从数字化双胞胎到仿真机器人,西门子助力中国

• “2019西门子制药行业峰会”在成都举办

中国化工仪器网 名企动态】 · 西门子成为的自动化解决方案供应商 · Sartorius Stedim Biotech的产品系列未来将包括面向全球的标准化自动化平台 · 新的自动化产品在2018年法兰克福举办的ACHEMA展会上亮相 2018年6月12日——西门子科技集团与国际领先的生物制药行业供应商Sartorius Stedim Biotech 就自动化领域的长期合作达成共识。按双方协议,Sartorius Stedim Biotech将优先采用西门子的自动化技术,包括工业PCs、S7-1500软件控制器、TIA门户,以及SCADA系统Simatic WinCC等。SSB为其客户提供的多款产品和解决方案都将采用这些软硬件设备,用于诸如疫苗和单克隆抗体等生物制药产品的开发和生产。 Sartorius Stedim Biotech此前已经使用西门子自动化解决方案对其大型生物反应器和过滤系统实施工艺控制。为了进一步推动旗下产品系列实现标准化,SSB决定为其他产品引入新型可配置自动化系统。根据近期达成的协议,双方的合作将进一步扩大到Sartorius Stedim Biotech的其他产品。这些产品将在未来数月陆续配备西门子自动化解决方案,从而能够与Simatic PCS 7及Simatic Batch这类工艺控制系统相整合。总而言之,这些SSB的产品包括BIOSTAT® STR系列的一次性生物反应器、多款过滤系统以及FlexAct® 系统。后者是一种灵活的模块,可用于控制生物制药生产过程中的多个不同的工艺步骤。 Sartorius Stedim Biotech技术官Oscar-Werner Reif博士解释说:“通过引入新的自动化平台并进一步实现产品标准化,我们可以帮助客户方便地将其系统整合到SCADA、MES或ERP等自动化解决方案中。与此同时,我们可以帮助他们更加轻松地完成工艺升级,实现从实验室规模到商业规模量产的飞跃。”Reif博士还补充说:“西门子作为自动化行业的领军企业之一,是我们理想的合作伙伴。” 西门子工艺自动化业务部执行官Eckard Eberle表示:“我们非常高兴能够为Sartorius Stedim Biotech提供我们独特而全面的产品组合,这包括硬件、软件以及整个系统生命周期内的服务。通过双方的合作,生物制药行业的用户可以获得诸多优势,包括更高的效率、质量和灵活性以及更快的上市时间。” 在2018年6月11日至15日于德国法兰克福举行的ACHEMA 2018展会上,西门子和Sartorius Stedim Biotech还联合展示了FlexAct模块——采用新型自动化平台的首款产品。 关于赛多利斯斯泰帝 赛多利斯斯泰帝 (Sartorius Stedim Biotech) 是国际领先的生物制药行业设备和服务的供应商,为全球生物制药的开发与生产提供安全、及时、经济的一体化解决方案。作为完整解决方案的供应商, 赛多利斯斯泰帝提供几乎涵盖生物制药工艺所有步骤的产品组合。公司致力于推广一次性使用技术和增值服务,满足生物制药行业快速发展的技术需求。公司总部位于法国欧巴涅,在巴黎的欧洲交易所上市;因其位于欧洲、北美和亚洲的生产与研发中心以及遍布全球的销售网络而享誉世界。

2017西门子过程工业峰会于8月3-4日在上海举行。此次峰会向众多过程工业客户分享了西门子以“数字化双胞胎”为核心的过程工业数字化解决方案,以及在石化、食品饮料、水处理、纤维及矿山等行业的案例。在峰会上,西门子正式发布了新版过程控制系统Simatic PCS 7 V9.0,通过引入Profinet为过程工业实现直至现场层的数字化,为工厂全生命周期的优化带来更多可能。此外,西门子在此次峰会上正式为其位于上海的西门子过程工业数字化体验中心举办了揭幕仪式。 本次峰会上,西门子发布了全新版本的过程控制系统Simatic PCS 7 V9.0,首次将基于工业以太网技术的开放式总线标准Profinet全面引入过程控制系统。Profinet技术与Simatic PCS 7全新的分布式I/O系列Simatic ET 200SP HA、Simatic CFU紧凑型现场模块等创新硬件全面融合,软件更多创新且全面支持Windows 10操作系统,灵活性更高、操作更方便、设计面向未来,而且与现有系统广泛兼容,为过程工业企业的数字化升级带来契机。 在过程工业,工厂对灵活性、可扩展性、可用性和安全性一直有着非常高的要求。而且工厂的预期寿命长达30年,工厂发展策略需要面向未来,投资保护也尤为重要。自动控制和自动化技术在过程工业中扮演着重要的角色。作为全球*的以太网标准,Profinet能够适应过程工业中出现的未来需求。Profinet不仅可实现实时高效通讯,还提供了面向标准自动化网络的开放式标准,安全通讯以及灵活、可方便扩展的网络架构。成功实施数字化转型需要直至现场层的可靠通讯。为此,V9.0版本推出了能够将Profinet的优势发挥到*的全新I/O系统Simatic ET 200SP HA:专为过程工业设计,可用性高,可直接用于Ex zone 2现场。其配有保护涂层,工作温度范围扩大至-40℃~ 70℃,应用广泛,无需额外配备空调。 Simatic PCS 7 V9.0还进行了广泛的软件创新,工厂运营商和维护人员可受益于其全面提升的生产力和灵活性。例如,全面支持微软*新的Windows 10操作系统,全面支持OPC UA的架构,仪表集成支持FDI标准。使用Simatic PDM采用移动技术,可更高效地调试和管理现场设备。使用该通用工具,可就智能现场设备和现场组件进行工程组态、参数设置、调试、诊断和维护,且全面支持Profinet。 继今年6月在北京建立西门子亚太区*数字化体验中心,西门子针对过程工业的数字化体验中心也于峰会期间在上海揭幕。观众可以近距离感受“数字化双胞胎”为过程工业带来的从一体化工程到一体化运维的实景体验:一体化设计、数字化移交、工厂全生命周期的数据管理、虚拟调试与操作员培训系统、虚拟现实的日常巡检,以及深层次设备状态分析等。

到底是软件为硬件服务、还是软件是硬件的驱动?这个看起来不怎么重要的问题,在某种程度上影响着企业战略。

中国德富塑料网讯:在今年增材制造大型展会法兰克福国际精密成型及3D打印制造展览会上,西门子展示了其依托数字化企业套件的增材制造无缝集成解决方案。西门子以“实现数字化企业套件的价值--增材制造工业化”为主题,在约150平方米的展位上展示了面向增材制造全产业链各个环节的产品组合。展示的特色产品从支持完整的加工机械和工厂自动化的设计和工程软件、仿真工具及配套硬件,到与基于云的开放式物联网操作系统MindSphere进行互联的设备等不一而足。来自西门子的独特产品专为满足机器制造商和增材制造用户的需求而设计,旨在展示致力于增材制造领域的企业将如何利用数字化大幅提高生产灵活性和效率、缩短工程时间和产品上市时间,从而巩固和加强他们在全球市场上的竞争地位。

• 西门子首次在华全面展示基于网络的过程控制系统软件 Simatic PCS neo

但现在,软件和硬件的鸿沟变小了,变得越来越合拍了。工业软件在工业物联网的助攻下,用数据将软件和硬件之间的流通之路慢慢探开。

西门子数字化工厂集团增材制造中心副总裁Karsten Heuser博士解释说:“西门子是全球领先的、也是唯一的一体化增材制造软硬件解决方案提供商,其产品涵盖增材制造增值过程的每一个阶段。这意味着如今我们能为机器制造商和增材制造用户带来很好的机会,使其从原型设计和使用单台机器的小规模生产迅速过渡到工业规模的批量生产。”

• 西门子与赛多利斯全球战略合作落地中国

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在全面的“数字化企业”理念框架内,西门子为积极拥抱数字化时代的企业提供全面的产品组合。数字化企业套件面向产业链不同环节,基于西门子PLM软件解决方案,包括集成式CAD/CAM/CAE解决方案、NX软件、仿真和测试软件解决方案Simcenter组合、数字化生命周期管理系统Teamcenter软件、面向生产执行的西门子制造运营管理产品组合的两个要素Simatic IT和Simatic WinCC,以及基于云的开放式物联网操作系统MindSphere等。Karsten Heuser博士指出:“对机器制造商和增材制造用户而言,这意味着整个数字化流程链都处在统一的集成式关联软件环境下,因此可以使用标准化的用户界面进行操作。用于工程、仿真、生产制备和3D打印的工具都集中于同一系统中,无需进行容易致错的数据转换,同时也可以消除信息遗失所带来的风险。”

六合联盟,“2019西门子制药行业峰会”今天在成都举行。作为西门子面向制药行业举办的年度行业盛事,本届峰会以“思考制药工业的未来”为主题,聚焦中国制药行业在当今宏观环境下面对的诸多变化和挑战,就制药企业数字化转型的探索与实践进行了深入讨论。西门子有限公司执行副总裁、西门子大中华区数字化工业集团总经理王海滨在现场演讲中表示:“当今中国的制药企业面临着行业宏观环境的不断变化,其生产运营需要更加高效、高质量、安全、环保和合规,以保持行业竞争力,而实施数字化转型已是行业公认的解决之道。凭借最先进的端到端数字化解决方案以及多年来对各行业的深刻理解,西门子是中国制药企业数字化转型征程上的最佳合作伙伴。”

这从2019年汉诺威工业博览会上频繁出现的数字化双胞胎(Digital Twin)、仿真机器人身上可见一斑。

利用西门子PLM软件实现从产品到生产

在本次峰会上,西门子的技术专家与现场300余位来自制药行业的最终用户、设计院、系统集成商和设备制造商分享了其面向未来的数字化研发成果和在模块化生产解决方案方面的最新进展,以及在国内外制药行业数字化实践的一系列成功案例。此外,在峰会的“专家论道”环节,与会者聆听了西门子客户和最终用户、合作伙伴、业界专家对制药行业数字化转型的现状以及未来走向的独特见解。

本次汉诺威工业博览会的“C”位展馆9号展馆中,显示的是西门子的球衣广告牌。这件球衣是用玉米制成,它讲了一个中国新疆企业用玉米替代传统的石油化工,合成聚酰胺制作服装的故事。

在不断减少零部件重量和提高资源利用率的需求推动下,各公司希望将晶格结构融入设计,以在不影响强度和结构完整性的情况下满足这些需求。最新版本的NX软件提供了面向增材制造的全新设计方法,包括添加晶格的能力。Convergent Modeling使得直接处理这些晶格结构等多面几何结构成为可能,从而使企业避免此前冗长的数据转换过程。这使企业能够在更短的时间内将更轻更强的产品推向市场。通过与Simcenter结合使用,产品特性可以预先,并可在产品生命周期(从最初概念到最终使用)中进行仿真和预测。这可以加快产品工程步伐,将更经济、更可靠的产品推向市场,从而增强企业的竞争优势。数字化产品生命周期管理系统Teamcenter负责管理产品设计、归档、物料清单和数据等,可以使整个企业的工作和变更流程实现标准化,并使效率得以优化。

同时,西门子也在峰会上首次在中国市场全面展示了其基于网络的创新过程控制系统——Simatic PCS neo。作为过程行业首个基于网页方式接入的控制系统,Simatic PCS neo为过程行业的数字化树立了新的标杆。Simatic PCS neo 是西门子一款全新的系统软件,支持用户在工程和运营领域开展基于网络的全球合作。通过使用安全的网络连接,用户可以通过访问网页随时随地访问所有信息。基于清晰的职责和授权管理,该系统可以支持任意数量的用户基于网络并行开展工作,而无需在本地安装软件。此外,用户只需点击几下鼠标即可访问各个应用程序,并可以方便、实时地在工程组态、监视与控制视图之间切换。

从玉米到球衣的背后,是西门子为中国新疆乌苏凯赛生物产业有限公司设计的数字化工厂。

智能自动化系统用于增材制造

西门子有限公司数字化工业集团副总裁、过程自动化事业部总经理姚峻博士表示:“西门子多年来在自动化和数字化领域积累了丰富的知识和经验,并在过程工业领域不断面向未来推陈出新。新的Simatic PCS neo将给行业客户带来革命性的全新体验,为身处数字化时代的制药企业提供独特机遇。”

这家数字化工厂涵盖了产品设计、生产规划、生产工程到生产制造和运维的整个生命周期。

提到增材制造的工业化,生产系统的智能自动化起着决定性的作用。在2017年formnext展会上,西门子展示了支持工业增材制造系统的自动化解决方案如何能够监控运动控制、优化流程从而提高可用性、信息安全、产品质量和生产力。为此提供支撑的是使用基于PLC的Simatic自动化解决方案或基于CNC数控系统的Sinumerik数控系统解决方案。它们与Sinamics驱动系统和Simotics电机结合使用,以驱动机器设备的机械部件。依托TIA博途(TIA Portal)全集成自动化工程软件平台,西门子使所有这些自动化组件能够高效协同工作。西门子formnext展台的其他主题还包括数字化和利用Simatic IT UA实现对增材制造的管理,数据保护和用户权限管理等。

此外,西门子与赛多利斯斯泰帝在峰会上宣布了双方在自动化和模块化领域的全球战略合作落地中国,西门子将成为赛多利斯自动化、数字化相关技术及产品的首选供应商。西门子的软硬件产品将在赛多利斯为其客户提供的多款产品和生物工艺解决方案中采用,应用于疫苗或单克隆抗体等生物药产品的开发和生产。此前,西门子过程控制自动化解决方案已经应用于赛多利斯的大型生物反应器和过滤系统。为进一步标准化产品组合,赛多利斯将引入西门子新型的模块化可配置自动化系统,并扩展运用到赛多利斯的更多产品系列,包括一次性生物反应器BIOSTAT® STR系列、各种过滤系统和FlexAct®系统。

凯赛的数字化工厂成为西门子的样板案例,不仅因为它是西门子在过程工业中的数字化样本,也由于它采用了数字化双胞胎,在虚拟环境中模拟、测试并调整现实的产品及设备,虚拟和现实互动,提高了产品从设计到排产的效率。

将增材制造机器连接到物联网

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这背后是西门子经典的DCS控制系统Simatic PCS 7和工厂资产数字化管理系统COMOS的结合运用。

通过MindSphere,西门子展示了其高性价比的可扩展云端“平台即服务”。作为开放式操作系统,MindSphere能实现机器与数字世界之间的无缝连接。通过利用大量数据,机器制造商和生产商可以在整个企业内部实现更高的生产力和效率、缩短停机时间、增加产量并实现提高厂房空间利用率。与此同时,MindSphere有助于实现西门子提供的基于数据的服务与第三方提供商所提供服务之间的无缝连接。另外,制造商自己的应用和服务也可实现无缝集成。

Simatic具有61年历史,是西门子自动化的象征和骄傲,它能够保证工厂设备连续生产。

创新增值服务助力提高增材制造工业化速度

COMOS则将涵盖工艺、电气等在内的工厂资产集成为数字化模型,成为数字化双胞胎中虚拟的那一个“胞胎”。这个以3D模型样貌呈现出的和现实工业场景一样的“兄弟”,来自设备提供的数据。

西门子在formnext上首次展示旨在帮助客户加快增材制造工业化步伐的模块化咨询服务套件。该服务将来自西门子不同业务板块的专业知识凝聚在一起,整合在西门子整体的增才制造创新框架下,涵盖从设计、业务模式开发到生产的所有环节--全部在同一个平台上。

数据通过工业物联网平台,形成了一面镜子,使现实设备在镜子面前看到镜中的自己。模型相像的准确度,则要依赖工业软件。

零部件工程和打印服务直至完整的增材制造由Material Solutions与Mobility Services提供。

这正是工业巨头们从数年前开始收购工业软件、想要实现软硬结合的初步成果。通过工业物联网平台,数据将割裂的软件和硬件逐渐形成闭环。

西门子最近成功实现了燃气轮机叶片的打印和应用,为西门子精通增材制造工艺提供了坚实的佐证。这种专业知识现在正通过西门子附属公司Materials Solutions作为一项制造服务提供给其他行业领域——从理念到零部件成品的打印。

法国工业巨头施耐德电气亦是如此。

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位于11号馆的“绿巨人”施耐德电气,在此次展会上集中展出的硬件应用包括:数字化电机控制与保护系统(TeSys island)和Modicon M262逻辑与运动控制器。

这些硬件应用,是为了让设备制造商能够轻松地将施耐德电气的工业物联网EcoStruxure功能集成到新的机器和现有机器中。

“绿巨人”在此次汉诺威工业博览会上重点展出的还有AVEVA。它是专门帮助制造商打造数字化双胞胎的软件。

“确切地说,现在的AVEVA已经是基于EcoStruxure上应用的工业APP了。”施耐德电气全球战略分析主管Harold Balemans对界面新闻记者说,“AVEVA已经通过一个平台,将它自己的数据整合到EcoStruxure上,从工业软件成为工业APP。”变成工业APP,意味着设备商客户可以直接应用。

2017年,施耐德电气斥资5.5亿英镑,与英国软件巨头AVEVA成立了新合资公司。施耐德电气占股60%。这多少弥补了施耐德电气早几年前想要收购AVEVA但没能成功的遗憾。

双方成立合资公司,在于工业领域不断发展的数字化双胞胎的需要。数字化双胞胎已经在上述西门子案例中已经采用,其工厂级的解决方案,对于低压配电设备在全球排第一的施耐德电气来说,至关重要。

与先行一步的西门子相比,施耐德电气迫切要形成完整的解决方案。

工业展馆里,最热的除了各家设备商所展示的“数字化双胞胎”,还有多年前曾被热炒、今年又翻红的“人工智能”。人工智能的背后是机器学习。

日本自动化及电子设备制造商欧姆龙,连续三年在汉诺威工业展上展示了能够和人类对打乒乓球的机器人Forpheus。

这次出现的Forpheus不像前两年只会机械地推挡球那么简单了。它能够向对手发起进攻。

Forpheus左侧的显示屏上同步出现现场对弈的虚拟场景,这是它通过机器视觉捕捉到的对手动作。通过击球和接球收集到的对手数据,Forpheus开始调整自己的竞技水平。这是它的最新功能,即通过数据分析对手的弱点,选择进攻。

德国自动化技术厂商FESTO以仿生学习网络(Bionic Learning Network)著称,其生产的仿生机器人能够模仿蜘蛛、蝴蝶等。在11号展馆,FESTO将展台布置得跟工厂实验室一样。

FESTO果然带来了仿生学机器人手臂,依靠力学、机器视觉等传感器,它能够模仿人类的抓取动作,实现人机协作。

在17号展馆,首次以整体公司形象参展的中国沈阳新松机器人自动化股份有限公司(下称新松机器人,300024.SZ),展示了三种不同类型的协作机器人。最著名的是“咖啡服务员”机器人,它通过模仿人类,能够完成从磨咖啡豆到像服务员一样、将煮好的咖啡端送到顾客手中的完整步骤。

新松机器人展位上的员工对界面新闻记者称,这款机器人突出的是机器人学习、协作的创意和创新,真正推广商用的话,目前仍然非常昂贵。

机器人学习和仿真,也是建立在数据的提取和分析上——数据成为软件和硬件融合的桥梁。

工业巨头们显然和软件开发商们考虑的不一样。他们在小心翼翼地用数据弥合软件和自动化硬件两张皮,同时努力保持底色和工业基因。

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