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——全新西門子工程軟件加快產(chǎn)品開發(fā)，將生產(chǎn)率提高兩倍

用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工程和制造的一代西門子軟件套件，可將生產(chǎn)率提高兩倍。全新PLM軟件NX 10的一個(gè)關(guān)鍵要素是其經(jīng)過(guò)優(yōu)化的觸屏操作。

PLM新成員NX 10令人叫絕之處，是它可以在平板電腦上使用。譬如，用戶在參加會(huì)議時(shí)可以直接用這個(gè)程序來(lái)闡明未解決的產(chǎn)品問(wèn)題。此外，NX 10現(xiàn)在合并了過(guò)去由單獨(dú)程序執(zhí)行的工作步驟，從而節(jié)省了將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為適當(dāng)格式以做進(jìn)一步處理所需的時(shí)間。

提高產(chǎn)品開發(fā)效率的一個(gè)關(guān)鍵途徑是盡可能順利地在設(shè)計(jì)、工程和制造等階段之間過(guò)渡。過(guò)去，這些任務(wù)分別由單獨(dú)程序執(zhí)行，然后勞神費(fèi)力地將所得結(jié)果轉(zhuǎn)入下一個(gè)程序。如今，諸如西門子PLM軟件NX等軟件套件為參與產(chǎn)品開發(fā)的所有人提供了一個(gè)通用工作環(huán)境。

除應(yīng)用程序之外，這種軟件套件還包含一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，其中井然有序地保存著與所開發(fā)產(chǎn)品有關(guān)的全部信息。這些信息包括技術(shù)數(shù)據(jù)和技術(shù)規(guī)格，以及來(lái)往函件和演示文稿。軟件產(chǎn)品對(duì)不同用戶的典型工作方法描繪得越好，其調(diào)用單獨(dú)程序來(lái)執(zhí)行特定工作步驟的時(shí)候越少，那么，產(chǎn)品開發(fā)效率越高。

優(yōu)化支持移動(dòng)數(shù)字化工作流程

西門子新一代軟件NX 10進(jìn)一步改善了過(guò)程連續(xù)性。從一個(gè)方面來(lái)說(shuō)，新系統(tǒng)更好地集成了確定產(chǎn)品外觀形狀的早期設(shè)計(jì)階段。如今的日用消費(fèi)品其外形設(shè)計(jì)非常自由。挑戰(zhàn)在于將人體工學(xué)設(shè)計(jì)，如具有手握感的瓶子，轉(zhuǎn)換為幾何圖形，以便使用CAD程序。

為了做到這一點(diǎn)，西門子以電子游戲行業(yè)所用設(shè)計(jì)軟件為基礎(chǔ)，開發(fā)出NX應(yīng)用程序。有了這個(gè)應(yīng)用程序，可以輕松創(chuàng)建符合人體工學(xué)的外形設(shè)計(jì)。利用西門子提供的算法，自動(dòng)發(fā)送產(chǎn)品的CAD數(shù)據(jù)。新一代軟件NX 10還把另外一個(gè)因素考慮到了，那就是許多設(shè)計(jì)師和工程師開始時(shí)是在紙上繪圖或是利用其自有2D工程設(shè)計(jì)程序進(jìn)行設(shè)計(jì)。為了將這種工作方法轉(zhuǎn)換到NX軟件，西門子開發(fā)人員設(shè)計(jì)出一種工具，可以輕松創(chuàng)建二維形式概念，然后自動(dòng)轉(zhuǎn)換為3D文件。

隨時(shí)隨地使用程序

通過(guò)允許用戶在移動(dòng)終端觸摸屏上操作NX 10，西門子正在將所有工作流程數(shù)字化。這個(gè)新特性大大提高了工作靈活性，因?yàn)樗梢栽谌魏蔚胤竭M(jìn)行操作。譬如，用戶可以向其他人展示其設(shè)計(jì)。此外，熟悉的觸摸屏界面的使用要比輸入特殊掩碼更加直觀，因此，缺乏經(jīng)驗(yàn)的用戶也能使用這個(gè)程序。

NX 10的開發(fā)人員采取了一系列措施，以便創(chuàng)建能支持不同典型工作方法的用戶界面。此外，諸如彈出數(shù)字鍵盤等特性經(jīng)專門設(shè)計(jì)，不會(huì)覆蓋屏幕上的任何重要信息。另一個(gè)例子是縮放，這個(gè)特性的設(shè)計(jì)讓用戶只要指尖輕觸便能選擇工程設(shè)計(jì)要素。

另一個(gè)改進(jìn)是用戶可以更加輕松地獲得某些特定工作階段所需的產(chǎn)品信息，因?yàn)楝F(xiàn)在這些信息都保存在NX中央數(shù)據(jù)庫(kù)Teamcenter中。Teamcenter通過(guò)Active Workspace界面進(jìn)行操作?，F(xiàn)在，這個(gè)界面也支持觸摸屏操作，因此，用戶還可以按其認(rèn)為合適的方式，在移動(dòng)終端上查看所有信息。

很快，智能RFID（射頻識(shí)別）標(biāo)簽就將充當(dāng)起微型計(jì)算機(jī)的角色，一路引導(dǎo)產(chǎn)品從工廠到商店或跨過(guò)國(guó)界。西門子中央研究院的研究人員正在研發(fā)這些標(biāo)簽在工業(yè)4.0領(lǐng)域的新應(yīng)用。工業(yè)4.0是指以計(jì)算元件與物理實(shí)體之間的合作為特征的工業(yè)發(fā)展階段。

許多不同物品都貼有RFID標(biāo)簽。譬如，牛仔褲、藥劑，甚至汽車，都帶有RFID標(biāo)簽，以便能在裝運(yùn)交貨過(guò)程中準(zhǔn)確無(wú)誤地對(duì)它們進(jìn)行識(shí)別。其原理很簡(jiǎn)單：當(dāng)帶有RFID標(biāo)簽（亦稱發(fā)射應(yīng)答器）的物體經(jīng)過(guò)匹配的閱讀器時(shí)，標(biāo)簽將被激活并呈現(xiàn)保存在其存儲(chǔ)器中的信息。這樣一來(lái)，制造商就能確切知道產(chǎn)品何時(shí)離開其工廠，而中間商能夠沿途追蹤產(chǎn)品。當(dāng)產(chǎn)品抵達(dá)目的地時(shí)，負(fù)責(zé)接收的相關(guān)機(jī)構(gòu)可以確認(rèn)產(chǎn)品狀態(tài)為“已收貨”。

開啟通往個(gè)性化量產(chǎn)的大門

顧名思義，“射頻識(shí)別（RFID）”系統(tǒng)中的應(yīng)答器與閱讀器通過(guò)射頻信號(hào)相互通信。取決于具體應(yīng)用，RFID系統(tǒng)使用了多種不同的載波頻率。譬如，的特高頻（UHF）系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)達(dá)數(shù)米的通信距離，但迄今為止，其存儲(chǔ)容量?jī)H限于相對(duì)較小的64字節(jié)。因此，除簡(jiǎn)單的位置測(cè)定之外，這項(xiàng)技術(shù)沒(méi)有太大的應(yīng)用空間。所以，迄今為止，RFID芯片的其他應(yīng)用潛能僅停留在理論上。

多種不同應(yīng)用：RFID應(yīng)答器（圖中所示在不干膠
標(biāo)簽上）有許多不同使用途徑。

然而，RFID技術(shù)似乎即將迎來(lái)新的發(fā)展良機(jī)。西門子過(guò)程工業(yè)與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)的產(chǎn)品管理負(fù)責(zé)人Markus Weinländer表示：“通過(guò)成為IT系統(tǒng)的眼睛和耳朵，RFID系統(tǒng)能為工業(yè)4.0的實(shí)現(xiàn)做出重大貢獻(xiàn)。”

Weinländer解釋道：“西門子現(xiàn)已開發(fā)出一種擁有4千字節(jié)存儲(chǔ)容量的UHF應(yīng)答器。”他預(yù)測(cè)這種器件將使RFID技術(shù)能夠支持全新的應(yīng)用。他指出：“現(xiàn)在，應(yīng)答器將*能夠承載更多信息，如生產(chǎn)要求和裝配方案，并且能在較長(zhǎng)距離內(nèi)讀取所有這些信息。”其結(jié)果將是大幅提升批量定制化生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。Weinländer說(shuō)：“為了在當(dāng)今的市場(chǎng)環(huán)境中保持競(jìng)爭(zhēng)力，現(xiàn)在，許多企業(yè)必須有能力進(jìn)行極小批次生產(chǎn)，而不會(huì)增加成本。”不論是網(wǎng)球鞋、T恤衫，甚或早餐麥片，在許多領(lǐng)域，個(gè)性化量產(chǎn)商品已經(jīng)取代了標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品。

RFID系統(tǒng)能為工業(yè)4.0的實(shí)現(xiàn)做出重大貢獻(xiàn)。西門子
正在使用這些系統(tǒng)，如在其位于德國(guó)安貝格的電子工廠。

有了這種新的RFID技術(shù)，制造商能更進(jìn)一步，緊緊地追隨這一趨勢(shì)。譬如，在工廠車間內(nèi)，以及終工件自身，將能配備RFID芯片，當(dāng)產(chǎn)品自身在工廠內(nèi)流轉(zhuǎn)時(shí)，這些芯片將提供與產(chǎn)品生產(chǎn)有關(guān)的全部數(shù)據(jù)。機(jī)器或傳送帶分支上的RFID掃描器將讀取數(shù)據(jù)并向機(jī)械臂和物流系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的指令。

西門子中央研究院的研究人員已在研發(fā)新的應(yīng)用。西門子中央研究院射頻技術(shù)德國(guó)研究部的主管Andreas Ziroff預(yù)計(jì)，“在制造業(yè)和貿(mào)易業(yè)，RFID系統(tǒng)將能發(fā)揮許多新的作用。”利用傳感器，具備較大存儲(chǔ)容量的應(yīng)答器能夠收集關(guān)于溫度、振動(dòng)、能耗和距離等狀態(tài)的數(shù)據(jù)。這樣一來(lái)，譬如，可以檢查是否按要求對(duì)溫度敏感型商品進(jìn)行了管理，或者易碎商品是否受暴露在振動(dòng)環(huán)境下。在這種情況下，供應(yīng)商可以告知其客戶，以便后者提前調(diào)整其工作流程，并尋求替代方案，如從其他渠道訂購(gòu)產(chǎn)品。

各類產(chǎn)品的標(biāo)識(shí)為貫穿價(jià)值鏈進(jìn)行持續(xù)追蹤，
從而支持物流優(yōu)化開啟了大門。

來(lái)自電磁場(chǎng)的能量

Ziroff指出：“但應(yīng)答器需要電源才能做到這一切。”按目前的技術(shù)水平，不外乎兩種方式：要么使用電池板，要么將之置于閱讀器的電磁場(chǎng)范圍之內(nèi)。不過(guò)，這兩種方案都無(wú)法實(shí)現(xiàn)上面描述的各項(xiàng)功能。為此，Ziroff和他的同事循著哪怕當(dāng)應(yīng)答器超出閱讀器通信范圍時(shí)，也能通過(guò)射頻場(chǎng)向應(yīng)答器供電的思路，展開了研究。Ziroff說(shuō)：“利用電磁場(chǎng)合成，可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。”他解釋稱，這種方法源于閱讀器中使用的RFID天線。Ziroff表示：“如果在一個(gè)區(qū)域內(nèi)布置多根天線，可以將電磁輻射聚焦，以在一個(gè)點(diǎn)上生成足夠多的電能，為應(yīng)答器供電。”

在慕尼黑，Ziroff和他的同事利用一套實(shí)驗(yàn)裝置證實(shí)了這個(gè)想法的可行性，這套實(shí)驗(yàn)裝置可以在工廠復(fù)制。該裝置將4根天線直接懸于天花板下方，研究人員使用專門的軟件，來(lái)控制其輻射范圍，使之相互重疊，以使某一個(gè)點(diǎn)產(chǎn)生足夠多的電能，將掛在室內(nèi)的LED燈點(diǎn)亮。這種方法的特殊之處在于，干擾場(chǎng)可以一路跟隨應(yīng)答器在工廠內(nèi)轉(zhuǎn)移，從而在其移動(dòng)過(guò)程中隨時(shí)隨地為其提供電能。

缺失的一環(huán)：統(tǒng)一的射頻標(biāo)準(zhǔn)

Ziroff預(yù)計(jì)，這類智能RFID系統(tǒng)將需要大約6年時(shí)間才能發(fā)展到商業(yè)成熟階段。他說(shuō)，一個(gè)巨大障礙是實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的射頻標(biāo)準(zhǔn)。終，配備了這類系統(tǒng)的工件將自主引導(dǎo)在生產(chǎn)環(huán)境中流轉(zhuǎn)，并告知機(jī)器需要執(zhí)行什么操作——這是朝著工業(yè)4.0邁出的又一大步。不僅如此，正如Ziroff預(yù)測(cè)的，“未來(lái)的應(yīng)答器將薄如紙片，并且比當(dāng)前的應(yīng)答器小得多。”這也能開創(chuàng)新的業(yè)務(wù)模式。在登上火車或公交車時(shí)被激活的電子客票就是這樣的例子。當(dāng)乘客出行的時(shí)候這種客票將自動(dòng)記錄，然后計(jì)算出車費(fèi)并將之轉(zhuǎn)發(fā)給運(yùn)營(yíng)商。

這樣一來(lái)，RFID應(yīng)答器將不僅在制造業(yè)掀起革命，而且會(huì)改變我們的日常生活。