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數位分身創造何種價值? 西門子軟體總經理:打破孤島作業緊密連結製造流程

西門子軟體工業總經理陳敏智。DIGITIMES

數位轉型熱潮席捲全球製造業,其中數位分身(Digital Twins)更連續兩年被Gartner評選為十大技術趨勢之一而受到關注。

不可諱言,現今製造環境總是充滿不確定性,時間與成本的壓縮,效率提升的要求皆考驗著製造業的能耐。而究竟數位分身可為製造業創造何價值?西門子軟體工業總經理陳敏智則指出關鍵在於打破孤島作業,讓各生產流程的資訊能夠透過共同平台,在各部門間達到資源共享,並針對問題快速反應與修正。

若從字面定義數位分身一詞,目前外界多以「藉由感測器蒐集的資料連結真實世界裡對應的物體,以便更容易掌握真實世界中該物體的狀態和變化」來形容。事實上,數位分身最早被應用於航空業,基於該產業在資本及安全性上的高要求,因此早前航空業會藉由蒐集各種飛航數據產生數位分身,並透過AI精準預測飛機各項元件的使用壽命以便進行管理與汰換,其中最顯著的例子便是GE為波音客機的引擎安裝200個感測器,每天可傳送高達5,000億位元的資料進行大數據分析、調控與改善。

隨著數位轉型成為企業目標,數位分身技術不僅作為物理資產數位化的管理工具,現也已漸漸被導入於各行各業,而在製造領域中,則可創造何價值?早期製造業雖已有虛實整合的概念,但這波新數位革命較之以往不同的是,能夠貫穿產品設計到生產製造的數位分身,雖然在不同生產流程中各自扮演不同角色,但其更加強調打破各生產流程之間的孤島作業。

西門子軟體工業總經理陳敏智提及,數位化的最大好處是可藉由共同平台達到資料儲存、共享與交換,以便在講求生產效率的當下更快速因應需求進行改善。

特別對於電子製造業來說,長久以來供應鏈分工的局面更容易形成資訊斷層,但每個生產流程都是環環相扣,資訊如無法達到共享,勢必延宕整體製造效率。陳敏智舉例,光是同一間企業裡進行產品研發設計,從產品概念成形到進行效能驗證,此一流程可能就會因資料格式、位置不同而增加作業困難。

陳敏智解釋,數位分身的概念事實上應始自於產品研發、製程規劃、生產工程、生產執行直至維運服務等囊括完整的產品製造週期,其核心是透過在虛擬環境下進行各種情境的模擬與測試,能夠預先挖掘問題,藉以改善實體環境中,產品或生產過程中的缺陷。因此與其稱之為數位分身,在功能上以數位化模擬更能表達此技術的核心。

而數位模擬的概念,對製造業來說並不陌生。早期在產品研發階段,業者已可成熟運用如CAD、CAE軟體的輔助下進行產品設計並測試產品效能,如散熱或耐摔程度的分析,然而數位分身的用意則是試圖在其他生產流程皆透過仿真方式達到上述效果。如以電子製造流程為例,除了產品設計外,也包括後續進入生產流程中,針對產品結構進行的生產製程規劃、實際投產前的生產工程規劃,例如驗證生產線是否會產生停工呆料或瓶頸站點,以及生產執行的製程規劃等。
 
此外,在數位分身的架構下,除了產品設計與生產製造,針對產品使用過程中所衍生出的「效能分身」則是可利用與引擎維運相同的概念,透過物聯網技術將生產數據進行大數據分析,並針對分析結果反饋至前端設計或生產以進行下次產品改良優化,在日積月累的數據分析下布局AI。


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