为什么仿真对于推动制造业的新时代至关重要

随着产品理念变得越来越复杂，客户正在寻找具有先进能力的合作伙伴，以帮助将概念可靠、高效、快速地转化为有形商品。Flex 的 Paul Baldassari 分享了仿真如何在此过程中发挥关键作用。

在最近的福布斯采访谈及制造业的未来，Flex 首席执行官 Revathi Advaithi 表示，“制造业在很多方面都已经过时了。”即使我们只回顾 2018 年的几年，成功转型的制造业企业比例也远低于其他行业企业的平均水平。

这种缓慢而抵制的数字化转型方式，加上消费者对产品的需求不断增长，以及全球疫情造成的严重旅行限制和供应链中断，可能会导致制造业完全陷入停滞。

制造业数字化转型的未来需要专注于构建先进技术组合，为客户提供更高的效率、质量和可持续性。Flex 几年前就开始了数字化转型。事实证明，数字化转型在应对 COVID-19 疫情方面发挥了重要作用，并提供了适应未来环境、全球和行业变化的灵活性。

当人们想到数字制造技术时，首先想到的可能是自动化和机器人技术。虽然这些技术非常重要，但有一种技术在很大程度上被忽视了，但在新制造业时代却发挥着至关重要的作用，那就是模拟.

模拟的好处

模拟的力量在于，它可以推动您在生产产品之前与客户、供应链合作伙伴、设备供应商和内部专家进行前期对话。

工厂将如何设立？
产品将如何在生产线中流通？目前有哪些地方可以进行优化？
爬坡时间是怎样的？如何才能超越客户的期望？
收益率如何？
我们需要多少员工来支持这个项目？
还缺少什么吗？

过去，客户会飞到工厂，走访车间，了解产品如何下线。如果您需要更改生产线或工厂设置，这是一个费力的手动过程，可能需要数月时间。如果更改不正确？您又会回到原点，恢复到原始设置，浪费时间和金钱。

这就是为什么模拟如此强大的原因：

1. 从虚拟开始，然后实现现实

通过模拟，您可以为客户和内部团队提供工厂的虚拟视图。此视图可以展示生产线的样子，甚至突出显示机器视图。如果您需要进行更改，只需单击一下，即可运行新的模拟版本。

2. 接受之前先测试一下

您还可以继续使用模拟来构建和添加逻辑层。设置生产线视图后，您可以创建物料流的模拟视图，平衡生产线并分析设备产量。您可以进行产量预测或模拟如果机器或流程未按预期运行会发生什么。掌握这些信息后，您就可以解决故障对整个制造流程意味着什么、需要修复的区域以及吞吐量的差距。您甚至可以模拟库存视图，确保您拥有正确的吞吐量，而无需在工厂中产生大量库存。

3. 可视化工厂车间的员工体验

另一个非常有用的方法是模拟员工视角，尤其是在疫情期间。这个过程有助于更好地了解工厂、人们如何使用设备以及一项工作需要多少工人。这种视角可以帮助确保工厂的设计符合人体工程学，以提高安全性和效率，同时防止受伤并保持员工的社交距离。

4. 迈向数字孪生的第一步

制造业的前景是互联的、双向的，不仅是闭环，而且是正确的循环。模拟为这个智能系统的运行奠定了基础，并充当了驱动下一代制造技术的引擎。今天的模拟模型是物理过程的表示。在 Flex，我们着手连接物理和数字，创建一个范式，允许立即对工厂车间的常见问题采取行动。将模拟与其他关键任务系统（如企业资源计划 (ERP)、制造执行系统 (MES) 等）相结合，数字孪生将培育出更高效的环境。好处包括更好的生产计划、生产线变化、客户需求波动、材料短缺解决方案和其他变量，这些变量将决定如何最好地超越客户的期望。

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对模拟的需求不断增长

最初，模拟用于测试新的生产线设置或评估使用替代工艺流程的成本效益。然而，新的进步正在改变人们的看法。事实上，最近的调查研究表明，75% 的制造业高管认为仿真对于成功至关重要。这种转变正在推动市场的巨大增长，预计仿真软件将覆盖超过到2026年将达到$150亿.

然而，只有 43% 的制造业高管认为他们目前的模拟能力很好或很优秀。

这是因为将模拟集成到组织的各个方面并不像听起来那么容易。模拟需要多个部门、学科和供应商之间的密切合作。大多数制造组织声称依赖该技术，但实际上，他们只为特定团队和项目部署该技术。因此，这些公司看不到（或传递）模拟提供的全部价值。

在 Flex，我们拥有将不同学科结合在一起以正确完成项目的悠久传统。我们接受了模拟是我们先进制造计划的基石我们已经在很长一段时间内采用该技术。通过与各部门的优秀人才合作，仅在过去两年内我们就完成了 200 多个模拟项目。通过将这项技术融入我们的流程结构中，我们培养了必要的专业知识，以便将这项技术部署到我们所有的工厂并迅速扩大其使用和采用。

那么在实践中情况如何呢？

通过模拟为客户提供支持：真实医疗设备示例

与大多数受到严格监管的市场一样，医疗行业在整个产品生命周期中都需要极高的可靠性。制造过程中的任何错误或问题都可能需要数年时间才能修复，并且会花费数百万美元。当 Flex 开始与一家医疗设备供应商合作，希望在 2020 年将新产品推向市场时，我们知道仿真将发挥关键作用。

借助仿真功能，我们能够在数小时内重复产品模型数十万次。此过程使 Flex 能够快速运行“假设”场景并测试变量和约束。使用仿真，一种原本需要三个月才能手动完成的方法，仅用了三周就完成了。

但这并不是唯一的好处。客户还在应对严格的需求，需要 Flex 每季度生产 800 万台。业内人士都知道，生产调度总是充满挑战。计划、需求、人员和材料总是在不断变化，可能会对生产计划产生重大影响。因此，我们的团队手动预测每季度产量为 550 万台，远远低于客户要求。然而，通过使用模拟测试各种场景，我们能够在几天内优化调度，每季度生产 810 万台（比客户预期多 10 万台）。

除了设计和调度之外，仿真还有助于测试重要的操作变量。这使我们能够将某些工作站的产量提高 70% 以上，消除瓶颈并将车间推车可用性提高 20% 以上，并提供其他重要的业务、运营和成本节约优势。仿真有助于快速将医疗设备以最高的质量、可靠性和效率水平投入生产。