博世利用Plant SImulation来简化和标准化工厂仿真

用数字解决方案改变出行概念

作为全球领先的技术和服务公司，博世集团在全球拥有约42.1万名员工。他们在2022财年创造了882亿欧元的销售额。博世的业务分为四大业务领域:移动、工业技术、消费品、能源和建筑技术。作为领先的物联网(IoT)提供商，博世为智能家居、工业4.0和互联移动提供创新解决方案。

博世追求可持续、安全和鼓舞人心的移动出行。凭借其在传感器技术，软件和服务以及物联网云方面的专业知识，该公司可以从单一来源为客户提供连接和跨域解决方案。博世的战略目标是为互联生活提供具有人工智能(AI)或使用人工智能开发或制造的解决方案和产品。博世提供创新和鼓舞人心的产品和服务，以提高全球的生活质量。

博世数字生产中心工作组负责管理生产系统的仿真。自2022年以来一直领导该工作组的托拜厄斯说:“我们在仿真的背景下评估、改进、标准化和建立关键解决方案，包括新的和现有的批量生产。”

将物料流仿真作为一种服务

模拟物料流动在这一领域起着重要的作用。在规划新的生产线和地点时，需要验证规划场景，优化生产流程和布局，检查自动导引车(agv)的路线和分布以及许多其他参数。为了改善现有的生产环境，基于模拟的预测支持生产计划，验证搬迁概念并开发改进概念。卡斯滕•迈耶于2018年作为博世中央工程和生产服务部的仿真专家开始了这些任务，他在分别在公司的16个工厂和7个部门进行了模拟项目。

“经过一个评估阶段，我们决定自始至终使用Plant Simulation，”迈耶说。“服务范围和用户友好性说服了我们。”Tecnomatix®产品组合中的工厂模拟来自博世的长期合作伙伴数字工业软件仿真咨询服务公司。

在Siemens 工业软件、硬件和服务业务平台plant Simulation中仿真生产工厂，首先要创建一个模型。使用工厂模拟中可用于生产和物流单元的标准对象，可以配置复杂的生产系统并将其放置在布局中，以获得工厂的2D或逼真的3D表示。“有了这种结构，系统提供了许多可能性，并且很自由，”迈耶说。

“然而，这也意味着仿真模型很快就会变得非常个性化，这使得在更大的群体中交换、协作和重用它们变得困难。” 然后将参数添加到各个对象中。这些可以是组件尺寸，生产过程时间，缓冲器的容量或可能的故障和切换时间的关键数字。模拟专家在不同的场景中改变参数，直到他们达到产量、周期时间或整体工厂效率的目标。“在正确的地方使用正确的数据需要大量的经验，”迈耶说。“然而，我们缺乏训练有素的专家，而且模型的质量很难让外人检查。”

扩展仿真的使用还有两个障碍，迈耶报告说:“虽然专家应该在价值流上进行改进工作，但在构建模型时，他们承担着反复出现的非增值任务，由于任务和变体的范围很广，培训需要很长时间才能记住所有的知识。”

专家的标准令人信服

自2019年以来，Meyer一直支持博世数字生产中央工作组寻找应对这些挑战的解决方案。一个由四名专家、测试人员和开发人员组成的团队开始着手开发一个用于模拟生产系统的标准库。该公司分布在全球的专家也参与了这一过程。

Plant Simulation采用面向对象的仿真环境进行封装、属性继承和层次定义。对象可以保存在库中，供用户使用。然后可以将中心更改应用于这些对象的所有实例。最重要的是，库对象可以很容易地适应应用程序的特定需求。

迈耶说:“我们分析了我们的生产系统，并将其分解为各个部分，以确定标准库的正确对象。”“标准化数据存储在自动化和手工生产系统的模型中定义。最后，我们讨论了如何自动化建模过程。“通过将标准库集成到培训中进行建模，即使没有模拟经验的员工也可以在多个阶段熟悉Plant Simulation的基础知识，并迅速获得高级技能。标准库和标准培训的结合使我们能够实现使用Plant Simulation在大范围内模拟物料流动的目标。”迈耶说道。

“我们专注于用户友好的建模，并利用游戏行业的经验来‘游戏化’整个过程。”在大约一年的时间里，创建了25个标准对象和20个应用程序示例来说明标准对象的实际使用。现有专家的知识被纳入标准对象的开发中。创建了标准化的存储位置和传输模拟数据的选项。现在，对于新项目(绿地)，提供了从博世内部标准规划工具导入数据的接口。如果存在生产优化项目(棕地)，则提供有关如何建立与生产数据的链接的示例。

目前，博世的标准图书馆有70多名用户。在一项书面调查中，标准库获得了非常好的总体评价4.4分(满分5分)。迈耶说:“专家们表示，使用标准库建模时，他们的速度要快50%以上。”根据受访者的说法，协作使其更容易，并且可视化得到了改善。用户可以更容易地访问同事的模型，并可靠地从生产线上找到正确的参数。

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快速实现高级技能

由于这些优点，许多仿真专家无法想象在没有标准库的情况下使用Plant simulation。然而，为了确保成功并更快地满足公司的模拟需求，还为新专家制定了标准培训课程。迈耶说:“通过将标准库集成到培训中进行建模，即使没有模拟经验的员工也可以在多个阶段熟悉Plant simulation的基础知识，并迅速掌握高级技能。”最后一步是认证，它确保在模拟公司中的真实用例时达到高质量标准。

虚拟培训会议非常受欢迎，许多专家即使在获得认证后也会继续参加。这使他们能够与其他有类似任务的专家联系，交流经验并提出有价值的建议。半年来，有30多名同事参加了培训。“标准库和标准培训的结合使我们能够实现使用Plant Simulation在大范围内模拟物料流动的目标，”迈耶解释说。

迈耶说。“我们发现Plant Simulation是我们任务的最佳解决方案，标准库将进一步优化，我们将继续提高用户友好性。为此，我们正在努力实现数据输入的标准化和结果的可视化。”

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