作者介紹
貝加萊總部自動化學院院長
Franz Enhuber先生
Franz Enhuber是在自動化行業(yè)深耕了37年的資深專家，他不僅有非常豐富的產(chǎn)業(yè)實踐經(jīng)驗，同時也有著高瞻遠矚的視野和格局。
9月26日，2019年度貝加萊用戶會議上，F(xiàn)ranz Enhuber先生做了《創(chuàng)新驅動未來自動化》的主題演講。他指出，數(shù)字孿生（Digital Twins）將成為新機器設計策略的使能者，將徹底改變機器和過程開發(fā)策略，在整個生命周期內(nèi)為你的產(chǎn)品提供支持。為了讓您深入了解Franz Enhuber先生的前沿觀點，我們根據(jù)現(xiàn)場演講錄音整理翻譯成中文版文字實錄，希望能給您帶來啟發(fā)。
以下為演講實錄全文：
早上好！女士們和先生們，很高興跟大家來討論下自動化的愿景，自動化的未來以及一些發(fā)展趨勢。當我們在考慮行業(yè)和需求時，大多數(shù)人相信這里擁有太多的話題。但事實并非如此，這些行業(yè)正在尋找他們想要將創(chuàng)新帶入市場的共同的目標，以確保他們在自己的層級上取得成功。因此，當我們談論這些的時候，每個人都對生產(chǎn)力的質(zhì)量，對未來的投資感興趣，然而市場卻是由消費者驅動的。
很多的消費者的變化是非常快的，所以敏捷以及靈活對于整個公司是非常必要的一個特征。如果使用一些已有的技術，并對新的技術采取一種開放的態(tài)度，這將會對您未來的投資提供一個保證。就如剛才我們肖總所說的，在這樣的市場上，如果我們只是為客戶提供硬件的話，這個不能滿足客戶的需要，我們要提供一種解決方案。用這種解決方案，但是又不適于定制化來實現(xiàn)我們的速度和創(chuàng)新。
技術變化的速度現(xiàn)在是非常快的，而且現(xiàn)在整個生產(chǎn)的一個需求，以小時為單位發(fā)生變化，提供的產(chǎn)品也是以這樣的速度推入到市場公司。在大多數(shù)情況下，我們的技術創(chuàng)新都集中在產(chǎn)品硬件上，但是人和工程師這塊是非常重要。比方說我們在討論IT和OT的時候，我們需要解決的是，比方說有帶寬的問題。但是對于不同的期望，我們的具有不同能力的這樣一些工程師，他們會坐在一起去找到一個這樣的一個解決方案。
對于我們未來的一個挑戰(zhàn)，我們怎么保證以后我們的知識在20年之內(nèi)仍然可用。對于我們產(chǎn)品的生命周期的一個管理，它更多的情況下和物理產(chǎn)品是沒有關系的，它更多的是員工的一個管理。它作為一個決定性的因素，能為了支持這樣的一個生命管理，我們所有這種級別上的一個應用性對我們產(chǎn)品來說是非常重要的。我們的整個技術，必須要支持在整個研發(fā)過程當中，但是我們也必須要把這樣一個技術用到我們機器的一些操作上。易于使用，最會使我們能夠更快提供更多的一些安全性以及效率。對于員工的培訓這塊是非常困難的，所以如果在我們的研發(fā)中能考慮到應用的這樣的一個程度，這將大大降低我們對于操作人員的支持的一個投入性。它的一個兼容性對長期產(chǎn)品戰(zhàn)略的這樣一個承諾，這會使你的投資具有更好的一個可持續(xù)性。
如果你不知道你自己的一個目標，那么怎樣才能找到一個正確的一個方法呢？換句話說，您必須先要定義您的目標。在投資和時間的方面去優(yōu)化，來達到你完成目標的這樣的一個方法。我們可以說對于夢想和愿景這兩個概念有時候是非常相似的，但是對于夢想來說，它只是一種想象力，它沒有一個清晰的結構去表述如何去實現(xiàn)這樣的一個夢想。但是對于目標來說，整個愿景是非常清晰的，在整個實現(xiàn)的目標當中，它所有的節(jié)點這些都是可控的。對于創(chuàng)新來說是未來所必須的這樣一個過程，尋找正確的創(chuàng)新產(chǎn)品和過程，這是一個長期的一個調(diào)整。
我們無論要做什么樣的一個工作，我們必須要有正確的方式去管理我們的這樣的一個創(chuàng)新的一個項目。我們必須注意我們整個成本，并且控制我們?nèi)崿F(xiàn)這樣的一個創(chuàng)新，以及想法所帶來的一個風險。
當前數(shù)字化孿生是一個非常熱門的一個概念，具體化以及形象化點，是指要把我們的想法以及創(chuàng)新的點子變成現(xiàn)實的一個首要的一個任務。數(shù)字化在這兒是一個比較好的選擇，可以解決這樣的一個需求。為什么呢？因為大多數(shù)的人可能都是一個視覺導向的這樣的一個人。相對于文本，人們可以更好地理解影像和圖片。對于仿真，我們可以借助它來幫助我們更好，或者更詳細的去了解這樣的一個想法。數(shù)字化孿生就是您的愿景的一個模型，在軟件當中，我們可以隨時隨地按照需要去進行一個仿真。我們可以只需要針對您的一個想法去建立相應的一個數(shù)字模型，然后進行仿真。但是如果是一個真正的一個機械的這樣的部件，或者說是模型，那么只能夠選擇所有的都做都實現(xiàn)，或者說都不做，你沒有辦法去進行之間的這樣一個妥協(xié)。如果你能夠改變當前的一個觀念，那你會得到一個完全全新的一個想法。
對于這樣的一個數(shù)字化轉型帶來的最大的一個好處，它是什么呢？你可以在一個公司中啟動一個新的項目，你可以把這個項目所有相關的這些人都可以相同的條件參與到其中。你不需要去考慮這些人，他的一個站在整個項目當中，它所占的這樣的一個比重或者想象力，這些都不是非常的一個重要。另外的話，數(shù)字化孿生它可以允許分階段的，分組織的這樣的一個進行開發(fā)，會使得你整個反饋的這樣一個回路變得更加高效，各個級別的團隊，它的接受度都會大大提高。
觀念的一個改變，每次都會提出新的一個問題，這些都會引導或者導出一個新的這樣的一個想法。這個團隊在討論的過程當中，每個人他都會提出不同的這樣的一個問題，這個是對整個我們的創(chuàng)新是非常有幫助的。
接下來我將會給大家?guī)硪欢挝覀儕W地利生產(chǎn)制造方面的一個新變化的一個視頻，產(chǎn)線的名字叫做通用組裝線2020。我們來看一下它能夠做什么。對于這條組裝線，我們定制的一個目的是期望它能給我們的客戶制作批量等于1，也就是單批量的客戶定制的一個控制系統(tǒng)。我們很多客戶都會從我們這邊訂購定制化的產(chǎn)品，他們的批量是只有一個。如果我們將機器人，人和Trak系統(tǒng)都集成在一起，它們之間的相互合作，那么能給我們客戶帶來批量為一的這樣的一個產(chǎn)品。
為什么要投資這樣的一個虛擬化的通用制造線2020呢？這是為了我們能夠提供更有效的解決方案。一般來說，我們可能需要不同的部門，具有不同的學科，具有不同的知識的人，他們來共同努力才能夠達到。我們希望在一個非常早期的，在項目的開發(fā)的一個階段，來自于整個機器的制造商，我們的流程的整個的最終的所有者，包括我們的服務工程師或者說操作員，我們都能夠提供他們相應的這樣的一個意見。
將數(shù)字化孿生和他一起工作需要付出額外的一些工作嗎？當然了在我們工作的流程上會發(fā)生非常多的一個變化，但是更多的話我們應該說是我們的心態(tài)上。因為虛擬或者說模擬它的一個基礎是我們機械的一個圖紙，那么這些圖紙在我們的生產(chǎn)制造機械臨近的過程當中，這個是必須的，沒有它的話無法制造這些零件。但是不同的是，如果你只是需要仿真，或者說模擬其中的某些步驟的話，那你只需要這些步驟的，或者說這些部分的一些圖紙就夠了。這些工作我們是可以逐步進行的，但是在真正的機械或者物理上，這個是不可能做到的。在細節(jié)上我們可以花費比較大的一個時間，我們可以投入到仿真當中的某一個具體的一個細節(jié)，在整個設計過程當中，我們就可以進行一個比較復雜或者說清晰的一個討論。
這些是我們整個工程投資或者是研發(fā)當中的一部分，無論如何這個都是將來我們需要做的，而且盡早發(fā)現(xiàn)新的需求，能夠盡早、更快、更高效、高速的引入我們的新技術。虛擬現(xiàn)實以及增強現(xiàn)實這個技術，在我們當前工業(yè)的情況底下應該說也是會變的有些幫助。在現(xiàn)在的其他的一些行業(yè)，比方說在汽車維修這個行業(yè)當中，我們已經(jīng)看到增強現(xiàn)實在其中的一些使用。當然技術人員也可以在其他的一些智能設備以及其他領域使用這項技術。當前這項技術還是有一定限制的，比方說我們的這些增強現(xiàn)實的眼鏡。它的接受度還不是很高，整個眼鏡非常笨重，然后視角太有限，操作時間有限，在光線比較強的情況底下也可能比較難用。但是對于AR和VR的軟件，現(xiàn)在是非常強大的，那么在一定程度上它是非常容易使用。而且近些年來我們硬件的一個計算能力，以及算法有了一個非常大的的改進，它可以提供不同級別的一個仿真。
總而言之這項技術是馬上就可以實現(xiàn)，或者說是即將到來的一個技術，并不是說只存在于其他的一些領域。那么這塊我覺得我們需要對此進行軟件上的一個投資，要打破我們整個工業(yè)行業(yè)的低谷，我們就需要對我們的硬件或者軟件進行一個改進。
這里也給大家?guī)硪粋€例子，這是一個包裝線，是一個虛擬仿真的，這個女式使用的是一個虛擬現(xiàn)實的一個鏡頭，就是VR。她站在一個空曠的一個房間里面，但是他帶的鏡頭就把一個包裝線渲染到用她原來那個尺寸使他能夠看到。他現(xiàn)在在操作整個的機器，她剛才可能就把機器的整個自動的一個模式，她可能先暫停了，并且操作了一個弓箭，把它放到了傳送帶上，然后再啟動了自動。
你現(xiàn)在看到的視頻就和剛才不一樣，這個是一個增強現(xiàn)實的一個技術，你看到的這個是一條生產(chǎn)線，是一個簡化的一個模型，適用在我們給客戶培訓當中的。如果是真正的一個物理的這樣的一個系統(tǒng)，你很難說給到每一個人，因為他的數(shù)量可能是有限的。但是如果我們能用這個模型，他就是很容易能夠在，比方說在這個例子里，我們就直接在辦公室里就直接使用了，他把我們模擬的這樣的一個模型和周圍的整個的現(xiàn)實的這樣情況結合在一起。在這個例子當中，我們就把現(xiàn)實世界和虛擬世界做了這樣的一個結合。這個使我們整個的體驗能夠更加好。
在整個工業(yè)4.0里面，數(shù)字化轉型是一個熱門話題。在研發(fā)過程當中，數(shù)字化孿生會推動這個過程去發(fā)展，將調(diào)整我們的一個發(fā)展的一個策略，讓我們的研發(fā)變得更加快，更具有成本的這樣一個收益性。數(shù)字化孿生在不需要投資物理的硬件下，就可以驗證我們這樣的一個想法，整個機械的設計的過程和電氣以及自動化，他們這些不同的工作，他們都可以同時保持這樣的一致，在我們的數(shù)字化孿生當中，他們是可以同時進行的。我們大多數(shù)的人在開發(fā)中都會經(jīng)歷這些需求的變化，這個就是將來的一個目標。數(shù)字化孿生就會幫助我們變得更加敏捷，能夠提高我們研發(fā)的這樣的一個效果。
如果你有一個新的想法，我這邊給大家舉一個例子，比方說我們在設計機器當中，我說我需要去識別我這樣的一個產(chǎn)品。這在當前也是一個非常熱門的話題，是一個非常大的變化。在機器視覺這塊的一個投入，無論是為了提高我們在市場當中，我們設備的一個差異性，或者說為了需要我們機器更高的一個靈活性，視覺給自動化帶來了非常多的一些東西。越來越多的我們的應用，我們要求能夠比方說跟蹤我們的機器。比方說我們貝加萊的這個集成的視覺系統(tǒng)，就可以獲得其中的這部分的一個功能。比方說我們要打印或者說包裝的時候，我們的視覺的測量的功能將有助于改善我們整個質(zhì)量的一個監(jiān)控和視覺的一個分離。那么使用這個識別系統(tǒng)，你可以去節(jié)省我們傳統(tǒng)使用的，比方說接近開關，或者說光幕這塊的一個成本。另外集成將影響我們整個，比如說物流傳輸系統(tǒng)當中的整個物料流這樣的一個概念。
我們?nèi)绻倩氐綌?shù)字孿生，我可以說這不僅僅是一個研發(fā)當中才需要用的這樣一個方法，它能夠支持您整個產(chǎn)品的一個全生命周期。在一個產(chǎn)品的生命周期不同的階段，它需要有不同的這樣的一個要求。在這個過程當中，數(shù)字化孿生的一個投資，可以給你得到更多的一個收益。比方說在做定制產(chǎn)品的時候，在早期設計的時候，你可以利用數(shù)字化孿生與客戶分享你的想法，這是非常有幫助的。另外整個反饋的一個回路會變得更加高效，在研發(fā)中會減少誤解的一個可能，并且使得我的解決方案盡可能的和我的期望接近。
對于現(xiàn)有的機器的話，數(shù)字化孿生能幫助我們的銷售團隊和客戶進行討論，即便是在展覽會上。因為你的真正的機器是受限的，或者說是沒有辦法去進行完整的一個動作或者說工作的一個展示，但是如果使用數(shù)字化孿生這樣的一個虛擬的這樣的技術，你可以去展示機器的所有的功能。對于服務工程師或者說是操作員來說，使用數(shù)字化孿生來進行虛擬的仿真的一個培訓，這個吸引力是非常大的，因為所有人他都同時可以在這樣的一個仿真環(huán)境底下進行工作，而不需要很多人去征用這樣一個或者只有幾個叫實際的物理的設備。而且它可以隨時隨地的模仿真正的機器，去模仿他們的一些出錯，而且在整個培訓當中它是非常安全的，不會有任何的危險。
在我們做任何決定之前，其實這些決定大多數(shù)都是一個妥協(xié)的一個結果，這些妥協(xié)其實是為了我們能夠評估優(yōu)缺點，并且能夠達到最佳的一個方案。可視化是評估或者說考慮這塊的一個最貼心的一個方法，在現(xiàn)實的這樣的一個事件當中，整個相關的這些利益方都有不同的優(yōu)先級和特定的一個需求。一個比較好的一個點子或者一個主意，但是會因為最終產(chǎn)品的一個成本的一個原因，而導致整個計劃的失敗。對于從真正的硬件上來講，因為物理上的一個限制，包括比方說速度，對能源的需求，加熱或者說材料，其實最終也是一種妥協(xié)，會最終折中會得到最終的一個結果。這些對于我們整個機器的一個設計，這塊的一個責任度就是非常高的。
另外一些非常前沿或者說尖端的一些技術，到目前為止我們都還沒準備好，但是我們應該對此做好相應的一個準備，去把它應用到我們當前的設備當中。從最初的共享到最終的工廠中，如果能夠成功的生產(chǎn)，這塊我們有非常長的一條路要走。當我們不知道這個目標，我們不明確目標的話，我們是找不到正確的一個方法的。所以整個機器設計當中它的一個可視化以及自動化，這塊能非常好的幫助我們?nèi)チ私馕覀儥C器以及生產(chǎn)過程當中的一個復雜性。
數(shù)字化孿生將給今天以及未來的發(fā)展提供捷徑，縮短整個的投資，或者說我們的研發(fā)時間，降低我們的成本。
最后我是孔子的一個粉絲，他在幾千年前所說的話“凡事預則立不預則廢”，到現(xiàn)在其實都是有用的。自古以來我們說都存在著夢想、愿景和想象力，這些原則都沒有變。我這里想說，如果我們有一些策略，沒有這些準備的話，我們就不會成功。謝謝大家！