tentu saja mengambil pendekatan itu, baik dalam skala besar maupun kecil. Keduanya ditampilkan di konferensi Siemens PLM Connections 2017, yang diadakan di Indianapolis pada Mei 2017.

Secara khusus, satu diskusi dan demonstrasi membuat semua desisan tampaknya, eh, lebih sedikit desisan dan lebih nyata.

Big Picture, Digital Threads and Twins

“Ada sejumlah teknologi pendukung yang mengubah cara Anda memikirkan digital twin,” kata Tony Hemmelgarn, CEO Siemens PLM, berbicara dalam pidato utama di konferensi. Konsep digital twin adalah representasi komputer dari aset fisik apa pun yang selalu diperbarui dengan data dari berbagai sumber. Tujuannya bertujuan untuk pemeliharaan, perbaikan, pembaruan, dan desain masa depan.

Sementara konsep mungkin dimulai dengan produk (mesin pesawat sebenarnya), Hemmelgarn menekankan bahwa digital twin juga dapat mencerminkan proses produksi dan model kinerja – dari hampir semua hal.

Dia memasukkan teknologi pendukung utama ke dalam tiga kategori, yang menjadi banyak logika bagi saya dan membantu saya memahami bagaimana semua ini bisa bekerja. Esensi pesannya sederhana, alat untuk Ideasi, Realisasi, dan Penggunaan.

Ideasi. Ini adalah alat yang ada dan baru yang menghadirkan produk “ke kehidupan,” dalam kata Hemmelgarn, melalui fase R&D dan desain. Ini termasuk teknologi desain generatif, frasa desisan yang mencakup teknik simulasi dan optimasi CAE yang memungkinkan komputer melakukan beberapa pekerjaan desain. Optimasi termasuk optimasi topologi dan bentuk serta optimasi multidomain, atau MDO. MDO akan kritis karena setiap produk hari ini dan di masa depan adalah cerdas, berarti banyak perangkat lunak, dan terdiri dari sistem mekanik, listrik, dan mekatronika. Pembelian terbaru Mentor Graphics, perusahaan desain listrik, menunjukkan Siemens memikirkan konvergensi disiplin yang berbeda ini.

Realisasi. Ini adalah kumpulan alat yang digunakan untuk benar-benar membuat produk. Alat yang menarik dan baru adalah manufaktur tambah, tetapi ada juga banyak yang terjadi dalam robotika canggih dan bahkan pembelajaran mesin. Teknik pembelajaran mesin dapat membantu produsen mengoptimalkan perencanaan dan pengambilan keputusan, seperti manajemen rantai pasok dan bahkan penggunaan listrik, menurut perusahaan. Menggabungkan manufaktur tambah dengan robotika adalah kunci untuk bagian yang lebih besar, dan tidak ada kesenjangan ide bagus di area ini juga.

Penggunaan. Itu adalah tempat nilai sebenarnya dari analitik big data, teknologi cloud, dan otomatisasi pengetahuan bertemu. Mengumpulkan data melalui cloud dan kemudian mengotomatisasi cara pengetahuan diekstrak dari kebisingan dengan menerapkan teknik big data yang muncul adalah salah satu tema lainnya.

Apa yang mungkin membuat Siemens PLM unik adalah bahwa induknya, Siemens AG, adalah salah satu konglomerat industri terbesar di dunia. Ini menyediakan mesin turbin gas, peralatan manufaktur dan otomatisasi, serta perangkat lunak manajemen operasi manufaktur. Dalam pandangannya, ia dapat menguji teknik praktis dalam situasi yang menuntut, menyediakan laboratorium dan kredibilitas.

Itu juga sepertinya memungkinkan mereka berpikir dalam cara end-to-end yang benar. Sementara mengakui bahwa ada sejumlah penyedia untuk Ideasi dan Penggunaan, “banyak melewatkan bagian tengah,” kata Hemmelgarn. “Seseorang harus membuatnya dan membangunnya. Kami membuat hal-hal dan menggunakan perangkat lunak kami sendiri melakukannya dan kami belajar banyak dari melakukan itu.” Siemens Digital Enterprise Suite adalah hasilnya. Ini mencakup sembilan area segmen berbeda dari apa yang menurut pendapatnya, sebuah entitas manufaktur perlu terapkan.

Future Directions of MFG

Salah satu wawasan kunci yang ditekankan oleh CEO Hemmelgarn adalah bahwa digital twin datang dalam tiga cara, dalam beberapa cara cocok dengan tiga kata kunci yang digunakan untuk mengorganisir pidatonya. Salah satunya adalah digital product twin, yang cocok dengan alat Ideasi. Lainnya adalah digital production twin, proses produksi yang digunakan untuk membuat produk dan cocok dengan Realisasi. Yang ketiga adalah digital performance twin, yang cocok dengan sekelompok big data dan analitik di bawah penggunaan.

Tim Siemens juga memberikan contoh nyata dari alat ini yang digunakan untuk membantu One Aviation, pembuat pesawat penerbangan umum kecil, termasuk pesawat twin engine very light jet, atau VLJ, yang disebut Eclipse EA500 dan variannya. CEO dan pendiri One Aviation, Alan Klapmeir bergabung dengan Jim Rusk, chief technology officer dan senior vice president untuk Siemens PLM. Klapmeir menekankan pentingnya ketiga digital twin di perusahaan pesawat, dan bagaimana memelihara digital twin memungkinkan mereka merencanakan dengan lebih baik untuk upgrade di masa depan.

Keduanya kemudian melalui semua langkah yang diperlukan untuk mengubah desain Eclipse dasar menjadi versi yang lebih besar yang disebut Eclipse Canada. Poin kunci tentang hampir semua kendaraan transportasi, mobil atau pesawat, adalah seberapa cerdas itu harus berupa dan seberapa banyak elektronika dan kabel yang perlu disertakan. Sebenarnya, Hemmelgarn menyimpulkan bahwa pembelian mereka terhadap Mentor Graphics dipicu oleh pelanggan yang menuntut produk Mentor Graphics, terutama desain kabel, kompatibel dengan Teamcenter dan paket CAD NX mereka.

Sejumlah alat perangkat lunak digunakan untuk membangun dan memelihara digital twin untuk produk, proses, dan kinerja. Demonstrasi mencakup simulasi aliran udara di sekitar landing gear hingga pemrograman robot yang akan membangun pesawat, dengan robot lain yang akan memeriksa panel serat karbon secara sonik. Bahkan ada demonstrasi perangkat manufaktur tambah Stratasys yang terpasang pada robot yang membangun prototipa hidung depan untuk evaluasi pada Eclipse Canada.

Bukan berarti siapa pun dibatasi untuk hanya menggunakan alat Siemens. Hemmelgarn menekankan bahwa produk tunggal Siemens mungkin bukan solusi yang diinginkan, dan kadang-kadang mungkin tidak. Ide kunci yang bisa diambil adalah bahwa setidaknya ada satu versi bagaimana cara memahami paradigma yang muncul ini untuk manufaktur.