如今，各行各業(yè)對于工業(yè)4.0的熱情愈發(fā)高漲，然而，究竟從何著手卻眾說紛紜。從事制造業(yè)信息化工作20余年來，北京蘭光創(chuàng)新科技有限公司總經(jīng)理朱鐸先也緊隨大潮深耕工業(yè)4.0戰(zhàn)略，他認(rèn)為，以產(chǎn)品3D技術(shù)為主線，是實(shí)施工業(yè)4.0的一條路徑。在上一周CIO群分享中，朱鐸先就此與大家展開了分享和探討。
精彩分享
一、3D可視化系統(tǒng)在工業(yè)4.0三項(xiàng)集成的應(yīng)用
德國將工業(yè)4.0項(xiàng)目定義了兩個(gè)研究方向，一是“智能工廠”，重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn);二是“智能生產(chǎn)”，主要涉及整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用等。
此處的智能工廠，除了自動化、數(shù)字化、智能化的生產(chǎn)設(shè)施(機(jī)床、機(jī)器人、AGV等)等物理設(shè)施以外，更主要的是突出了通過信息化手段對車間生產(chǎn)過程進(jìn)行智能化的管控，從信息化角度上講，可以認(rèn)為是廣義上的MES系統(tǒng)。而網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)，是指將這些生產(chǎn)設(shè)施通過數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的手段，實(shí)現(xiàn)信息世界與物理世界的融合，包括分布式的通訊、采集、分析、決策、執(zhí)行等，以生產(chǎn)設(shè)施為主體，實(shí)現(xiàn)CPS在車間的落地，最終建設(shè)成一種智能化的、自組織生產(chǎn)的模式。打造智能工廠，這是工業(yè)4.0建設(shè)的一個(gè)核心與方向。
在智能生產(chǎn)的定義中，我們看到了“人機(jī)交互”、“3D技術(shù)”等字眼，當(dāng)然，這些技術(shù)涉及的范圍非常大、比如人工智能、3D打印等，都可以包含進(jìn)去。但是，作為制造企業(yè)，隨著3D軟件的普及，我們從某個(gè)角度上也可以認(rèn)為是產(chǎn)品模型的人機(jī)交互、3D技術(shù)的應(yīng)用等等。
此外，從三項(xiàng)集成上看，工業(yè)4.0定義了三項(xiàng)集成，分別是縱向集成、端對端集成、橫向集成?？v向集成的其實(shí)質(zhì)是“將各種不同層面的IT系統(tǒng)集成在一起(例如，執(zhí)行器與傳感器、控制、生產(chǎn)管理、制造和執(zhí)行及企業(yè)計(jì)劃等不同層面)，也就是說將企業(yè)內(nèi)不同的IT系統(tǒng)、生產(chǎn)設(shè)施(以數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等數(shù)字化生產(chǎn)設(shè)備為主)進(jìn)行全面的集成，從信息化角度來看，就是在企業(yè)內(nèi)以產(chǎn)品模型為主線，實(shí)現(xiàn)研發(fā)、計(jì)劃、工藝、生產(chǎn)、服務(wù)的信息流動。
而端對端集成，則是通過產(chǎn)品全價(jià)值鏈和為客戶需求而協(xié)作的不同公司，使現(xiàn)實(shí)世界與數(shù)字世界完成整合。這更突出了以產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、服務(wù)等為主線，實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)、企業(yè)間的集成。
而作為三項(xiàng)集成中的最高層次，橫向集成是指將各種使用不同制造階段和商業(yè)計(jì)劃的IT系統(tǒng)集成在一起，這其中既包括一個(gè)公司內(nèi)部的材料、能源和信息的配置，也包括不同公司間的配置。也就是以產(chǎn)品供應(yīng)鏈為主線，實(shí)現(xiàn)企業(yè)間的三流合一(物流、能源流、信息流)，實(shí)現(xiàn)一種社會化協(xié)同生產(chǎn)。
這其中，有企業(yè)之間的信息流，有市場、銷售、管理、計(jì)劃、生產(chǎn)、工程、外部設(shè)計(jì)人員、客戶、供應(yīng)商、分包商等等眾多角色的信息共享。
因此，以產(chǎn)品的3D模型為主線，實(shí)現(xiàn)了在企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)之間、社會化的生產(chǎn)制造及服務(wù)。
從其他前沿技術(shù)上看，現(xiàn)在除了工業(yè)4.0在工業(yè)界的火熱，還有幾項(xiàng)前沿技術(shù)將會成為將來的發(fā)展趨勢，包括云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、3D打印、移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等。
對于工業(yè)企業(yè)來講，對3D模型在云架構(gòu)、工業(yè)大數(shù)據(jù)的可視化應(yīng)用、移動互聯(lián)網(wǎng)方面的應(yīng)用等，也是非常關(guān)鍵的應(yīng)用。綜合上述，如何在，研發(fā)、管理、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)等不同角色之間，以3D模型為主線，實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)、企業(yè)間的信息瀏覽、共享，是一個(gè)重要的關(guān)鍵技術(shù)，甚至是工業(yè)4.0的一條實(shí)現(xiàn)路徑。
二、產(chǎn)品的3D模型在管理、共享等方面存在的問題
1、格式兼容性問題
現(xiàn)在市場上，各種設(shè)計(jì)軟件繁多，如CATIA、PROE、NX、Solidworks等等，軟件之間不兼容，如果進(jìn)行轉(zhuǎn)換，就存在丟數(shù)據(jù)、多版本并存等問題，很容易造成產(chǎn)品交期、質(zhì)量等重大問題，影響了企業(yè)內(nèi)、企業(yè)間的信息共享，更別提工業(yè)4.0的三項(xiàng)集成。
即便是使用PLM產(chǎn)品，PLM與CAD之間也存在類似問題，比如，用WINDCHILL管理CATIA模型，這種情況在航空工業(yè)等領(lǐng)域是非常普及的。由于WINDCHILL與CATIA分屬不同的軟件公司，PLM不能直接讀取CAD模型，客戶需要花費(fèi)幾十萬元購買轉(zhuǎn)換軟件，并且存在轉(zhuǎn)換效率低、轉(zhuǎn)換易于出錯(cuò)等等缺點(diǎn)。
2、投資與易用性問題。
企業(yè)人員眾多，包括研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)等人員都希望通過3D模型實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品信息的共享，但企業(yè)不可能為每個(gè)人購買一套CAD軟件，那將是巨大的投資。再說，很多人員，如市場、服務(wù)人員，并不需要掌握否復(fù)雜的CAD系統(tǒng)，他們需要的只是圖形的瀏覽、剖切、測量等基本功能，需要操作簡單、成本低的系統(tǒng)。
3、云架構(gòu)與數(shù)據(jù)安全性
企業(yè)往往為了市場需要、維護(hù)需要等等，既希望客戶或合作伙伴通過遠(yuǎn)程電腦、手機(jī)等就能訪問他們的數(shù)據(jù)，又不希望客戶能下載他們的數(shù)據(jù)，甚至是逆向他們的產(chǎn)品，如何做到數(shù)據(jù)共享與安全的平衡，也是困擾企業(yè)的一個(gè)難題。
總之，由于3D數(shù)據(jù)格式的不統(tǒng)一、不兼容，還有更多的困難影響著企業(yè)內(nèi)、企業(yè)間的共享、效率、質(zhì)量等問題，隨著3D數(shù)據(jù)的增多，這個(gè)問題會越來越突出。
精彩對話
申宏杰：jt2go是西門子做的通用格式，但是是簡化模型。
朱鐸先：簡化模型也存在問題，需要簡化費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還存在多版本問題。
申宏杰：我認(rèn)為設(shè)計(jì)模型是不會發(fā)出到生產(chǎn)環(huán)節(jié)的，肯定是給簡化模型，針對不同的需求做簡化。
朱鐸先：工業(yè)大數(shù)據(jù)不只是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫里的數(shù)據(jù)，還包括3D模型。
申宏杰：不過各種模型之間的協(xié)同的確是個(gè)問題，還有電器模型~
朱鐸先：移動互聯(lián)網(wǎng)，不只是上網(wǎng)網(wǎng)購，還需要看產(chǎn)品模型。云計(jì)算不只是管理，還包括產(chǎn)品模型的管理、共享。
申宏杰：目前來看，模型是f2c的必要環(huán)節(jié)。對云計(jì)算持保留意見。
朱鐸先：今天，向大家介紹一款來自德國、完全顛覆您3D模型瀏覽傳統(tǒng)的軟件，德國KISTERS公司的3DVIEWSTATION,，可以幫助您解決許多難點(diǎn)問題。
1、兼容性強(qiáng)
3DViewStation是一款性能卓越的3D可視化系統(tǒng)，無需任何轉(zhuǎn)換，可實(shí)現(xiàn)不同CAD系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步加載、可視化展現(xiàn)和檢查。它還具有功能強(qiáng)大的分析功能，包括測量、標(biāo)注、3D比較以及真正的Multi-CAD數(shù)據(jù)管理。
支持的讀取格式有3DVS、Catia、NX、CreoElements(Pro-E)、SolidWorks、Inventor、SolidEdge、I-DEAS、STEP、IGES、ACIS、Parasolid、3D-PDF、JT、3DXML、STL、VRML、IFC等。
輸出的文件格式，包括3DVS、Step、JT、Iges、Parasolid、3D-PDF、PRC、U3D、ACIS、STL等。
支持在同一文件中、不同格式的文件直接打開
2、功能強(qiáng)大
3DViewStation功能強(qiáng)大，性能卓越，比如打開5.5GB的Catia復(fù)雜模型,用自有的3DVS格式，僅需1秒，用CATIA原有格式，也僅需7分鐘。
3、運(yùn)行平臺多樣
既支持臺式機(jī)、筆記本電腦，也支持各類PAD、手機(jī)等智能終端。
并具有以下功能及應(yīng)用:
•任何人都可訪問3D數(shù)據(jù)，即便是不太常用軟件的人
•B/S架構(gòu)，云解決方案
•互聯(lián)網(wǎng)入口經(jīng)濟(jì)
•客戶端零安裝(比如，不需要JAVA)
•HTML5瀏覽器即可流暢運(yùn)行
•非?？欤幢闶蔷W(wǎng)絡(luò)帶寬很低
•極快的加載速度，不用下載幾何圖元，數(shù)據(jù)安全受保護(hù)。
4、應(yīng)用范圍廣泛
3DViewStation可廣泛應(yīng)用于研發(fā)、計(jì)劃、工藝、生產(chǎn)、銷售、技術(shù)文檔、協(xié)作、服務(wù)等環(huán)節(jié)，涵蓋了產(chǎn)品的全生命周期。
5、集成性好
3DViewStation既可直接獨(dú)立使用，也可集成到PLM/ERP/MES等各類管理系統(tǒng)中。
比如，與PLM集成后，可方便地實(shí)現(xiàn)以下功能：
•瀏覽零件、裝配
•分析
•零件、裝配比較
•真正的多格式源數(shù)字樣機(jī)
•使用PLM狀態(tài)的顏色
•虛擬樣機(jī)
•變量與可配置
•可視化的CAD載入
•關(guān)聯(lián)幾何到相關(guān)的圖元&文檔
申宏杰：請問與teamcenter集成如何?能夠做模型格式轉(zhuǎn)換?轉(zhuǎn)換后信息效果如何?能否支持e3、mentor等電氣設(shè)計(jì)模型?能否用于制造產(chǎn)品電子手冊?電子手冊是什么格式?
朱鐸先：電子手冊就是上面的技術(shù)文檔，是可以的。電子手冊可以輸出到3DPDF格式，一個(gè)工程師使用，100個(gè)工人免費(fèi)使用。同時(shí)它與TM.WC，SAP集成有標(biāo)準(zhǔn)接口。可以到控件級，調(diào)取模型的集合屬性。
申宏杰：這就是電子手冊啊，不過模型還是需要簡化。
朱鐸先：車間生產(chǎn)，3D模型可以下到工位，工人不用安裝任何軟件就可以使用。還有云、入口經(jīng)濟(jì)、家電消費(fèi)，可以遠(yuǎn)程查看產(chǎn)品，廠家實(shí)現(xiàn)入口經(jīng)濟(jì)。這個(gè)產(chǎn)品匯聚了智能制造、智能生產(chǎn)、工業(yè)大數(shù)據(jù)、入口經(jīng)濟(jì)等。
瑞飛政企解決方案shiyeb：從我個(gè)人多年銷售經(jīng)驗(yàn)來看，你即便有100個(gè)功能，建議你就坐1到2個(gè)，再去想剩下的99個(gè)。
朱鐸先：嗯，我們主要還只是這對機(jī)械行業(yè)。
申宏杰：一個(gè)企業(yè)需要用多少種三維設(shè)計(jì)軟件啊?這個(gè)必須只有一個(gè)嗎?
朱鐸先：汽車廠有很多外協(xié)廠家的，并且同一個(gè)整車廠，底盤是一個(gè)軟件、發(fā)動機(jī)是一個(gè)軟件，這種情況是很普遍的。
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