PLM 对互联制造业的承诺

新版本增加了云版本、模拟、增强现实/虚拟现实和附加产品，同时着眼于制造业的 IIoT 未来

复杂性在当今的组件设计和制造过程中无处不在。在最新的产品生命周期管理 (PLM) 软件中，制造商获得了更多选择，并添加了新功能以帮助使用包括增强现实 (VR) 和虚拟现实 (VR) 在内的技术可视化制造过程。这些功能使制造商能够通过工业物联网 (IIoT) 和工业 4.0 处理日益复杂的设计，帮助他们在最早阶段验证日益复杂的产品开发，从而节省时间和制造成本。

制造商PLM 产品组合包括产品数据管理 (PDM) 应用程序以及用于数字设计、制造和可视化功能的全方位 CAD/CAM/CAE。主要开发商，包括Siemens PLM Software（德克萨斯州普莱诺）、Dassault Systèmes（巴黎）和 PTC（马萨诸塞州尼德姆）都包含全套 PLM 工具，但包括 Aras Corp.（马萨诸塞州安多弗）和其他公司在内的一些工具提供特定于 PDM 的工具其中包括广泛的 CAD 集成和支持，但不包括传统的独立 CAD/CAM/CAE 系统。许多但并非所有 PLM 产品都具有纯云版本，或者像 Aras 一样在本地和基于云的解决方案中都可用。 PLM 还包括关键的数字制造工具，允许制造商在完成工厂设计之前布置车间设备并测试车间流程。最近，开发人员添加了模块或单独的应用程序，将他们的影响力扩展到增材制造 (AM) 领域。

可视化制造过程

加快产品开发过程并以更快的速度改进它们，更好和更准确的信息是 PLM 的重要目标，因为该行业正在向工业物联网。 PTC 负责 PLM 解决方案管理的副总裁 Francois Lamy 表示，设计审查中的增强现实正在发挥作用。

使用增强现实（AR）和虚拟软件开发商 PTC 的 PLM 应用程序中的现实 (VR) 扩展了互联制造车间的模拟范围。图片由 PTC 提供

“随着团队分布在全球范围内，有时很难让每个人都参与进来，及时审查产品设计，收集审查所需的所有信息，并为未来的行动收集反馈，”拉米观察到。 “使用增强现实 (AR)，团队成员可以从世界任何地方对产品设计进行可视化、交互并提供反馈。 AR 使利益相关者可以与 3D 模型进行交互f 产品，例如在产品周围走动并查看模型的不同状态——包括进入模型本身。”

通过收购 Thingworx IoT 应用程序（2013 年）和 Vuforia AR 平台（2013 年） 2015 年），PTC 一直在稳步构建面向工业 4.0 时代的支持 AR 的 PLM 产品组合。

“为了充分满足客户的期望，制造商需要转变其产品开发流程以理解和利用数据来自该领域的产品，”拉米说。 “随着产品变得越来越复杂，注意 CAD 图纸上的产品信息不再有用。制造商需要在产品开发过程中变得更有条理。”

拥有全面的 PLM 系统为利用物联网功能奠定了坚实的基础，他补充道。 “通过将所有产品信息整合到一个单一视图的数字产品定义中，组织可以确保利益相关者都在访问最准确、最新的产品信息，”他说。 “借助 PLM 系统，所有信息都被简化为单一的物料清单 [BOM] 列表格式。”

客户正在寻找解决方案来应对其系统日益复杂的问题，以及对个性化解决方案的推动Dassault Systèmes 的 Enovia 品牌营销副总裁 Garth Coleman 补充说，以及更快地向客户交付产品的需求。 “与此同时，他们需要加速创新并降低成本。因此，公司正在寻求实施产品创新平台，以实现企业数字化转型。

“我们看到公司对希望实现云部署价值的公司非常感兴趣，”科尔曼补充道。 “使用云就绪解决方案，公司可以向内部和外部利益相关者开放企业，他们可以随时随地参与协作，同时le 具有灵活性和可扩展性，可以随发展而增长。”

工程师查看无人驾驶位于威奇托州立大学国家航空研究所 (NIAR) 的达索系统 3D 体验中心沉浸式虚拟现实 CAVE 环境中的航空系统 (AES)。新的 PLM 系统正在添加更多 VR 功能，以实现制造过程的高级可视化。图片由 Dassault Systèmes 提供

Coleman 说，人们对通过 AM 等技术和增强现实增加价值表现出了浓厚的兴趣。 “我们在威奇托的 3D 体验中心是 WSU [威奇托州立大学] 和 NIAR [国家航空研究所] 的合作项目，于去年开业，我们有公司来自所有行业的参观者，以了解他们如何整合和利用最新技术作为其数字化转型的一部分，”他说。 “这种合作的一个例子是研究和学习混合 MRAM [多机器人制造先进制造] 单元如何灵活地集成不同的技术，如 VR/AR、物联网和机器学习，以帮助公司以最大的生产敏捷性建设未来的工厂... IIoT 产品中固有的高水平软件。

“传统上，人们过分强调 CAD 方面，”Aras 战略高级副总裁 Marc Lind 指出。 “我们从 PLM 角度出发，实现跨平台能力开发尖端产品的能力。如今，它实际上更多地是关于智能互联产品，您可以在其中看到系统的系统。”

这些互联产品可以是需要 PLM 的汽车部件或航空航天部件中的软件和电子产品他补充说，像 Aras Innovator 这样的系统能够处理跨平台兼容性。 “在电子方面，[汽车] 线束与其他方面相当，甚至更大。”连通性是关键，林德说。 “你所看到的西门子的举动，他们直接进入了创作环境。我们专注于流程层面，致力于实现跨职能的跨学科能力，并且我们正在开展现场服务。

“我们与 CAD 无关，”Lind 补充道。 “我们从公司拥有许多不同的 CAD 工具的角度出发，他们将能够将这些工具整合在一起，d 进入工厂并使用数字孪生进行运营。

基于云的 Aras Innovator PLM软件的产品数据管理使用户能够在产品开发周期的早期轻松实现组件标记的可视化。图片由 Aras Corp. 友情提供。

随着智能互联产品的出现，复杂性呈指数级增长，Lind 说。 “产品不足以应对这一问题。真正重要的是，大大小小的公司都受到了颠覆，”他补充道。

1 月，Aras 宣布收购了 Impresa 维护、维修和大修 (MRO) 软件业务来自 Infospectrum，Aras 称其将提供一套互补的 MRO 功能，以帮助制造商进行数字化转型复杂产品的开发和维护。该交易使 Aras 能够在单一平台上交付 PLM 和 MRO，并将数字主线扩展到现场。

Aras 最近宣布，德国汽车制造商宝马集团正在实施 Aras PLM 平台作为其测试骨干数据管理。该系统将支持汽车制造商在不同开发阶段规划、安排、执行和记录车辆测试和测试结果。 Aras 表示，Aras 系统可实现可追溯性结果，并将在量产车辆的开发中发挥重要作用。

添加 EDA、生成式设计和增材制造

在过去的几年中多年来，Siemens PLM 极大地扩展了其电子设计自动化 (EDA) 仿真产品组合的范围，于 2016 年 11 月以 45 亿美元的价格收购了电子 CAD/CAM 开发商 Mentor Graphics，最近又以不公开d总和。西门子去年秋天发布了其 Simcenter CAE 仿真软件产品组合的更新，几乎与公司新的 NX 12 CAD/CAM 更新同时发布，其中包括增材制造模块。

“我们看到许多客户反馈的关键信息。首先，产品中嵌入式电子和软件的持续扩展比以往任何时候都更快；过去将自己归类为机械工程的公司现在发现自己必须在集成系统统治的世界中竞争，”NX 产品营销高级总监 Paul Brown 说。 “作为 PLM 工具的供应商，我们必须满足这些需求。”

使用 Siemens PLM Software 的最新 NX 12 CAD/CAM 软件，用户可以增材制造用嵌套零件此处显示的新 NX Additive 模块中的制造过程。图片由 Siemens PLM Software 提供Caption

Brown 补充说，制造商正在扩大他们对 AM 的使用，公司希望改进产品以提高性能、减少零件数量或减轻重量。 “这不仅仅是一个制造问题。这是一个我们必须在从设计到机器的整个生命周期中解决的问题，”他说。

最新的 NX 工具利用了西门子的融合建模，Brown 指出。新的 NX 12 包括扩展生成设计领域功能的新工具，基于收敛建模等解决方案和拓扑优化等技术的使用。

“在 NX 产品线中，我们继续提供新的我们的收敛建模技术等解决方案使公司能够使用新的建模技术以前所未有的速度创建复杂的设计。收敛建模还可以帮助我们的公司Brown 说：“通过消除将数据转换为可用形式供下游应用程序处理的耗时元素，我们采用逆向工程方法进行设计。”

客户，让系统帮助提出可以迭代的设计问题的解决方案。使用桌面上不断增强的计算能力来探索更多的设计替代方案，使工程师能够采用新的解决方案来解决他们的设计问题，”他补充道。

增材制造的使用增加也使工程师能够看到新的Brown 表示，设计中的解决方案，改进方法，例如使用格子型结构的轻量化，或减少零件数量的新形式，并在用更少的材料和更少的组装时间等方面实现产品目标方面取得收益。 “这些方法与在设计中使用衍生技术有关，”他说。

Siemens 不断Brown 表示，在投资增材制造方面，“既要从制造支持方面着眼于多种材料和纹理等新兴技术，也要从设计方面着眼于晶格和支撑结构等功能。”

据西门子称，NX 通过包括新模块 NX AM for HP Multi Jet Fusion 扩展了 NX 中的新 AM 解决方案，该模块经惠普认证并由 Materialise 提供支持，可为 HP Jet Fusion 4200 3D 打印机准备打印作业。据称，NX 模块允许客户在单一软件环境中为 Multi Jet Fusion 打印解决方案开发和管理部件，避免昂贵且耗时的数据转换和第三方工具，并改善从设计到成品的整体工作流程

此外，西门子还在 Simcenter 3D 中开发增材制造过程模拟应用程序，该公司表示，这是帮助制造商通过一次性打印组件实现增材制造工业化的重要工具。这些模拟应用连接是西门子端到端 AM 解决方案中不可或缺的一部分。
“增材制造和先进机器人技术等变革性技术为各种规模的制造商提供了获得竞争优势的巨大潜力，”高级工程师 Zvi Feuer 说Siemens PLM Software 制造工程软件副总裁在一份声明中表示。 “NX 为零件制造商提供了一个集成解决方案，以利用这些强大的技术，创造提高整体业务绩效的能力，并帮助创建一个真正的数字机加工车间。”

Making It All Work

PLM 的一个主要问题是如何将其扩展到 PLM 诞生的工程组织之外，Autodesk Inc.（加利福尼亚州圣拉斐尔）制造和生产行业战略总监 Bob Yancey 指出。 “产品开发不仅仅包含工程，连接从设计到制造生产的数据流很重要对获得 PLM 的全部价值至关重要，”Yancey 说。 “PLM 帮助制造商确保个人和业务系统收到准确及时的产品开发信息，帮助人们更快地做出更好的决策。”

在整个生命周期内提高数据保真度和流程性能可以显着缩短整体上市时间, Autodesk 客户报告改进了 50% 或更高。例如，自从在云中实施 Autodesk PLM 以来，Autodesk Fusion Lifecycle 客户 Mesa Labs 的变更流程已从两周减少到两天，Yancey 说。 “这是 80% 的改进，这是通过将他们的产品数据与他们的 ERP 系统连接起来实现的。在采用 PLM 之前，Autodesk 客户报告说，高达 90% 的制造错误是由信息缺失或不正确造成的，从而造成质量问题和高废品率。”

另一位客户 Novacentrix，一家光子固化解决方案开发商, 暗示Yancey 说，改进了 Fusion Lifecycle，减少了 84% 的浪费。他说，Willerby 是一家度假屋和住宅制造商，NCR 从每月 54 个减少到 6 个，BOM 准确率超过 99%，比 12 个月前提高了 20%。

“错误将继续发生，并且需要进行更改，但是使用 PLM 关闭制造、产品开发和企业业务系统之间的循环可以提高公司的学习能力，”Yancey 指出。 “这种学习基于聚合数据 [事实与神话]，创造了一个持续改进的环境，并确保一流的执行。”

Autodesk 专注于将设计与下游制造流程联系起来，Yancey 说，产品模拟和制造模拟都是连接设计和制造的一部分。 “Autodesk 拥有广泛的设计、模拟、制造和数据管理解决方案组合，并且一直致力于n 处于使用基于云的解决方案在整个分布式产品开发供应链中更好地将设计与制造连接起来的最前沿。云已经成为游戏规则的改变者，使各种规模的制造商都可以实现 PLM，消除技术和资源障碍，并通过 Web 浏览器在世界任何地方提供安全、互联的实时协作。”

随着Yancey 说，增材制造、工业 4.0 和物联网、机器学习和人工智能等新兴技术、PLM 的性质及其需要交付的东西正在发生变化。 “PLM 需要超越仅仅归档数据，转向分析数据、从数据中学习并从数据中[提取]预测趋势，以利用产品开发过程中现在或将存在的大量信息。”

产品设计Elite Aerospace Group 的员工和工程师使用新产品设计的数字和物理模型进行协作。 PTC 的 Thingworx 应用程序等新系统正在添加 AR 和 VR，以帮助 Elite Aerospace 工程师加快产品开发工作并增加真实感。照片由 Elite Aerospace Group 提供

PLM 最初主要侧重于产品数据管理，但其作用随着 AR 的使用而扩大，Elite Aerospace Group（EAG；加利福尼亚州欧文市）PLM 总监 Stuart Weiler 指出，该公司是一家航空航天零部件制造商PTC Windchill PLM 软件的用户。 Weiler 最近在一篇文章“PLM，增强现实锐化前沿”，制造工程，2017 年 3 月中谈到了这个主题。

“我会说最初它只是关于 PDM，”Weiler 说。 “随着时间的推移，[PLM 已] 成为唯一的事实来源。但它仍然没有按照需要的方式进行集成。”

PLM 集成正变得越来越容易，因为制造商越来越多他说，制造商使用最新的开放标准，如 STEP 242。 “展望未来，将会有很多人使用它——STEP 242 将成为公认的标准。大多数 CAD 系统都能很好地使用它。”

带有 PLM 的 AR 等较新的工具为全球运营中偏远地区的用户带来了福音。 “每个人都需要访问这些信息，”韦勒说。 “PTC 拥有 [Thingworks] Navigate，您无需了解 PLM。您可以在任何地方访问它，这确实是我们需要的趋势。”

Navigate 的最新版本 1.6 为用户提供了“一种物联网仪表板。他们称之为混搭，”Weiler 补充道。他补充说，该软件就像是系统中所有事物的单一窗格，EAG 刚刚开始使用它的一些 AR 功能。

“我们正在使用一点增强现实， “ 他说。 “我们的目标是开始在工厂车间使用它。”