《数字双胞胎优化工厂运营》

  • 来源专题:数控机床——前沿技术
  • 编译者: icad
  • 发布时间:2020-07-08
  • 随着越来越多的企业决策人员开始拥抱数字化转型,并希望通过数字化转型战略来提高业务可见性、提高资产可靠性并优化运营,数字双胞胎技术可以作为转型中的一步。数字双胞胎是过程设备、仪表与控制及其相关数据等工厂有形资产的一种虚拟化且基于软件的表现形式。企业通过数字双胞胎技术可以对安全、 人员培训、知识传递、环境与合规、以及卓越运营(OPEx)计划方面进行优化。数字双胞胎技术有助于提高工厂从新建到持续运营全生命周期的性能。这些生命周期阶段包括概念定义、预前端工程设计(Pre-FEED)、前端工程设计(FEED)、自动化系统设计、实施以及测试、工厂验收测试、操作员培训、以及工厂调试。在项目流程设计阶段,数字双胞胎技术可用于构建工厂的初始模型,以帮助工程师在工厂建成之前了解可能遇到的问题,例如流程中可能出现的瓶颈、对生产的影响、以及如何调整和验证。此外,数字双胞胎可对设备进行准确分析。

      通过数字双胞胎技术,可实现虚拟工厂与真实工厂同步运行,从而提高操作人员的技能。数字双胞胎为工作人员在现场之外,构建了一个不影响真实流程的、无风险的环境来获得控制室的真实操作体验,包括设备的启动和关闭,以及安全有效地管理和处理异常情况。这样可以确保工厂在实际投用前,通过虚拟方式实时且无风险地提高工人技能,并通过测试对流程进行优化,从而获得可衡量的收益。例如使得调试和投产更顺利、减少能耗、优化设备状态监测、提高工厂安全性等。艾默生数字双胞胎技术是 Plantweb™ 数字生态系统的关键组成部分,旨在帮助企业实现标杆绩效。其特点是结构具有开放性,以及控制数据、历史数据和设计数据之间的交互。当项目规模大,复杂程度高时,可以利用高级仿真,在实时的环境中探测运营中的潜在问题。它被集成到一个易于使用的架构中,可随着运营的需要而发展和变化,其整体拥有成本低,将成为工厂运营不可或缺的一部分为越来越多 的企业所使用。

      自动化系统供应商是独立于艾默生数字双胞胎系统,因此自动化平台既可以通过 DeltaV™ 仿真也可以通过其它分散控制系统、PLC或者安全仪表系统的仿真来真实完整地复制控制系统、操作界面及报警的显示。艾默生高仿真的建模方式意味着所有设备都可针对项目和工艺目标进行智能化建模。艾默生数字双胞胎的核心技术Mimic™ 仿真软件,它为自动化平台提供I/O和过程建模以及实时实施和集成解决方案,在医药化工领域应用尤为广泛。艾默生数字双胞胎的其它元素还包括Mimic™操作员培训管理软件(通过增加培训场景和讲师控制平台来提供高效的操作员培训和评估)和Mimic™测试平台(提供控制系统测试和出厂验收测试的自动化和验证,以更有效地满足法规要求)。Mimic™HYSYS Link 由艾默生和AspenTech 联合开发,Aspen HYSYS®仿真软件的用户可以通过Mimic HYSYS Link集成 HYSYS Dynamics过程模型,在这些平台之间实现无缝集成。这种集成促进Aspen HYSYS 与艾默生数字双胞胎的完全同步集成。对于已经使用 HYSYS 软件的数千家公司来说,它有助于简化数字双胞胎的开发和维护,特别是在石油和天然气行业。

      艾默生数字双胞胎技术可用于远程或危险场所的操作培训,如有需要也可提供虚拟现实沉浸式仿真,即在3D工厂环境中建立动态工艺模型,并可进行不同场景之间的实时交互,比如控制室和现场操作人员的不同场景。

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  • 《西门子进一步扩展 ODB 数据交换格式,在数字化双胞胎中添加电子制造信息流》

    • 来源专题:数控机床与工业机器人
    • 编译者:icad
    • 发布时间:2020-07-09
    • 西门子近日宣布对其行业领先的 ODB++™ 语言智能单一数据结构进行扩展,该数据结构可利用针对整个数字线程的开放式数据格式的统一电子制造解决方案,将 PCB 设计转移到制造、组装和测试中。西门子数据交换格式在全球拥有 50000 多家 ODB++ 用户,现更名为 ODB++Design、ODB++Process、ODB++Manufacturing,并全部归于 ODB++ 之下。其中最新的数据交换格式 ODB++Process(以前称为 OPM)有助于在不同机器、软件供应商和独立流程之间实现过程工程信息的开放式交换,从而帮助加快新产品导入 (NPI) 并实现“首次即成功”的制造,目前还没有其他标准机构或解决方案提供商提供该功能的数据交换格式。   该数据交换解决方案不仅免费,并且已经得到市场验证,能够帮助用户轻松地将机器程序从一种机器类型转移到另一种机器类型,例如来自不同供应商的目标机器或位于不同平台上的机器。ODB++Process 格式提供了过程工程信息的开放式交换,可以将其转换为能在任何生产机器或工作站上立即使用的数据。   高迎检测技术有限公司(Koh Young Technology) 首席销售官 JD Shin 先生表示:“借助像 ODB++Process 这样的单一组装格式文件输出,可以在整个生产线上通过 vShapes 标准化设备封装库,帮助我们将检查设备和贴片机等机器之间的程序差异最小化。改进的编程方法可减少人为错误和差异,并显著缩短 NPI 编程周期。而且,ODB++Process与机器无关,可以在不同生产线之间轻松地转移生产组装数据和工艺要求,甚至能够在世界各地的工厂之间进行转移。”   在支持完整产品设计数据表述的 ODB++Design 和归一机器车间数据的 ODB++Manufacturing(以前称为 OML)基础之上,ODB++Process 现在让电子产品的开放式从设计到制造的数字线程形成完整闭环。每一个智能数据交换模块都是中性且开放的,支持所有 SMT 机器供应商(放置、检查、测试和焊接)和所有 EDA 软件提供商。借助完整的电子制造流程(产品、工艺和性能)数字化双胞胎,客户可以充满信心且高效地实现自己最新的智能工厂或工业 4.0 计划。   这些数据交换格式解决方案提供了完整的电子制造信息流数字化双胞胎:   - ODB++Design:完整的产品设计数据表述,由设计工具创建,用于制造、加工、测试和装配分析 (DFx) 的设计,是电子装配和加工的设计数据的单一载体。   - ODB++Process:用于准备设计数据并将其转换为可在任何生产机器或工作站上使用的格式。   - ODB++Manufacturing:所有车间事件的规范,在机器之间以及机器与智能工业 4.0 软件解决方案之间都是双向的。   西门子数字化工业软件 Valor 部门总经理 Dan Hoz 表示:“西门子是 IPC 的活跃成员,我们将继续投资于自己的数据交换格式,以确保为全球社区提供出色的质量和资源。我们对多领域数字化解决方案的专注将持续为客户提供关键优势,帮助他们以极小的风险和更快的盈利时间来生产创新产品。”   ODB++ 系列格式由社区通过开放式、包容性的合作计划免费提供支持,无会员费。   西门子最新的数据交换格式 ODB++Process 有助于在不同机器、软件供应商和独立流程之间实现过程工程信息的开放式交换,从而加快新产品导入 (NPI) 并实现“首次即成功”的制造。   西门子数字化工业软件致力于推动数字化企业转型,实现满足未来需求的工程、制造和电子设计。西门子 Xcelerator 解决方案组合可帮助各类规模的企业创建并充分利用数字化双胞胎,为机构带来全新的洞察、机遇和自动化水平,促进创新。
  • 《CRISPR双胞胎:基因编辑时代的生物伦理》

    • 来源专题:人类遗传资源和特殊生物资源流失
    • 编译者:yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间:2019-02-26
    • CRISPR技术的发现将改变人类DNA的生物伦理学推向了前沿。这样做是对的。CRISPR是一个强大的工具,有可能改变我们基因核心的身份。有鉴于此,我们不仅要质疑CRISPR是如何工作的,还要质疑它应该如何使用,这一点至关重要。人类基因组应该被改变吗?如果应该,改变多少?我们如何减轻潜在的错误?“设计婴儿”可以接受吗?人类胚胎应该被编辑吗?随着CRISPR技术的发展,解决这些问题将有助于确保我们的基因安全。 第一个问题——我们是否应该改变人类dna——的答案无疑是肯定的。几乎可以肯定的是,治疗和预防医学的下一个突破将植根于基因编辑。CRISPR癌症治疗的早期试验已经开始。在不久的将来,彻底治愈ALS和囊性纤维化等遗传性疾病可能成为可能。 然而,并非所有CRISPR应用程序都是平等的。治愈危及生命的疾病显然是一个有价值的目标。但是创造所谓的“设计婴儿”——通过基因工程使婴儿变得更聪明或更漂亮——会直接导致道德困境。幸运的是,对转基因婴儿的恐惧很容易得到缓解。科学家目前无法控制构成一个独特个体的无数因素,无法有效地将这场争论搁置到可预见的未来。但在关于“设计婴儿”的讨论中,除了构建下一个“莫扎特”,还有另一个伦理方面:胚胎基因编辑。 改变人类胚胎是模糊的,因为它改变了种系——通过繁殖传递的DNA。任何错误或意想不到的后果都可能永久进入人类基因库。是的,如果做得正确,这种方法有一天可以从人群中消除严重的遗传疾病。但是医学上非关键的种系编辑的后果是什么呢? 去年年底,中国深圳南方科技大学的科学家何建奎博士宣布了一对转基因双胞胎女孩的出生,这个问题立即成为了新闻头条。到目前为止,还没有发表的、经过同行评审的研究支持这一论断,也没有确凿的证据证明这对双胞胎的存在。然而,如果这是真的,这将是第一例转基因人类。 ——文章发布于2019年2月9日