1.3.2 西門子數(shù)字孿生技術

1.3.2西門子數(shù)字孿生技術LOGO1.3.2西門子數(shù)字孿生技術1.西門子數(shù)字孿生技術體系（1）產品數(shù)字孿生：幫助用戶更快地驅動產品設計，獲得更佳、更可靠、成本更低的產品，預測產品在整個生命周期中的性能。01（2）生產數(shù)字孿生：以虛擬方式設計和評估工藝方案，通過仿真進行優(yōu)化和分析，迅速制定制造產品的最佳計劃。02（3）運營與性能數(shù)字孿生：實現(xiàn)透明化生產運營和質量管理，將車間的自動化設備與產品開發(fā)、生產工藝設計以及生產和企業(yè)管理連接在一起，實現(xiàn)設備和人員的融合。03

西門子（Siemens）是數(shù)字孿生技術的倡導者之一，其數(shù)字孿生技術包括產品數(shù)字孿生、生產數(shù)字孿生、運營與性能數(shù)字孿生三部分。2.西門子數(shù)字孿生的軟件

數(shù)字孿生的實施需要借助一系列的軟件來完成。西門子數(shù)字孿生的軟件工具主要有：產品生命周期管理（ProductLifecycleManagement，PLM）軟件、制造運營管理（ManufacturingOperationsManagement，MOM）軟件、全集成自動化（TotallyIntegratedAutomation，TIA）軟件。上述軟件在產品全生命周期管理數(shù)據(jù)平臺（Teamcenter，TC）的協(xié)作下，能夠完成不同技術的集成，實現(xiàn)不同人員的協(xié)作。2.西門子數(shù)字孿生的軟件（1）產品生命周期管理軟件：PLM軟件涉及產品開發(fā)和生產的各個環(huán)節(jié)，即從產品設計到生產規(guī)劃和工程，直至生產和服務等。PLM軟件又包括Teamcenter、NX和Tecnomatix。

其中，Teamcenter能在西門子與其他制造商提供的軟件解決方案之間進行管理和交換數(shù)據(jù)，將分布在不同位置的開發(fā)團隊、公司和供應商聯(lián)系起來，形成統(tǒng)一的產品、過程、生產等數(shù)據(jù)流通通道；

2.西門子數(shù)字孿生的軟件（1）產品生命周期管理軟件：PLM軟件涉及產品開發(fā)和生產的各個環(huán)節(jié)，即從產品設計到生產規(guī)劃和工程，直至生產和服務等。PLM軟件又包括Teamcenter、NX和Tecnomatix。

NX軟件擁有計算機輔助設計/制造/工程（CAD/CAM/CAE）等多種功能，其建模模塊能夠進行三維模型的設計和裝配，其機電一體化概念設計（MechatronicsConceptDesigner，MCD）模塊能夠進行運動仿真、過程控制、虛擬調試等；

2.西門子數(shù)字孿生的軟件（1）產品生命周期管理軟件：PLM軟件涉及產品開發(fā)和生產的各個環(huán)節(jié)，即從產品設計到生產規(guī)劃和工程，直至生產和服務等。PLM軟件又包括Teamcenter、NX和Tecnomatix。

Tecnomatix軟件主要針對整個生產的虛擬設計和過程模擬。其包含ProcessSimulate（PS）、PlantDesigner（PD）與PlantSimulation等組件，可用于流水線與工廠的設計與仿真優(yōu)化，借助該軟件可實現(xiàn)工業(yè)機器人工作站的設計和仿真。2.西門子數(shù)字孿生的軟件（2）制造運行管理軟件：MOM軟件不僅與控制、自動化和業(yè)務層面緊密結合，還與PLM相結合，實現(xiàn)自動化與制造管理、企業(yè)管理、供應鏈管理的無縫連接，使供應鏈的變化迅速地反應在制造中心，從而為“數(shù)字工廠”理念提供了堅實的技術和產品管理基礎。西門子制造運行管理軟件SIMATICIT包含了一系列產品，為生產運營、管理以及執(zhí)行人員提供了更高的工廠信息可見性。其中，制造執(zhí)行系統(tǒng)（ManufacturingExecutionSystem，MES）提供了一個較高層次的環(huán)境，為制造過程和操作流程的同步和協(xié)調提供了可能，提升了各組件協(xié)同工作的能力。2.西門子數(shù)字孿生的軟件（3）全集成自動化軟件：西門子博途軟件（TIAPortal）采用統(tǒng)一的工程組態(tài)和軟件項目環(huán)境的自動化軟件，可在同一環(huán)境中組態(tài)西門子的所有可編程控制器、驅動裝置和人機界面。在控制器、驅動裝置和人機界面之間建立通信實時共享任務，可大大降低連接和組態(tài)成本，幾乎適用于所有自動化任務。借助全新的博途軟件平臺，用戶能夠快速、直觀地開發(fā)和調試自動化系統(tǒng)。3.西門子數(shù)字孿生虛擬調試技術

數(shù)字化工廠柔性自動生產線的建設投資大、周期長，現(xiàn)場調試的難度與工作量大。在生產線建設時，越早發(fā)現(xiàn)問題，整改的成本就會越低。因此，在生產線正式生產、安裝和調試之前，需要先在虛擬環(huán)境中對生產線進行模擬調試，解決生產線的規(guī)劃、干涉、PLC邏輯控制等問題。當完成上述模擬調試之后，再綜合加工設備、物流設備、智能工裝和控制系統(tǒng)等各種因素，才能全面評估建設生產線的可行性。3.西門子數(shù)字孿生虛擬調試技術

虛擬調試（VisualCommissioning，VC）為解決此類難題提供了方便。在設計過程中，生產周期長、更改成本高的機械結構部分可采用虛擬設備，在虛擬環(huán)境中進行展示和模擬；易于構建和修改的控制部分則用由PLC搭建的物理控制系統(tǒng)來實現(xiàn)，由實物