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智能制造概念已經(jīng)提出已久，不少企業(yè)已經(jīng)積累了豐富的實踐，但也有不少企業(yè)還停留在20年前的自動化水平。富士康科技在推進(jìn)集團(tuán)整體智能制造的基礎(chǔ)上，深入開展精益化建設(shè)，針對單點應(yīng)用進(jìn)行改善，逐步實現(xiàn)全面的數(shù)字化應(yīng)用與轉(zhuǎn)型。
2024年，富士康智慧工廠建設(shè)關(guān)注的重點技術(shù)正在從人工智能、先進(jìn)自動化、數(shù)字孿生、燈塔工廠、綠色環(huán)保、以人為本、數(shù)字平臺轉(zhuǎn)向Gen AI、人型機(jī)器人、仿真模擬、可再生能源、人機(jī)協(xié)作、開放架構(gòu)、云計算等并舉及深化應(yīng)用階段。
仿真應(yīng)用是富士康今年的一項重點工作。富士康致力于借助諸如仿真、人工智能自動化等先進(jìn)技術(shù)，逐步構(gòu)建具有高度實時性和靈活性的數(shù)字孿生工廠，推動智能制造的全面發(fā)展。
仿真應(yīng)用四步走
仿真技術(shù)主要是通過計算機(jī)模擬物體或系統(tǒng)的行為和性能，?幫助預(yù)測和優(yōu)化設(shè)計方案。?它是一種離線模擬，?雖然能夠提供對物體或系統(tǒng)的理解和優(yōu)化，?但不具備數(shù)字孿生的實時性和閉環(huán)性特征；基于仿真技術(shù)的數(shù)字孿生，?通過集成其他新技術(shù)，?實現(xiàn)更高級別的實時性、?閉環(huán)性和優(yōu)化功能，是實現(xiàn)從數(shù)字世界向物理世界連接的關(guān)鍵。
在富士康，數(shù)字孿生重點關(guān)注真實生產(chǎn)運營與生產(chǎn)數(shù)字孿生、真實產(chǎn)品運營與產(chǎn)品數(shù)字孿生，并采取四個步驟來推動和建設(shè)數(shù)字孿生工廠（metafactory）：
一是采集各類數(shù)據(jù)，建立一個基于工廠、所有設(shè)備以及物流業(yè)務(wù)在內(nèi)的真實數(shù)據(jù)的仿真模型，實現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實之間的數(shù)據(jù)傳輸。對應(yīng)的效果是，AGV設(shè)備資金投入減少約30%，年生產(chǎn)總值增加4%；
二是把數(shù)據(jù)賦能到模型中，實現(xiàn)數(shù)字孿生的閉環(huán)。但這個程度上，數(shù)字孿生還不足對生產(chǎn)制造產(chǎn)生體量；
三是做到動態(tài)的虛擬現(xiàn)實映射，實現(xiàn)真正意義上的數(shù)字孿生，對制造流程相關(guān)及以外的實際IOT數(shù)據(jù)、參數(shù)校準(zhǔn)等更多層次的業(yè)務(wù)提供及時的響應(yīng)和支持。以AR培訓(xùn)維修和AR巡檢應(yīng)用為例，其人員培訓(xùn)效率提升30%，人員錯漏檢題降低至零；
四是結(jié)合AI技術(shù)（如GPT）的應(yīng)用，讓數(shù)字孿生工廠具備更強的數(shù)據(jù)洞察力、預(yù)測能力和智能決策功能。
這四個步驟體現(xiàn)了富士康和鴻海精密一些項目的效果。
通常情況下，要構(gòu)建一個全新的制造工廠，生產(chǎn)產(chǎn)線和流程往往成本很高很復(fù)雜，而仿真方法提供了一種在部署前研究造流程和系統(tǒng)行為的方法。富士康的仿真方法是分成設(shè)備層、產(chǎn)線層、工廠層三個模塊來進(jìn)行，簡單來說就是從點到線到面，其優(yōu)勢是，在設(shè)備層，可完成控制邏輯驗證，縮短設(shè)備調(diào)試時間；在產(chǎn)線層，實現(xiàn)物料流及吞吐量驗證，物料運輸和產(chǎn)線物流量化，提供設(shè)備綜合效率（Overall Equipment Effectiveness）分析報告；在工廠層，可優(yōu)化布局，驗證生產(chǎn)策略，完成生產(chǎn)控制和布局的備選方案驗證。
數(shù)字孿生工廠搭建完成之后，富士康又從整個工廠范圍采取回頭再細(xì)化到產(chǎn)線到設(shè)自動化單元，再到設(shè)備的方式，實現(xiàn)仿真工廠的落地。
推進(jìn)仿真工廠全面落地
富士康仿真技術(shù)已成功應(yīng)用于多個層級，包括設(shè)備、生產(chǎn)線乃至整個工廠。
在設(shè)備方面，富士康采用NS的MCD做了一些虛擬仿真調(diào)試，用PDPS做了一些設(shè)備的虛擬仿真調(diào)試等。
在整廠仿真方面，富士康在龍華園區(qū)、成都園區(qū)以及觀瀾園區(qū)等各地CNC工廠分別實現(xiàn)了組裝、自動化產(chǎn)線的整廠仿真應(yīng)用。整廠仿真也是富士康符應(yīng)用最多的場景。
在物流倉儲方面，富士康在鄭州園區(qū)支持了全場景作業(yè)流程仿真，實現(xiàn)對自動化倉庫的整體布局。
這些應(yīng)用普遍取得了理想的成效。
富士康CNC工廠主要從事數(shù)控機(jī)床加工相關(guān)工作。在CNC工廠優(yōu)化和改進(jìn)過程中，富士康采用了西門子工業(yè)軟件的仿真軟件Simulation支持CNC設(shè)備、HV、手臂等的運轉(zhuǎn)，以及針對整個皮帶線和CNC設(shè)備實現(xiàn)更好的搭配，產(chǎn)生了一些實際的效益。
基于Simulation成功應(yīng)用的基礎(chǔ)之上，富士康正在推進(jìn)數(shù)字孿生，后期將把數(shù)據(jù)接進(jìn)來做一些看板，然后在VR上進(jìn)行開發(fā)并通過VR展示實時連線狀態(tài)和數(shù)據(jù)分析結(jié)果，實現(xiàn)真正意義上的數(shù)字孿生。
林建權(quán)現(xiàn)場演示了兩個仿真應(yīng)用場景。
在以跟隨視角的漫游產(chǎn)線內(nèi)的仿真場景演示中，點擊“數(shù)據(jù)看版”按鈕，打開資料，看板兩側(cè)就展示實時生產(chǎn)動態(tài)、生產(chǎn)分析、設(shè)備狀態(tài)、換刀分析、品質(zhì)動態(tài)、品質(zhì)分析、入庫分析、人力分析等看板資料，還可放大查看。
在另外一個完整智能倉場景的仿真中，富士康展現(xiàn)了一個燈塔工廠包括分貨、理貨、倒箱、料箱入庫作以及叉車運轉(zhuǎn)、IQC按指令抽選料等主要的作業(yè)流程。富士康針對整場物流自動化方案，按照若干大區(qū)塊完成了一次完整的Simulation。通過對整場物流的吞吐量能否達(dá)到計劃需求、各個區(qū)域的運轉(zhuǎn)情況是否正常、有否存在卡點，進(jìn)而查找和分析、判斷其原因，做必要的改善。
數(shù)據(jù)驅(qū)動的孿生工廠
截至去年，富士康完成了大量的仿真項目。今年富士康還將針對各個集團(tuán)內(nèi)各地的需求繼續(xù)跟西門子持續(xù)在合作推進(jìn)仿真項目。
西門子規(guī)劃的數(shù)字主線其實放在鴻海精密及富士康一樣。除了借助西門子Simulation建設(shè)數(shù)字孿生工廠之外，富士康確定了一個目標(biāo)（數(shù)據(jù)驅(qū)動的智慧制造，打造孿生工廠）與6大數(shù)字主線（產(chǎn)品、模擬、工藝、IIOT與制造、電子裝配、多業(yè)態(tài)），通過加強西門子的繼續(xù)合作，應(yīng)用Teamcenter等其他更多產(chǎn)品和解決方案，構(gòu)建一個全流程的數(shù)字孿生工廠。
雙股螺旋發(fā)展模式推進(jìn)未來工廠建設(shè)
從最早精益數(shù)字化工廠，到后來用仿真做一些項目來驗證、虛擬調(diào)試，富士康希望能結(jié)合AI進(jìn)來做一個全流程的數(shù)字孿生工廠建設(shè)。實現(xiàn)更接近認(rèn)知上的智能制造。
未來工廠應(yīng)該是怎么樣？
林建權(quán)認(rèn)為，未來智能工廠并不只是精益化、自動化、數(shù)字化單獨推進(jìn)的脈絡(luò)，而應(yīng)該是螺旋式上升的發(fā)展態(tài)勢。富士康在利用各類先進(jìn)技術(shù)建設(shè)孿生工廠繼續(xù)推進(jìn)數(shù)字化建設(shè)的同時，還將運用精細(xì)化思維在生產(chǎn)管理中，通過精益化的思維與數(shù)字化的賦能，結(jié)合AI來智能化驅(qū)動創(chuàng)新，以雙股螺旋的發(fā)展模式推進(jìn)富士康未來工廠愿景成真。
為期兩天的西門子“2024大中華區(qū)Realize LIVE用戶大會”于7月24日在上海盛大開幕。作為西門子在工業(yè)軟件領(lǐng)域的年度盛會，此次大會聚集千余位行業(yè)專家、企業(yè)代表、西門子專家以及優(yōu)秀合作伙伴，開設(shè)多個論壇及產(chǎn)品實操培訓(xùn)課程，聚焦人工智能、工業(yè)元宇宙、數(shù)字孿生等技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用的新范式，探尋行業(yè)數(shù)智化發(fā)展的前沿。
【關(guān)于演講嘉賓林建權(quán)：富士康科技集團(tuán)數(shù)字化項目負(fù)責(zé)人，主要負(fù)責(zé)整個集團(tuán)的數(shù)字化的應(yīng)用與項目的落地】
