Как можно охарактеризовать период, когда технологии развиваются невероятно стремительно, а рынок претерпевает постоянные инновации и быструю смену тенденций? «Это время извлекать выгоду из прорыва; превращать инновации в доход», — считают в Siemens PLM Software, подразделении департамента Siemens Digital Factory, разработчике программного обеспечения, систем и сервисов для управления жизненным циклом изделия (Product Lifecycle Management — PLM).
Siemens PLM Software — это своего рода авансцена внедрения комплексной стратегии цифрового предприятия. В то время как консалтинговая аналитическая компания CIMdata прогнозирует среднегодовой рост PLM-рынка в 6,3%, а его объем к 2020 году — в 52 млрд долл. по сравнению с 38 млрд долл. в 2015-м, Siemens придает большое значение развитию возможности предложения прорывных технологий.
На протяжении многих лет Siemens PLM Software (штаб-квартира в г.Плано, шт.Техас, США) признается лидером рынка систем управления данными об изделии (cPDm) и цифрового производства. В результате расширения портфеля решений для моделирования и анализа (S&A) Siemens завоевывает лидирующие позиции и в этом сегменте. «Siemens продолжает лидировать в cPDm и цифровом производстве и показывает значительный рост дохода от S&A, — заявляет Питер Билелло (Peter Bilello), президент CIMdata. — Это обещает компании хорошие перспективы, поскольку все три сегмента продолжают расти, а наши оценки и данные показывают, что рост продолжится».
Изменение рынка и потребность в дигитализации
По мере изменения рынка и создания интеллектуальных изделий, усложнения процессов их разработки и производства, Siemens уделяет все больше внимания технологиям, позволяющим совместить механику, электронику, программное обеспечение и системы управления, а также применению новых материалов и методов производства. Компания отмечает важность дигитализации для организаций, которые намерены использовать современные методы разработки и производства, активно применяя технологии взаимодействия и искусственного интеллекта.
«Мы считаем, что цифровые технологии должны соединить все этапы: для развития идей — разработку и инженерный анализ изделия; управление производством — для внедрения; эксплуатацию — для разработки средств, позволяющих компаниям получить преимущества поступающей информации и данных о работе продукта и опыте пользователей, — считает Ян Лёридан (Jan Leuridan), старший вицепрезидент по решениям для расчетного моделирования и натурных испытаний Siemens PLM Software. — Дигитализация позволяет использовать цифровой информационный поток в качестве активного средства развития бизнеса. Полностью оптимизированное цифровое предприятие обеспечивает производителям высокую готовность инициировать и реагировать на прорывные инновации».
Ян Лёридан (Jan Leuridan), старший вице-президент по решениям для расчетного моделирования и натурных испытаний Siemens PLM Software
Ян Лёридан выделяет ряд рыночных тенденций, существенно влияющих на производителей, вынуждая их сталкиваться с ранее им неизвестными проблемами в процессе разработки, что приводит к задержкам вывода изделия на рынок и повышению риска. Чтобы не отстать от конкурентов, производитель должен осознать переход от концепции изделия как механического устройства к развитию интеллектуальных систем, в которых механика и электрика объединяются с функциями управления и другими возможностями. Такой переход требует применения системного моделирования на всех уровнях, начиная от механических систем, взаимодействующих с блоками управления, и заканчивая блоками охлаждения электроники.
Еще одна тенденция, определяющая условия современного рынка, — широкое применение новых материалов, например композиционных, и новых технологий производства, например послойной 3Dпечати. Сегодня в условиях массовой персонализации и глобализации инженеры решают задачу обеспечения правильной работы каждой из нескольких сотен или тысяч модификаций изделия.
Все эти тенденции, вместе с развитием Интернета, ведут нас к созданию системы, отдельные части которой могут существовать автономно, и Интернету вещей и предоставляют огромное число новых возможностей для производителей. Возрастает количество пользовательских данных. В настоящее время изделия способны отслеживать данные об их использовании и передавать эту информацию как пользователю, так и производителю. В этом заключается сущность дигитализации, концепцию которой компания Siemens намерена сделать следующим глобальным трендом.
Объединение хранилищ данных
В основе плана развития дигитализации, представленного экспертами Siemens, — концепции цифровой нити и цифрового двойника. Цифровой двойник объединяет инженерные данные и модели, полученные на основе расчетного моделирования и натурных испытаний, которые сегодня в большинстве компаний хранятся отдельно друг от друга. Их объединение позволит создавать более реалистичные модели и прогнозировать поведение товаров. Модель включает все типы поведения, которые соответствуют разным этапам процесса разработки. Это позволяет использовать результаты моделирования как входные данные для следующей модели, которая появится на более позднем этапе процесса разработки. Цифровой двойник может развиваться и дополняться фактическими данными о применении изделий, если они поддерживают технологии Интернета вещей.
Используя аналитическую обработку данных из различных источников, цифровые двойники позволяют выполнить предсказательный инженерный анализ (PEA), который помогает компаниям прогнозировать требуемое поведение и характеристики сложных изделий и систем в реальном мире на протяжении всего жизненного цикла.
PEA включает тактики и инструменты, которые могут быть использованы производителями для перехода от верификации и валидации готового изделия к предсказательным процессам, поддерживающим системноориентированную разработку продуктов (SDPD). Главная цель PEA — внедрять инновации для комплексных продуктов с большей скоростью и большей уверенностью. Данный подход позволяет предприятиям развивать свои инженерные процессы, смещая акценты с верификации гипотез к прогнозированию поведения будущего изделия уже на начальном этапе, когда еще нет геометрии изделия, а есть только идея и принципиальная схема работы.
Для продвижения предсказательного инженерного анализа Siemens представила платформу Simcenter, в которой тесно объединены решения для моделирования и натурных испытаний, дающие компаниям возможность решать актуальные инженерные задачи в процессе разработки сложных изделий. Она объединяет моделирование и натурные испытания с интеллектуальным анализом и аналитическими данными, что позволяет создать цифровой двойник, точно прогнозирующий поведение изделия на каждом этапе процесса разработки. В состав платформы входит решение Simcenter 3D, предназначенное для трехмерного моделирования следующего поколения, которое основано на NX, сочетающей широкие возможности мультидисциплинарного 3Dмоделирования, а также индустриальных приложений. Средства Simcenter 3D для структурного, теплового и газодинамического анализа также представлены в персонализируемой облачной среде, что повышает удобство использования и гибкость решения.
«С выводом на рынок Simcenter компания Siemens делает следующий шаг в развитии стратегии дигитализации и предсказательного инженерного анализа (РЕА), предусматривающего создание нового аналитического инструмента на основе технологий моделирования и верификации», — уверен гн Лёридан.
«Simcenter естественным образом сочетает расчетное моделирование и натурные испытания, — отмечает Глен Стейер (Glen Steyer), исполнительный директор по разработке продуктов компании American Axle and Manufacturing (AAM), уже использующей возможности ряда решений портфеля Simcenter. — Это, например, позволяет достичь того, что водитель не замечает, как мощность передается от двигателя к колесам, не слышит и не чувствует вибраций в трансмиссии». Чтобы точно прогнозировать поведение и характеристики изделий в реальной жизни, инженерная команда AAM для устранения шумов и вибраций широко применяет технологии моделирования и сопоставляет аналитическую модель с результатами натурных испытаний, проводимых в сверхсовременных лабораториях. Важнейшую роль в этом процессе играют решения Siemens для расчетного моделирования и натурных испытаний.
На острие инноваций
«Планы развития портфеля решений Simcenter крайне амбициозны, и это подтверждают наши инвестиции. Всё, что делает Siemens PLM Software для Simcenter, полностью соответствует стратегии развития направления дигитализации Siemens, — поясняет гн Лёридан. — И это только начало, мы ожидаем большего проникновения инженерных процессов и изобретательности для жизни. Этот лозунг с гордостью поддерживает каждый сотрудник Siemens». Начиная с 2013 года компания серьезно инвестировала в развитие различных систем — от расширенного моделирования систем управления до предсказательного анализа.
Приобретение LMS и CDadapco за 1,9 млрд долл. является ярким подтверждением плана Siemens PLM Software создать программную платформу мирового класса. Дополнительно компания сфокусировалась на эффективности принятия решений посредством междисциплинарного моделирования и анализа данных, что стало ключевым элементом конкурентного преимущества Simcеnter в реализации концепции «цифрового двойника».
Благодаря интеграции с Teamcenter Simulation Process Management платформа Simcenter позволяет упростить управление аналитическими данными, необходимыми для ускорения инноваций продуктов и процессов. Teamcenter — самая распространенная в мире система PLM, применение которой способствует внедрению инноваций и повышению производительности, поскольку она предоставляет доступ к информации об изделиях и процессах для организации эффективной работы с жизненным циклом изделий в распределенной среде.
Объединение портфеля решений Simcenter с Teamcenter позволяет создать полный цикл системноориентированной разработки продуктов (SDPD) и обеспечить полную прослеживаемость данных — от этапа сбора требований до улучшения характеристик, что повышает ценность предложений Siemens для предприятий. Вместе с этим компания намерена предоставить клиентам мультифизические средства анализа, которые объединят различные этапы разработки в единое и непрерывное решение, позволяющее переходить от создания идеи через подробную разработку к натурным испытаниям, не теряя связи между всеми этапами.
Для поддержки предприятий на пути дигитализации компания Siemens собрала команду технических экспертов с богатейшим инженерным опытом, готовых помочь производителям и их поставщикам из различных отраслей внедрить новые прорывные технологии и незамедлительно усовершенствовать процессы разработки изделий. «Siemens помогает своим заказчикам справляться с вызовами в техническом проектировании современных изделий, одновременно прокладывая путь для новых поколений изделий будущего», — заключает Ян Лёридан.
