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电子行业

一、通过数字化解决方案实现更快和更灵活的生产

由于电子设备更新换代非常快，机器设备制造商正面临巨大挑战。通常需要为每种产品建立单独的生产线，然后在很短的生产周期过后再次拆除。机器设备制造商不仅需要能够在很短时间内交付新的机器设备，还需要迅速适应短期的变化。无论是机器设备和生产线的调试阶段，还是从手工生产到自动化生产的转变，均为电子设备制造商提供了节省大量时间、应对挑战的潜力。西门子提供了可用来生成机器设备数字化双胞胎的一系列理想的自动化和数字化解决方案。它们有助于更快和更灵活地开发新的机器设备和生产线。
 

二、西门子是您值得信赖的合作伙伴，面向电子行业的全面升级解决方案。

得益于在自动化和驱动技术领域数十年的应用经验和针对行业的核心技术，西门子可以提供适用于任何规模和复杂性任务的适宜硬件和软件产品。无论是高端应用，还是注重速度和经济实用性的简单应用，都能轻松实现。
当博众精工科技股份有限公司的设备在中国进行制造时，其基于虚拟调试的自动化过程在位于纽伦堡的西门子设施内同步进行。
在制造机器时，数字化双胞胎可以节省多少时间？
以博众精工科技股份有限公司的设备为例，对虚拟调试进行了说明。

三、用户获益，灵活满足各种要求。

电子产品市场变化很快，且成本压力在不断增加。西门子全面丰富的解决方案和产品组合具有快速响应全部要求的潜力。
更高的灵活性
 

机器设备制造商可轻松地做出设计改变：例如，可以在生产开始前不久，修改某种电子设备的设计。
更快的调试速度
 

 
 
 
由于以数字化双胞胎的形式制造、仿真和测试机器设备，可在执行实际调试之前，发现并更正错误。
更短的交付时间

 

得益于采用数字化双胞胎和相关工具，机械和电控设计同步并行可显著缩短新机器设备的开发时间。

可重复使用的设计方案



通过采用数字化双胞胎和端到端数字化，可根据新的需求在成熟的方案中有针对性地快速进行调整改动。

四、端到端数字化双胞胎详情

西门子数字化双胞胎全面的解决方案能够带来实实在在的收益：可以显著减少所需原型机的数量，预测生产和产品性能，并确保满足客户需求。
生产数字化双胞胎
数字化双胞胎就是一件产品（如智能手机或平板电脑）或生产工厂的精确虚拟模型。它显示了产品或工厂整个生命周期内的发展状况，使操作人员能够预测行为和优化性能，并将从以前的设计和生产中获得的宝贵经验付诸实践。
西门子数字化双胞胎综合方案有三种形式：产品数字化双胞胎、生产数字化双胞胎以及产品和生产性能数字化双胞胎。由于拥有全面的行业专业技术和优化工具，西门子成为唯一能够提供这种整体解决方案的公司。
通过使用数字化双胞胎执行“推测”方案并预测将来的性能，可获得巨大价值。数字化双胞胎的最终目标是实现产品开发和生产规划的虚拟环境与实际生产系统和产品性能之间的闭环连接。通过这种连接，可获得对实际生产环境的可执行认知，以便在产品和生产运营的整个生命周期内做出明智决策。
产品数字化双胞胎

产品数字化双胞胎包含产品设计以及面向系统的虚拟产品开发。借助于该解决方案，可实现跨技术领域的产品
设计、仿真和验证，执行多物理参数仿真、实现电子设计自动化和软件管理，无需实际原型机。
 
生产数字化双胞胎

通过自动生成 PLC 代码来实现生产的数字化规划、仿真和优化，从而产生“生产”数字化双胞胎。机电系统和自动化的协同仿真会得到一个整体仿真模型，可作为对具体机器设备进行虚拟调试并对整条生产线进行仿真的基础。
 
产品和生产性能数字化双胞胎

在现实世界中，由于与集成自动化组件相连接，生产性能数字化双胞胎不断接收到来自车间的产品和机器设备的数据，从而能够分析机器设备的性能，产生新的认知。

机器制造业中的数字化双胞胎
    数字化双胞胎就是一件产品或生产工厂的精确虚拟模型。它显示了产品或工厂整个生命周期内的发展状况，使操作人员能够预测行为和优化性能，并将从以前的设计和生产中获得的宝贵经验付诸实践。
西门子数字化双胞胎综合方案有三种形式：产品数字化双胞胎、生产数字化双胞胎以及产品和生产性能数字化双胞胎。由于拥有全面的行业专业技术和优化工具，西门子成为唯一能够提供这种整体解决方案的公司。
机器制造业中的数字化双胞胎
    通过使用数字化双胞胎执行“推测”方案并预测将来的性能，可获得巨大价值。数字化双胞胎的最终目标是实现产品开发和生产规划的虚拟环境与实际生产系统和产品性能之间的闭环连接。通过这种连接，可获得对实际生产环境的可执行认知，以便在产品和生产运营的
产品数字化双胞胎

产品数字化双胞胎包含产品设计以及面向系统的虚拟产品开发。借助于该解决方案，可实现跨技术领域的产品设计、仿真和验证，执行多物理参数仿真、实现电子设计自动化和软件管理，无需实际原型机。
 
生产数字化双胞胎

机电系统和自动化的协同仿真会得到一个整体仿真模型，可作为对具体机器设备进行虚拟调试并对整条生产线进行仿真的基础。
产品和生产性能数字化双胞胎

在现实世界中，生产性能数字化双胞胎从分布在世界各地的机器设备中连续接收并更新数据，从而能够分析机器设备的性能，以确保其具有最优的可用性并提供与机器相关的附加服务。
 

五、客户案例：电子行业解决方案的实际应用

 

下面，我们将展示电子行业获益于西门子产品与解决方案的一个具体真实案例。

通过数字化双胞胎，将产品更快投放市场30 %工程组态效率提高，节省了时间。
博众精工科技股份有限公司 | 中国  
博众精工科技股份有限公司是中国的一家服务于电子行业的机器制造商。博众和西门子合作，协力开发了一种新的智能手机生产设备。在中国制造机器的同时，在德国已对机器进行虚拟调试。这就大大节省了工程时间，从而加快了为博众客户所提供的新机器的开发、交付和调试。

数字双胞胎加快了产品上市时间
用于创新驱动的电子行业的新机器必须很快开发并投入运行。中国公司Bozhon已与西门子携手合作。
在火车上播放您喜欢的电视连续剧的最新剧集不再是对未来的愿景，而是每天的现实。最新的服装，书籍甚至是食物：如今，只需在智能手机上轻按手指，即可购买几乎所有物品。消费者期望新产品能够一次交付，质量最高，并且包括最新技术。智能手机也是如此：用户希望他们不断拥有最新技术，并在短时间内频繁购买新的替代型号。 
生产周期短的秘密行业
如果高科技和电子行业的公司要应对强大的竞争压力，则他们必须保持创新和生产周期尽可能短，以便比竞争对手更快地推出新产品。防止竞争对手了解您的操作也很重要，因为所用机器的每个细节都可以得出有关生产的结论。电子行业中较短的产品和创新周期也给机器制造商带来了巨大的时间压力。他们期望提供用于制造新型号的高精度机器-他们必须尽快做到这一点，同时保持绝对的保密性。无故障机器也需要快速的工程设计。中国机器制造商博准精密工业技术有限公司是可以在这个困难的市场中保持自己地位并高度了解其客户所面临挑战的公司。Bozhon与西门子合作开展了许多当前项目之一，其中包括数字双胞胎的开发。

Bozhon和Siemens最初想到的项目听起来有些不寻常：在德国汉诺威工业博览会之前，西门子为  在中国同时生产的机器制造了一个数字双胞胎。它涉及一个带有机械臂的装配单元，在贸易展览会上被用于演示如何将手机外壳的正面和背面连接在一起。 
西门子在德国为Bozhon在中国同时生产的机器创造了数字孪生
虚拟调试可节省大量时间
Bozhon的目标：通过提高工程效率来节省多达30％的时间，从而加速在客户现场开发，交付和调试新机器。为了模拟所需的最终产品，创建了计划机器的虚拟3D模型，包括与基于云的开放式IoT操作系统  MindSphere的接口。这样就可以在后续操作期间记录和分析数据，并以这种方式促进诸如预测性维护和电源优化之类的操作。数字孪生是真实预期机器的完整详细表示，可以模拟其运动顺序。结果：从产品设计到机器本身的规划和设计，一直到生产过程和性能，整个价值链都以数字形式进行了全面表示，测试和优化。正如Bozhon的首席营销官Karl Chen所说，对于Bozhon而言，开发数字孪生是正确的路线：“数字孪生的发展使我们能够满足模拟需求。我们希望数字孪生在包括更多功能。未来，从而进一步增强公司的长期竞争力。”
在开发人员逐步使用数字孪生机模拟机器的同时，还完成了虚拟调试过程的同时，真正的机器正在中国同时生产。机器的快速开发和调试为机器制造商在与竞争对手的竞争中创造了至关重要的优势–数字孪生使他们领先一步。

六 、数字化为电子制造带来机遇

机械制造技术

   

在一个以前所未有的速度需求新产品的行业中，电子公司越来越依赖“智能制造”来应对复杂性，定制化，合规性，全球化以及客户对近乎完美质量的期望。
智能制造（采用计算机控制和高度适应性）利用强大的信息和制造技术，为动态和全球市场提供灵活的物理过程。
智能制造的基础是一个集成平台，它将设计，制造和交付当今智能产品所需的所有领域结合在一起。智能制造是一种数字化的开发策略，涵盖了从PCB设计和工厂车间优化到将客户反馈纳入新设计的整个过程。这种方法可以将上市时间缩短多达50％，将开发成本降低多达25％，并使电子公司能够提供近乎完美的产品质量。
数字化战略旨在创建产品，生产和性能的数字化双胞胎–详细而准确的副本，有助于加速其实际产品的开发，制造，交付和服务。数字双胞胎及其所有利益相关者通过数字信息线相互连接。实际制造和使用中数据的可用性使不断改进数字双胞胎的准确性和逼真度成为可能。

 

激励措施和运营模式对数字化成功可能性的影响是技术变化的15倍。Gartner在2017年的调查中报告称，有80％的公司正在实施数字化计划，其中69％的公司表示必须变得更加数字化。重要的是要注意，向数字工厂的成功过渡不仅取决于技术，还取决于工厂的验收，培训和人员水平。

零散的数字计划
随着时间的流逝，大多数电子制造商都逐渐将其运营数字化。随着技术和业务案例的发展，他们的数字领域也不断扩大，制造商已针对一系列单独功能应用了解决方案。其中包括针对PCB组装和测试的集成计划和管理，通过虚拟设计和过程验证进行的生产加速和优化，零件和模具制造，供应商协作以及制造执行等。这种分散的方法导致了多个断开连接的系统和信息孤岛，从而阻止了数字化兑现其承诺。
 
集成解决方案打造数字企业
为了获得数字化的潜在利益，电子制造商需要集成的智能制造解决方案，以打破孤岛。此类解决方案使用产品生命周期管理（PLM）技术来链接设计验证，制造计划和过程工程，以及将生产计划，生产执行和制造分析结合在一起的特定于电子产品的制造执行系统（MES）。涵盖整个电子产品开发和制造生命周期的集成解决方案可以建立信息的数字线程，以支持所有学科之间的协作和水平集成
证明智能制造的商业利益
作为主要的工业电子制造商和全球领先的可编程逻辑控制器（PLC）供应商，西门子已完全采用了智能制造方法，可量化的车间和商业收益。
西门子安贝格电子工厂（德语缩写：EWA）是该公司用于智能制造系统的展示工厂。EWA每年生产1200万台PLC，或每秒生产一个控制单元。工厂的真实和虚拟制造世界已完全集成。产品代码将要求传达给生产机器，并指示生产步骤的顺序。产品和机器决定了在交付截止日期之前需要选择的项目和生产线。独立运行的软件代理监视每个步骤，以确保符合法规要求。
这些实践将创新迅速转化为产品。 在使用数字原型与在软件中模拟和优化生产过程的能力之间，EWA推出新产品所需的时间减少了50％。转换时间也只有一半。新订单的交货时间为24小时，能够处理1,000种产品变体，并且很多都可以处理。EWA的生产质量为99.99885％，并且一系列测试站可以检测出确实发生的少量缺陷。这家数字企业的成本节省高达25％。
电子制造执行新技术
另一个说明智能制造力量的案例研究是位于德国菲尔特的西门子电子制造工厂。该工厂最近进行了数字化转型，其中包括机械和电子设备开发与制造流程的集成，通过即插即用实时数据采集和控制的物联网（IoT）制造数据采集以及与公司PLM和企业资源计划（ERP）系统。
新的数字格局使产品和生产数据从PLM到制造执行的无缝流动成为可能。该解决方案的关键组件是专门为电子制造开发的领先的MES。MES支持PCB和机械组件的工艺准备以及计划，材料管理和制造分析。通过PLM管道，MES直接连接到所有机电设计的产品设计数据，并将数字线程扩展到ERP系统。“今天，我们拥有一个真正的一站式解决方案，用于管理电子制造，涉及所有过程领域，以及物料流以及与PLM和ERP的集成。”西门子菲尔特制造经理Hermann Kraus说。迁移到新的MES“引入了价值层，而这是通过自定义集成使用一组脱节的工具无法实现的。” 与生产机械的便捷连接使解决方案易于在SiemensFürth的装配线上进行部署。