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電子行業

一、通過數字化解決方案實現更快和更靈活的生產

由于電子設備更新換代非常快，機器設備制造商正面臨巨大挑戰。通常需要為每種產品建立單獨的生產線，然后在很短的生產周期過后再次拆除。機器設備制造商不僅需要能夠在很短時間內交付新的機器設備，還需要迅速適應短期的變化。無論是機器設備和生產線的調試階段，還是從手工生產到自動化生產的轉變，均為電子設備制造商提供了節省大量時間、應對挑戰的潛力。西門子提供了可用來生成機器設備數字化雙胞胎的一系列理想的自動化和數字化解決方案。它們有助于更快和更靈活地開發新的機器設備和生產線。
 

二、西門子是您值得信賴的合作伙伴，面向電子行業的全面升級解決方案。

得益于在自動化和驅動技術領域數十年的應用經驗和針對行業的核心技術，西門子可以提供適用于任何規模和復雜性任務的適宜硬件和軟件產品。無論是高端應用，還是注重速度和經濟實用性的簡單應用，都能輕松實現。
當博眾精工科技股份有限公司的設備在中國進行制造時，其基于虛擬調試的自動化過程在位于紐倫堡的西門子設施內同步進行。
在制造機器時，數字化雙胞胎可以節省多少時間？
以博眾精工科技股份有限公司的設備為例，對虛擬調試進行了說明。

三、用戶獲益，靈活滿足各種要求。

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

機器設備制造商可輕松地做出設計改變：例如，可以在生產開始前不久，修改某種電子設備的設計。
更快的調試速度
 

 
 
 
由于以數字化雙胞胎的形式制造、仿真和測試機器設備，可在執行實際調試之前，發現并更正錯誤。
更短的交付時間

 

得益于采用數字化雙胞胎和相關工具，機械和電控設計同步并行可顯著縮短新機器設備的開發時間。

可重復使用的設計方案



通過采用數字化雙胞胎和端到端數字化，可根據新的需求在成熟的方案中有針對性地快速進行調整改動。

四、端到端數字化雙胞胎詳情

西門子數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的數量，預測生產和產品性能，并確保滿足客戶需求。
生產數字化雙胞胎
數字化雙胞胎就是一件產品（如智能手機或平板電腦）或生產工廠的精確虛擬模型。它顯示了產品或工廠整個生命周期內的發展狀況，使操作人員能夠預測行為和優化性能，并將從以前的設計和生產中獲得的寶貴經驗付諸實踐。
西門子數字化雙胞胎綜合方案有三種形式：產品數字化雙胞胎、生產數字化雙胞胎以及產品和生產性能數字化雙胞胎。由于擁有全面的行業專業技術和優化工具，西門子成為唯一能夠提供這種整體解決方案的公司。
通過使用數字化雙胞胎執行“推測”方案并預測將來的性能，可獲得巨大價值。數字化雙胞胎的最終目標是實現產品開發和生產規劃的虛擬環境與實際生產系統和產品性能之間的閉環連接。通過這種連接，可獲得對實際生產環境的可執行認知，以便在產品和生產運營的整個生命周期內做出明智決策。
產品數字化雙胞胎

產品數字化雙胞胎包含產品設計以及面向系統的虛擬產品開發。借助于該解決方案，可實現跨技術領域的產品
設計、仿真和驗證，執行多物理參數仿真、實現電子設計自動化和軟件管理，無需實際原型機。
 
生產數字化雙胞胎

通過自動生成 PLC 代碼來實現生產的數字化規劃、仿真和優化，從而產生“生產”數字化雙胞胎。機電系統和自動化的協同仿真會得到一個整體仿真模型，可作為對具體機器設備進行虛擬調試并對整條生產線進行仿真的基礎。
 
產品和生產性能數字化雙胞胎

在現實世界中，由于與集成自動化組件相連接，生產性能數字化雙胞胎不斷接收到來自車間的產品和機器設備的數據，從而能夠分析機器設備的性能，產生新的認知。

機器制造業中的數字化雙胞胎
    數字化雙胞胎就是一件產品或生產工廠的精確虛擬模型。它顯示了產品或工廠整個生命周期內的發展狀況，使操作人員能夠預測行為和優化性能，并將從以前的設計和生產中獲得的寶貴經驗付諸實踐。
西門子數字化雙胞胎綜合方案有三種形式：產品數字化雙胞胎、生產數字化雙胞胎以及產品和生產性能數字化雙胞胎。由于擁有全面的行業專業技術和優化工具，西門子成為唯一能夠提供這種整體解決方案的公司。
機器制造業中的數字化雙胞胎
    通過使用數字化雙胞胎執行“推測”方案并預測將來的性能，可獲得巨大價值。數字化雙胞胎的最終目標是實現產品開發和生產規劃的虛擬環境與實際生產系統和產品性能之間的閉環連接。通過這種連接，可獲得對實際生產環境的可執行認知，以便在產品和生產運營的
產品數字化雙胞胎

產品數字化雙胞胎包含產品設計以及面向系統的虛擬產品開發。借助于該解決方案，可實現跨技術領域的產品設計、仿真和驗證，執行多物理參數仿真、實現電子設計自動化和軟件管理，無需實際原型機。
 
生產數字化雙胞胎

機電系統和自動化的協同仿真會得到一個整體仿真模型，可作為對具體機器設備進行虛擬調試并對整條生產線進行仿真的基礎。
產品和生產性能數字化雙胞胎

在現實世界中，生產性能數字化雙胞胎從分布在世界各地的機器設備中連續接收并更新數據，從而能夠分析機器設備的性能，以確保其具有最優的可用性并提供與機器相關的附加服務。
 

五、客戶案例：電子行業解決方案的實際應用

 

下面，我們將展示電子行業獲益于西門子產品與解決方案的一個具體真實案例。

通過數字化雙胞胎，將產品更快投放市場30 %工程組態效率提高，節省了時間。
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于電子行業的機器制造商。博眾和西門子合作，協力開發了一種新的智能手機生產設備。在中國制造機器的同時，在德國已對機器進行虛擬調試。這就大大節省了工程時間，從而加快了為博眾客戶所提供的新機器的開發、交付和調試。

數字雙胞胎加快了產品上市時間
用于創新驅動的電子行業的新機器必須很快開發并投入運行。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劇的最新劇集不再是對未來的愿景，而是每天的現實。最新的服裝，書籍甚至是食物：如今，只需在智能手機上輕按手指，即可購買幾乎所有物品。消費者期望新產品能夠一次交付，質量最高，并且包括最新技術。智能手機也是如此：用戶希望他們不斷擁有最新技術，并在短時間內頻繁購買新的替代型號。 
生產周期短的秘密行業
如果高科技和電子行業的公司要應對強大的競爭壓力，則他們必須保持創新和生產周期盡可能短，以便比競爭對手更快地推出新產品。防止競爭對手了解您的操作也很重要，因為所用機器的每個細節都可以得出有關生產的結論。電子行業中較短的產品和創新周期也給機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。無故障機器也需要快速的工程設計。中國機器制造商博準精密工業技術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的公司。Bozhon與西門子合作開展了許多當前項目之一，其中包括數字雙胞胎的開發。

Bozhon和Siemens最初想到的項目聽起來有些不尋常：在德國漢諾威工業博覽會之前，西門子為  在中國同時生產的機器制造了一個數字雙胞胎。它涉及一個帶有機械臂的裝配單元，在貿易展覽會上被用于演示如何將手機外殼的正面和背面連接在一起。 
西門子在德國為Bozhon在中國同時生產的機器創造了數字孿生
虛擬調試可節省大量時間
Bozhon的目標：通過提高工程效率來節省多達30％的時間，從而加速在客戶現場開發，交付和調試新機器。為了模擬所需的最終產品，創建了計劃機器的虛擬3D模型，包括與基于云的開放式IoT操作系統  MindSphere的接口。這樣就可以在后續操作期間記錄和分析數據，并以這種方式促進諸如預測性維護和電源優化之類的操作。數字孿生是真實預期機器的完整詳細表示，可以模擬其運動順序。結果：從產品設計到機器本身的規劃和設計，一直到生產過程和性能，整個價值鏈都以數字形式進行了全面表示，測試和優化。正如Bozhon的首席營銷官Karl Chen所說，對于Bozhon而言，開發數字孿生是正確的路線：“數字孿生的發展使我們能夠滿足模擬需求。我們希望數字孿生在包括更多功能。未來，從而進一步增強公司的長期競爭力。”
在開發人員逐步使用數字孿生機模擬機器的同時，還完成了虛擬調試過程的同時，真正的機器正在中國同時生產。機器的快速開發和調試為機器制造商在與競爭對手的競爭中創造了至關重要的優勢–數字孿生使他們領先一步。

六 、數字化為電子制造帶來機遇

機械制造技術

   

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

 

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

零散的數字計劃
隨著時間的流逝，大多數電子制造商都逐漸將其運營數字化。隨著技術和業務案例的發展，他們的數字領域也不斷擴大，制造商已針對一系列單獨功能應用了解決方案。其中包括針對PCB組裝和測試的集成計劃和管理，通過虛擬設計和過程驗證進行的生產加速和優化，零件和模具制造，供應商協作以及制造執行等。這種分散的方法導致了多個斷開連接的系統和信息孤島，從而阻止了數字化兌現其承諾。
 
集成解決方案打造數字企業
為了獲得數字化的潛在利益，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品生命周期管理（PLM）技術來鏈接設計驗證，制造計劃和過程工程，以及將生產計劃，生產執行和制造分析結合在一起的特定于電子產品的制造執行系統（MES）。涵蓋整個電子產品開發和制造生命周期的集成解決方案可以建立信息的數字線程，以支持所有學科之間的協作和水平集成
證明智能制造的商業利益
作為主要的工業電子制造商和全球領先的可編程邏輯控制器（PLC）供應商，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的展示工廠。EWA每年生產1200萬臺PLC，或每秒生產一個控制單元。工廠的真實和虛擬制造世界已完全集成。產品代碼將要求傳達給生產機器，并指示生產步驟的順序。產品和機器決定了在交付截止日期之前需要選擇的項目和生產線。獨立運行的軟件代理監視每個步驟，以確保符合法規要求。
這些實踐將創新迅速轉化為產品。 在使用數字原型與在軟件中模擬和優化生產過程的能力之間，EWA推出新產品所需的時間減少了50％。轉換時間也只有一半。新訂單的交貨時間為24小時，能夠處理1,000種產品變體，并且很多都可以處理。EWA的生產質量為99.99885％，并且一系列測試站可以檢測出確實發生的少量缺陷。這家數字企業的成本節省高達25％。
電子制造執行新技術
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。該工廠最近進行了數字化轉型，其中包括機械和電子設備開發與制造流程的集成，通過即插即用實時數據采集和控制的物聯網（IoT）制造數據采集以及與公司PLM和企業資源計劃（ERP）系統。
新的數字格局使產品和生產數據從PLM到制造執行的無縫流動成為可能。該解決方案的關鍵組件是專門為電子制造開發的領先的MES。MES支持PCB和機械組件的工藝準備以及計劃，材料管理和制造分析。通過PLM管道，MES直接連接到所有機電設計的產品設計數據，并將數字線程擴展到ERP系統。“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，涉及所有過程領域，以及物料流以及與PLM和ERP的集成。”西門子菲爾特制造經理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的工具無法實現的。” 與生產機械的便捷連接使解決方案易于在SiemensFürth的裝配線上進行部署。