作者介紹
貝加萊總部自動化學(xué)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(shí)踐經(jīng)驗(yàn),同時(shí)也有著高瞻遠(yuǎn)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(qū)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(jī)器設(shè)計(jì)策略的使能者,將徹底改變機(jī)器和過程開發(fā)策略,在整個(gè)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(diǎn),我們根據(jù)現(xiàn)場演講錄音整理翻譯成中文版文字實(shí)錄,希望能給您帶來啟發(fā)。
以下為演講實(shí)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(dāng)我們在考慮行業(yè)和需求時(shí),大多數(shù)人相信這里擁有太多的話題。但事實(shí)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(biāo),以確保他們在自己的層級上取得成功。因此,當(dāng)我們談?wù)撨@些的時(shí)候,每個(gè)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(fèi)者驅(qū)動的。
很多的消費(fèi)者的變化是非常快的,所以敏捷以及靈活對于整個(gè)公司是非常必要的一個(gè)特征。如果使用一些已有的技術(shù),并對新的技術(shù)采取一種開放的態(tài)度,這將會對您未來的投資提供一個(gè)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(gè)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(shí)現(xiàn)我們的速度和創(chuàng)新。
技術(shù)變化的速度現(xiàn)在是非??斓模椰F(xiàn)在整個(gè)生產(chǎn)的一個(gè)需求,以小時(shí)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(shù)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(shí)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(gè)這樣的一個(gè)解決方案。
對于我們未來的一個(gè)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(gè)管理,它更多的情況下和物理產(chǎn)品是沒有關(guān)系的,它更多的是員工的一個(gè)管理。它作為一個(gè)決定性的因素,能為了支持這樣的一個(gè)生命管理,我們所有這種級別上的一個(gè)應(yīng)用性對我們產(chǎn)品來說是非常重要的。我們的整個(gè)技術(shù),必須要支持在整個(gè)研發(fā)過程當(dāng)中,但是我們也必須要把這樣一個(gè)技術(shù)用到我們機(jī)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(xùn)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(yīng)用的這樣的一個(gè)程度,這將大大降低我們對于操作人員的支持的一個(gè)投入性。它的一個(gè)兼容性對長期產(chǎn)品戰(zhàn)略的這樣一個(gè)承諾,這會使你的投資具有更好的一個(gè)可持續(xù)性。
如果你不知道你自己的一個(gè)目標(biāo),那么怎樣才能找到一個(gè)正確的一個(gè)方法呢?換句話說,您必須先要定義您的目標(biāo)。在投資和時(shí)間的方面去優(yōu)化,來達(dá)到你完成目標(biāo)的這樣的一個(gè)方法。我們可以說對于夢想和愿景這兩個(gè)概念有時(shí)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(gè)清晰的結(jié)構(gòu)去表述如何去實(shí)現(xiàn)這樣的一個(gè)夢想。但是對于目標(biāo)來說,整個(gè)愿景是非常清晰的,在整個(gè)實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)當(dāng)中,它所有的節(jié)點(diǎn)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(gè)過程,尋找正確的創(chuàng)新產(chǎn)品和過程,這是一個(gè)長期的一個(gè)調(diào)整。
我們無論要做什么樣的一個(gè)工作,我們必須要有正確的方式去管理我們的這樣的一個(gè)創(chuàng)新的一個(gè)項(xiàng)目。我們必須注意我們整個(gè)成本,并且控制我們?nèi)?shí)現(xiàn)這樣的一個(gè)創(chuàng)新,以及想法所帶來的一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)。
當(dāng)前數(shù)字化孿生是一個(gè)非常熱門的一個(gè)概念,具體化以及形象化點(diǎn),是指要把我們的想法以及創(chuàng)新的點(diǎn)子變成現(xiàn)實(shí)的一個(gè)首要的一個(gè)任務(wù)。數(shù)字化在這兒是一個(gè)比較好的選擇,可以解決這樣的一個(gè)需求。為什么呢?因?yàn)榇蠖鄶?shù)的人可能都是一個(gè)視覺導(dǎo)向的這樣的一個(gè)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(xì)的去了解這樣的一個(gè)想法。數(shù)字化孿生就是您的愿景的一個(gè)模型,在軟件當(dāng)中,我們可以隨時(shí)隨地按照需要去進(jìn)行一個(gè)仿真。我們可以只需要針對您的一個(gè)想法去建立相應(yīng)的一個(gè)數(shù)字模型,然后進(jìn)行仿真。但是如果是一個(gè)真正的一個(gè)機(jī)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(shí)現(xiàn),或者說都不做,你沒有辦法去進(jìn)行之間的這樣一個(gè)妥協(xié)。如果你能夠改變當(dāng)前的一個(gè)觀念,那你會得到一個(gè)完全全新的一個(gè)想法。
對于這樣的一個(gè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型帶來的最大的一個(gè)好處,它是什么呢?你可以在一個(gè)公司中啟動一個(gè)新的項(xiàng)目,你可以把這個(gè)項(xiàng)目所有相關(guān)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(gè)站在整個(gè)項(xiàng)目當(dāng)中,它所占的這樣的一個(gè)比重或者想象力,這些都不是非常的一個(gè)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(gè)進(jìn)行開發(fā),會使得你整個(gè)反饋的這樣一個(gè)回路變得更加高效,各個(gè)級別的團(tuán)隊(duì),它的接受度都會大大提高。
觀念的一個(gè)改變,每次都會提出新的一個(gè)問題,這些都會引導(dǎo)或者導(dǎo)出一個(gè)新的這樣的一個(gè)想法。這個(gè)團(tuán)隊(duì)在討論的過程當(dāng)中,每個(gè)人他都會提出不同的這樣的一個(gè)問題,這個(gè)是對整個(gè)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(gè)新變化的一個(gè)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(gè)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(gè)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(gè)。如果我們將機(jī)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(gè)產(chǎn)品。
為什么要投資這樣的一個(gè)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(xué)科,具有不同的知識的人,他們來共同努力才能夠達(dá)到。我們希望在一個(gè)非常早期的,在項(xiàng)目的開發(fā)的一個(gè)階段,來自于整個(gè)機(jī)器的制造商,我們的流程的整個(gè)的最終的所有者,包括我們的服務(wù)工程師或者說操作員,我們都能夠提供他們相應(yīng)的這樣的一個(gè)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(dāng)然了在我們工作的流程上會發(fā)生非常多的一個(gè)變化,但是更多的話我們應(yīng)該說是我們的心態(tài)上。因?yàn)樘摂M或者說模擬它的一個(gè)基礎(chǔ)是我們機(jī)械的一個(gè)圖紙,那么這些圖紙?jiān)谖覀兊纳a(chǎn)制造機(jī)械臨近的過程當(dāng)中,這個(gè)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(jìn)行的,但是在真正的機(jī)械或者物理上,這個(gè)是不可能做到的。在細(xì)節(jié)上我們可以花費(fèi)比較大的一個(gè)時(shí)間,我們可以投入到仿真當(dāng)中的某一個(gè)具體的一個(gè)細(xì)節(jié),在整個(gè)設(shè)計(jì)過程當(dāng)中,我們就可以進(jìn)行一個(gè)比較復(fù)雜或者說清晰的一個(gè)討論。

這些是我們整個(gè)工程投資或者是研發(fā)當(dāng)中的一部分,無論如何這個(gè)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(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)以及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)這個(gè)技術(shù),在我們當(dāng)前工業(yè)的情況底下應(yīng)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(gè)行業(yè)當(dāng)中,我們已經(jīng)看到增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在其中的一些使用。當(dāng)然技術(shù)人員也可以在其他的一些智能設(shè)備以及其他領(lǐng)域使用這項(xiàng)技術(shù)。當(dāng)前這項(xiàng)技術(shù)還是有一定限制的,比方說我們的這些增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的眼鏡。它的接受度還不是很高,整個(gè)眼鏡非常笨重,然后視角太有限,操作時(shí)間有限,在光線比較強(qiáng)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(qiáng)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(gè)計(jì)算能力,以及算法有了一個(gè)非常大的的改進(jìn),它可以提供不同級別的一個(gè)仿真。
總而言之這項(xiàng)技術(shù)是馬上就可以實(shí)現(xiàn),或者說是即將到來的一個(gè)技術(shù),并不是說只存在于其他的一些領(lǐng)域。那么這塊我覺得我們需要對此進(jìn)行軟件上的一個(gè)投資,要打破我們整個(gè)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(jìn)行一個(gè)改進(jìn)。
這里也給大家?guī)硪粋€(gè)例子,這是一個(gè)包裝線,是一個(gè)虛擬仿真的,這個(gè)女式使用的是一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)的一個(gè)鏡頭,就是VR。她站在一個(gè)空曠的一個(gè)房間里面,但是他帶的鏡頭就把一個(gè)包裝線渲染到用她原來那個(gè)尺寸使他能夠看到。他現(xiàn)在在操作整個(gè)的機(jī)器,她剛才可能就把機(jī)器的整個(gè)自動的一個(gè)模式,她可能先暫停了,并且操作了一個(gè)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(gè)是一個(gè)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的一個(gè)技術(shù),你看到的這個(gè)是一條生產(chǎn)線,是一個(gè)簡化的一個(gè)模型,適用在我們給客戶培訓(xùn)當(dāng)中的。如果是真正的一個(gè)物理的這樣的一個(gè)系統(tǒng),你很難說給到每一個(gè)人,因?yàn)樗臄?shù)量可能是有限的。但是如果我們能用這個(gè)模型,他就是很容易能夠在,比方說在這個(gè)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(gè)模型和周圍的整個(gè)的現(xiàn)實(shí)的這樣情況結(jié)合在一起。在這個(gè)例子當(dāng)中,我們就把現(xiàn)實(shí)世界和虛擬世界做了這樣的一個(gè)結(jié)合。這個(gè)使我們整個(gè)的體驗(yàn)?zāi)軌蚋雍谩?/div>
在整個(gè)工業(yè)4.0里面,數(shù)字化轉(zhuǎn)型是一個(gè)熱門話題。在研發(fā)過程當(dāng)中,數(shù)字化孿生會推動這個(gè)過程去發(fā)展,將調(diào)整我們的一個(gè)發(fā)展的一個(gè)策略,讓我們的研發(fā)變得更加快,更具有成本的這樣一個(gè)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(yàn)證我們這樣的一個(gè)想法,整個(gè)機(jī)械的設(shè)計(jì)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(shí)保持這樣的一致,在我們的數(shù)字化孿生當(dāng)中,他們是可以同時(shí)進(jìn)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(gè)就是將來的一個(gè)目標(biāo)。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(gè)效果。
如果你有一個(gè)新的想法,我這邊給大家舉一個(gè)例子,比方說我們在設(shè)計(jì)機(jī)器當(dāng)中,我說我需要去識別我這樣的一個(gè)產(chǎn)品。這在當(dāng)前也是一個(gè)非常熱門的話題,是一個(gè)非常大的變化。在機(jī)器視覺這塊的一個(gè)投入,無論是為了提高我們在市場當(dāng)中,我們設(shè)備的一個(gè)差異性,或者說為了需要我們機(jī)器更高的一個(gè)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(yīng)用,我們要求能夠比方說跟蹤我們的機(jī)器。比方說我們貝加萊的這個(gè)集成的視覺系統(tǒng),就可以獲得其中的這部分的一個(gè)功能。比方說我們要打印或者說包裝的時(shí)候,我們的視覺的測量的功能將有助于改善我們整個(gè)質(zhì)量的一個(gè)監(jiān)控和視覺的一個(gè)分離。那么使用這個(gè)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(guān),或者說光幕這塊的一個(gè)成本。另外集成將影響我們整個(gè),比如說物流傳輸系統(tǒng)當(dāng)中的整個(gè)物料流這樣的一個(gè)概念。
我們?nèi)绻倩氐綌?shù)字孿生,我可以說這不僅僅是一個(gè)研發(fā)當(dāng)中才需要用的這樣一個(gè)方法,它能夠支持您整個(gè)產(chǎn)品的一個(gè)全生命周期。在一個(gè)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(gè)要求。在這個(gè)過程當(dāng)中,數(shù)字化孿生的一個(gè)投資,可以給你得到更多的一個(gè)收益。比方說在做定制產(chǎn)品的時(shí)候,在早期設(shè)計(jì)的時(shí)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(gè)反饋的一個(gè)回路會變得更加高效,在研發(fā)中會減少誤解的一個(gè)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(jī)器的話,數(shù)字化孿生能幫助我們的銷售團(tuán)隊(duì)和客戶進(jìn)行討論,即便是在展覽會上。因?yàn)槟愕恼嬲臋C(jī)器是受限的,或者說是沒有辦法去進(jìn)行完整的一個(gè)動作或者說工作的一個(gè)展示,但是如果使用數(shù)字化孿生這樣的一個(gè)虛擬的這樣的技術(shù),你可以去展示機(jī)器的所有的功能。對于服務(wù)工程師或者說是操作員來說,使用數(shù)字化孿生來進(jìn)行虛擬的仿真的一個(gè)培訓(xùn),這個(gè)吸引力是非常大的,因?yàn)樗腥怂纪瑫r(shí)可以在這樣的一個(gè)仿真環(huán)境底下進(jìn)行工作,而不需要很多人去征用這樣一個(gè)或者只有幾個(gè)叫實(shí)際的物理的設(shè)備。而且它可以隨時(shí)隨地的模仿真正的機(jī)器,去模仿他們的一些出錯(cuò),而且在整個(gè)培訓(xùn)當(dāng)中它是非常安全的,不會有任何的危險(xiǎn)。
在我們做任何決定之前,其實(shí)這些決定大多數(shù)都是一個(gè)妥協(xié)的一個(gè)結(jié)果,這些妥協(xié)其實(shí)是為了我們能夠評估優(yōu)缺點(diǎn),并且能夠達(dá)到最佳的一個(gè)方案。可視化是評估或者說考慮這塊的一個(gè)最貼心的一個(gè)方法,在現(xiàn)實(shí)的這樣的一個(gè)事件當(dāng)中,整個(gè)相關(guān)的這些利益方都有不同的優(yōu)先級和特定的一個(gè)需求。一個(gè)比較好的一個(gè)點(diǎn)子或者一個(gè)主意,但是會因?yàn)樽罱K產(chǎn)品的一個(gè)成本的一個(gè)原因,而導(dǎo)致整個(gè)計(jì)劃的失敗。對于從真正的硬件上來講,因?yàn)槲锢砩系囊粋€(gè)限制,包括比方說速度,對能源的需求,加熱或者說材料,其實(shí)最終也是一種妥協(xié),會最終折中會得到最終的一個(gè)結(jié)果。這些對于我們整個(gè)機(jī)器的一個(gè)設(shè)計(jì),這塊的一個(gè)責(zé)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(shù),到目前為止我們都還沒準(zhǔn)備好,但是我們應(yīng)該對此做好相應(yīng)的一個(gè)準(zhǔn)備,去把它應(yīng)用到我們當(dāng)前的設(shè)備當(dāng)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(dāng)我們不知道這個(gè)目標(biāo),我們不明確目標(biāo)的話,我們是找不到正確的一個(gè)方法的。所以整個(gè)機(jī)器設(shè)計(jì)當(dāng)中它的一個(gè)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(jī)器以及生產(chǎn)過程當(dāng)中的一個(gè)復(fù)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(gè)的投資,或者說我們的研發(fā)時(shí)間,降低我們的成本。
最后我是孔子的一個(gè)粉絲,他在幾千年前所說的話“凡事預(yù)則立不預(yù)則廢”,到現(xiàn)在其實(shí)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(zhǔn)備的話,我們就不會成功。謝謝大家!