VentilatorChallengeUK：工业（数字）协作模型

数字模型和模拟在帮助 VentilatorChallengeUK（工业、技术和工程企业联合生产医用呼吸机）快速创新方面发挥了重要作用。 Jonny Williamson 与 Siemens UK Digital Industries 的董事总经理 Brian Holliday 进行了交谈，以了解如何做到这一点。

许多人对 VentilatorChallengeUK 联盟的惊人发展速度发表了评论。这种响应能力的关键是什么？西门子在这一过程的发生和持续管理中扮演了什么角色？

Brian Holliday，Siemens UK Digital Industries 董事总经理。 Brian Holliday：我相信它之所以奏效，是因为我们在组织之间看到了极端的、无私的合作。西门子参与了两条子装配线的设计、验证和交付用于 Penlon 呼吸机。[阅读制造商对 Dick Elsy 的采访了解更多详情]不管你信不信，在 48 小时的时间里，团队采用了产品模型和生产占地面积，并转变了一个经过验证的数字模型告知子装配线的制造位置构建。这转化为能够在接到帮助电话后仅三周就完成了从生产线上下来的呼吸器和流量阀仪表子组件。这是一项令人难以置信的成就，我们可以从领导方面学到很多东西，行为、协作和技术。在这个联盟中，我正在帮助从所有相关组织那里获取我们所能获取的一切，请记住，那是 5,000 人，所以有很多经验教训需要获取。以我在 Siemens Digital Industries 的团队为例, 我们应用了 40 年制造变速驱动器 (VSD) 的经验) 在康格尔顿。我们非常习惯于获取物料清单、创建流程清单和构建生产线；最近，我们一直在使用计算机辅助可视化工具在数字环境中这样做。在这种情况下，设计生产线需要在每个工人周围围上两米的信封，以及药品和保健产品监管机构要求的生产步骤机构（MHRA）。一旦考虑了这两个因素，我们就可以了解西门子非常擅长的方法和工具——使生产环境精益化。

本访谈的删节版已作为播客发布。

如果您想听听 Brian 的见解，请单击下图：

使用数字模型和增强现实等数字工具的好处之一是它们通常有记录已经完成的工作，过去的迭代。

确实如此。在这种情况下，我们有西门子团队与来自 Siemens Healthineers、福特、Penlon、空客、Surface Technology International (STI)、DHL、McLaren 的团队密切合作，很明显，在该团队设计了呼吸器组件生产线后，同样的方法可以应用于流量计生产线。我们有一个数字模型，它原来是一个制造空间中的八条生产线，问题来了，我们能否将流量阀子组件直接放在同一个设施的旁边？数字模型给出了在了解可用空间、空气和电力供应到环境、工人的模型信封以及进入每个生产单元后面的馈线方面，我们是一个令人难以置信的起点。你可以看到如何进行这项练习第二次快速连续，就像我们在这种情况下所做的那样，意味着永远不会处于能够交付这两个子组件的关键路径上。

你能更详细地解释一下数字化是如何实现的吗？模拟有助于缩短交付时间？

我们正在研究一家小公司的设备，该公司每周大约生产 5 台设备，我们正试图将其扩展到 1,500 台左右。用于构建呼吸器组件有大约 90 个制造站。我们在 Plant Simulation 软件中创建了一个离散事件模型，该模型考虑了必要的构建步骤和 3D 生产环境，以及人类在该环境中的角色——人体工程学和社交距离；这给了我们前进和投资的高度信心。数字模型使财团成员能够安全运营，遵守法规，并根据早期假设重新优化。图片：西门子 | VentilatorChallengeUK 这还意味着，一旦我们对该生产线进行了优化，我们发现可以在适当的节拍时间内将 90 个站减少到仅 30 个，这大大减少了占地面积而且，重要的是，制造产品所需的操作员和志愿者的数量。数字模型使我们能够安全，遵守受监管的医疗设备制造过程，并使我们能够针对早期假设进行深入的重新优化。参与其中的每个人都认识到数字模拟和模型的力量，当它真正重要时，可以大大压缩时间尺度。我们认为这需要数周时间，而通常情况下最多需要 9 到 12 个月才能推出新产品情况

到目前为止，您和西门子团队从这些经验中学到了什么并带回了您自己的组织？

对于所有联盟成员来说，可以公平地说，我们每个组织中更广泛的员工基础已经受到那些能够做出贡献的人的活动的启发。在西门子的案例中，大约有 100 人以某种方式从西门子 Healthineers in 萨德伯里，来自我们在林肯的西门子能源同事，他们一直在快速扭转机器、固定装置和其他部件，以及来自西门子康格尔顿，他们拥有我们在数字工业方面的专业知识。每个人都受到了为我们没有做出贡献的能力的启发预计能够。在努力为这个联盟做出贡献的同时，我们也没有停止日常运营。例如，在萨德伯里，由于 Covid-19，我们看到对血气分析的需求增加了三倍，这意味着工厂一直在全速运转。在 Congleton，我们一直在以大约 80% 的容量运行。

在为 VentilatorChallengeUK 做出贡献和支持时，您最引以为豪的是什么？

Ali Burns，Siemens Healthineers 的医学博士，该组织的重要组成部分VentilatorChallengeUK 团队。图片：VentilatorChallengeUK Alastair (Ali) Burns，Siemens Health 董事总经理ineers，确实是西门子在这方面努力的核心，带来了项目管理和受监管的医疗设备制造专业知识，以及更广泛的团队，他们带来了数字制造专业知识。Ali 的个人高潮是 21 天交付基本上一种新的医疗设备，从设计到交付给 NHS九个月后获得 CE 批准。该联盟对 Penlon 呼吸机进行了设计更改，去除了本案例中不需要的麻醉元素，并考虑了医院使用呼吸机的临床反馈，专门针对因这种特殊情况而受益于突发模式以帮助清除肺部的患者，而该周转时间为三周，这是一个几乎令人难以置信的结果。

许多 are 希望我们的行为因封锁而发生的变化——减少不必要的消费、废物产生、二氧化碳排放——将保持在“新常态”中。数字模型和模拟在帮助制造商提高可持续性方面发挥什么作用？

它从产品设计开始。如果您可以在了解所使用的材料的情况下进行设计，那么您基本上可以设计出碳排放。当然，数字原型制作的优势之一是减少了对物理对象的需求；您在虚拟世界中进行验证，或者至少，您可以更接近最终版本，而不会在到达那里时造成材料浪费。当您将其转化为生产环境的设计时，您知道您已经获得了最佳足迹.这再次减少了相关的建设工作和成本。同样重要的是，虚拟化您的工厂控制系统使您能够专注于能源使用。最佳节能减排活动是在不需要时关闭机器或不使其处于负载状态。建立一个数字模型可以让您更加了解您的能源使用情况，但在控制系统中使用我们可用的参数数据也很重要，这就是一个例子。在自动化程度更高的工厂中肯定是这种情况，但即使在完全自动化的工厂中也是如此非自动化工厂数字工具可用于捕获、建模和模拟能源或资源（如水和空气）的使用，同样的离散事件模拟模型可用于优化它们的使用并显着减少能源使用量。电机约占占工业总能耗的 50%。许多人认为一台电机与其他电机相同，但事实并非如此。现代电机的效率要高得多，尤其是与变速驱动器 (VSD) 结合使用时，适用于各种起重、移动和驱动任务。最大的收益来自数字工具的组合模拟，现代电机和控制系统可以在不需要时自动关闭东西——你不能指望人类操作员始终如一地做到这一点。这是数字企业可以开始将流程优化和资源优化结合在一起的地方。