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四川西门子一级代理商
产品时间:2020-11-23
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制造的起点日益从工厂走向计算机。不论是数以千计的爱好者在“共同创造”环境中设计的崭新跑车,还是生产线上的汽车中的大多数创新背后的数百万条代码的组织,都离不开软件的作用。

就像从宙斯的前额蹦出来的雅典娜一样,Rally Fighter是从Jovian的脑袋里冒出来的。事实上,不同于世界上任何其他车辆,Fighter——一辆装配6.2升发动机、输出功率高达430马力的超级跑车,是成百上千人的智慧结晶。他们的活动场所是虚拟世界。他们的目标是将跑车理想变成价格适宜的现实。

Rally Fighter是数以千计的爱好者在一个遍及全球的共同创造环境中并肩努力的结晶。

坐落于亚利桑那州凤凰城南郊沙漠地带的Local Motors(简称“LM”),是一家迅速发展的初创企业。在其外形酷似吊架的总部大厦前方,停放着Local Motors制造的*辆“团体设计”汽车Rally Fighter。在这个Local Motors称之为“共同创造”——亦被称为“众包”——的团体设计流程中,广大爱好者可以利用计算机辅助设计(CAD)软件,淋漓尽致地发挥其聪明才智。在Local Motors内部一支工程师和设计师团队的妥善管理下,在获奖设计将赢得现金奖励的激励下,参与者既可以单独工作,也可以结成彼此竞争的团队,专注于专业子项目。总而言之,这个流程能大大加快复杂系统的设计和开发进程。

制胜秘诀。由于Local Motors能够如此快速高效地将创意转化为工业产品,美国国防部办公室下属的高级研究计划署(DARPA)与这家成立不到六年的企业签订了一份合同。

Local Motors开发Rally Fighter的方式令DARPA大为折服,于是要求这家年轻的企业证明,团体设计是否可用于开发真正价格适宜的轻型军用运输车辆。Local Motors制造出了XC2V,*辆源自群众智慧的战斗支援车辆。Local Motors的总裁兼*执行官暨联合创始人John B. Rogers表示,“我们不仅向DARPA表明,该项目能够在预算内按期完成,而且我们向他们提供一个流程,允许他们一次又一次地复制这样的成功。”这辆车目前正在接受试验。

然而,在全球共同创造环境中设计一个基于CAD的部件,与在一家所有人都使用同一软件的企业内部这样做,有着天壤之别。譬如,大约300人参与了Local Motors不久前为德国一家大型汽车制造商完成的一个项目,他们使用五花八门的CAD系统和文件格式。Local Motors的工程师网络经理Alex Fiechter指出,“在每个部件的开发过程中,这些人需要彼此交流,也需要与我们交流,以获取反馈信息。”为了让这一过程顺利进行,Local Motors求助于西门子PLM软件公司及其Solid Edge CAD平台。他说:“这款软件能够干净利落地导入许多不同格式的文件,这是一个的能力。就团队工作而言,它比任何其他竞争产品都更加灵活。”

当某个团体敲定某个部件的设计之后,设计将被下载到Local Motors的高压水射流机中,这是一台自动化高速原型制作机器,仅采用高压水和研磨剂,即可从一块厚达9英寸的钢铁中切割出部件。Fiechter解释道,“从创意到现实,你只需要一个保存在U盘中的CAD设计。然后,即可将该部件安装到原型车辆上进行现场试验。”

为了向Local Motors的普通用户提供价格适宜的CAD平台,西门子开发了一个名为“Design1”的Solid Edge版本,从根本上弥合了功能有限的免费或低成本CAD解决方案与价格不菲的全功能商用解决方案之间的差距。西门子PLM软件公司高级副总裁兼主流工程软件业务总经理Karsten Newbury表示,“Solid Edge Design1是一款专为世界各地参与Local Motors合作设计团体的爱好者打造的的CAD解决方案。”公司*执行官Rogers补充道,“譬如,Design1允许Local Motors的成员发布设计,甚至缩略图,同时也允许其他用户通过浏览器调看三维图形,测量尺寸,发表评论。所以,它是一个非常重要的共同创造工具。”他接着道,“此外,Design1的一个重要特点是,相对于非用户之间的合作,任何下载该工具的用户都能与使用截然不同的CAD软件的其他人展开更好的合作。”

Local Motors在团体设计方面的经验,是不是意味着不仅初创企业有机会大展拳脚,而且大型制造商也能借机挖掘新的潜力?Newbury说:“我认为,共同创造模式为进一步充分利用现有资源,提高能力、加快进度创造了条件,同时也为提高产品定制度开启了一扇机会之门。DARPA就是一个很好的例子。他们想要提高效率。美国政府开发一辆新车的成本动辄高达数十亿美元。但Local Motors仅以低廉的费用,在4到6个月的时间内就设计出一辆新车。因此,我认为这表明共同创造模式为加快创新和催生创意开辟了一片更为广阔的天地,并且做到所有这一切并不需要扩大工程团队规模。”

福特:车轮上的软件。如果说像Local Motors这样的初创企业有什么优越之处,那就是它们是一张可以自由挥洒的白纸。相反,大型制造商不论多么富于创新精神,都背负着现有系统的重担。但福特汽车公司的管理层发现了以更加明智、更加快速、更加经济并且更具个性化的方式制造和检修汽车的关键。这个关键就叫做“软件”,如今,软件正日益成为制造活动的起点。

西门子PLM软件公司汽车工业战略副总裁Stefan Jockusch博士透露,“当今汽车的各种吸引力的特性中,有60%是在软件中实现的,而70%左右的问题和召回都可以追究到某种软件不兼容问题。”

当今汽车的各种吸引力的特性中,有60%是在软件中实现的,而70%左右的问题可以追究到软件

如今,不论是在Local Motors手工制造,还是在大型制造商的自动化工厂生产,所有汽车都是利用软件设计出来的。

事实上,正如福特汽车公司的软件与控制系统工程部高级技术主管Chris Davey所指出的那样,福特公司目前生产的许多汽车都配备了50到70颗单片机,它们运行着超过1,500万条代码,控制着大约5万项功能需求,这些功能从推进和事故预防,到休闲娱乐和导航,不一而足。

鉴于软件对制成产品的经济意义与日俱增,以及由此引发的复杂度急剧提高,福特汽车已经与西门子密切合作实现了“车内软件(IVS)” 管理系统——一个用于管理其所有汽车软件和硬件的全球信息平台。 借助西门子的Teamcenter——全球使用较广泛的产品生命周期管理(PLM)系统,福特公司现在也利用同一个数据库来开展一切经营活动,从内部和供应商开发,到生产和检修,不胜枚举。

Davey说:“在生产环境中,IVS将追踪已经安装的硬件以及有关软件,确保二者精确匹配。”这些信息带来了可观的经济效益。不仅避免了缺陷和不*,而且当涉及检修、软件更新,特别是,关于软件版本的详尽信息时,有时候这些信息可以避免花费高昂成本更换电子控制装置(ECU)。归功于基于Teamcenter的IVS,福特公司的经销商现在可以为每辆汽车下载其真正需要的软件更新版本,从而节省资源,加快服务速度,降低引发新问题的风险。

仅在北美地区,这种“瞬间重新编程”能力就为福特公司节省了大笔费用。Davey说:“起初我们以为每年能节省100到500万美元。没想到的是,短短三年之内,我们已经避免更换价值超过一亿美元的模块。”

软件重复使用是另一个关键问题。譬如,在车辆开发过程中,通常要为一系列车载系统定义和优化大约5,000到7,000个运行参数。Teamcenter可以在一个统一的数据库内管理所有这些数据。这可避免重复劳动,促进软件的*使用(和重复使用)。对于要求多个模块——如制动器和油门调节器——通过车载网络相互通信的分布式功能如自适应车速控制,这一点大有裨益。Davey补充道,“我们认为,软件重复使用是汽车工业取得进一步发展的重大契机之一。Teamcenter解决方案允许我们完全重复使用软件组件,而不必进行任何更改。”

随着软件逐渐成为汽车能否取得差异化优势的关键因素,其生命周期——就像智能手机和其他电子设备的生命周期一样——将变得越来越短。Davey说:“我们必须能够管理短至6到9个月的消费电子产品生命周期,还要能够管理通常为两到三年的汽车生命周期。”

所有这一切都在推动汽车行业朝着实现软硬件彼此关联的数据库这一目标,迈出了重要一步,尽管归咎于历史原因造成现有系统与当前系统之间的不兼容,这个愿景要在多年后才会变成现实。Jockusch说:“福特公司是为数不多的几家已在产品数据管理环境中开发、分配和追踪所有软件的企业之一。他们已经步入最终统一数据库的正轨,正在逐步接近在车辆投产之前,完全在虚拟世界中完成制造和试验的目标。这是让事情变得更加简单的途径,哪怕我们所生产的产品正变得日益复杂。”

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