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工业4.0实战：装备制造业数字化之道 [:1704005728]
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工业4.0实战：装备制造业数字化之道 2.4 西门子MBE解决方案综述
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2.4.1 引言
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“基于模型的企业（MBE）”已成为当代先进制造体系的具体体现，它的进展代表了数字化制造的未来。合理构建企业MBE的能力体系，能够减少50%~70%的非重复成本，缩短50%的上市时间。基于此，全世界众多装备制造企业正逐步加入到MBE企业能力建设的大军中。
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MBE主要由基于模型的工程、基于模型的制造、基于模型的维护三大部分组成，并且在统一的系统工程的指导下形成有机的整体。MBE不仅仅局限在MBD模型的定义，它涵盖产品设计、制造和服务的完整的产品全生命周期业务，需要以MBD模型为核心，在各业务环节实现MBD模型的顺畅流通和直接重用。MBE的能力等级评价指标包括MBD模型数据、技术数据包、更改与配置管理、企业内外的制造数据交互、质量需求规划与检测数据、扩展企业的协同与数据交换等六个方面，其更加强调的是扩展企业跨供应链的产品全生命周期业务的MBD模型以及相关数据在企业内外能够顺畅流通、可直接重用。基于MBD的MBE生命周期如图2-35所示。
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图2-35 基于MBD的MBE生命周期
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完整的MBE能力体系构建，就是以MBD模型为统一的“工程语言”，按系统工程方法的指导，全面优化梳理企业内外、产品全生命周期业务流程、标准，采用先进的信息化技术，形成一套崭新的完整的产品研制能力体系。企业需要一套面向MBE的信息化环境，帮助企业实现MBD模型以及相关数据在企业内外能够顺畅流通、可直接重用。对于每一个制造企业，跨企业内外的产品全生命周期业务是非常复杂的，基于现有各自独立的信息化技术和工具，不可避免需要处理大量的系统集成和数据转换，才勉强能保障MBD模型以及相关数据的流通或可重用，这将是实现MBE企业面临的最大的问题。
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西门子工业软件公司提供一整套完整的面向MBE的解决方案与服务，帮助企业形成完备的MBE能力体系，减少繁重的集成与数据转换工作，能实现最大限度的数据畅通与可直接重用。西门子工业软件不仅具备专项MBE能力与工具，更能聚合整个西门子的优势，为制造企业提供完整的MBE解决方案，支撑企业实现跨供应链的产品全生命周期的MBE业务。
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2.4.2 西门子MBE解决之道
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西门子支持行业客户的整个价值链——从产品设计到生产、服务，将自动化技术、产业控制技术和工业软件无缝地结合在一起。运用先进的全集成的软硬件解决方案，实现产品与生产的生命周期的集成，即打造数字化企业（工厂），实现虚拟世界与实物世界的无缝连接，帮助企业降低产品研发成本、缩短新产品上市时间，如图2-36所示。
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图2-36 产品和生产的全生命周期的集成
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多年来，西门子工业软件公司不断在内部PLM研发方面进行大量的投资，以完善其PLM相关的产品和解决方案，同时花费巨额资金，通过收购策略，扩充其解决方案，增加新的功能，帮助客户应对新的挑战。例如，2011年完成对Vistagy的收购，实现向复合材料设计与制造的深入；2013年完成对LMS的收购，实现向系统级仿真、专业试验等领域的拓展，如图2-37所示。
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图2-37 收购策略扩充全生命周期解决方案的深度和广度
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凭借西门子在工业自动化领域强大的软硬件全面集成的技术能力，以及完整的产品生命周期管理（PLM）解决方案的能力，西门子工业软件公司从一开始就积极参与MBD定义的技术开发、标准制定，以及诸多客户验证性项目的实践。经过多年的实践应用完善，形成了以NX为MBD定义工具、通过Tecnomatix直接基于MBD进行数字化制造、通过LMS进行仿真和试验、以Teamcenter为MBE企业提供全生命周期业务管理/数据重用/供应链协同的统一管理平台的全面的MBE解决方案，帮助制造企业打造完整的MBE能力体系，实现MBD模型横跨产品全生命周期的应用，如图2-38所示。
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图2-38 MBD模型（包含PMI产品制造信息）在产品全生命周期管理的应用
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·NX，MBD定义工具：NX作为CAD/CAE/CAM一体化工具，涵盖了概念设计、数字化产品定义、数字化仿真分析、评审分析、验证、多学科优化仿真分析等。它提供完整的MBD模型定义（三维产品模型加产品制造信息PMI）、浏览、交互的能力。
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·Tecnomatix，基于MBD的数字化制造解决方案：涵盖工艺BOM管理、工艺分工、零件工艺规划、装配工艺规划、机械运动仿真、公差仿真、人机仿真、装配仿真、工厂规划仿真优化、生产路线仿真优化、MES集成化管理等。通过各种技术最大化地利用MBD模型，开展数字化制造工作。
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·Teamcenter，MBE的全生命周期管理平台：涵盖智能决策、投资组合、多项目组合管理、需求管理、系统工程、多CAD管理、多学科优化仿真分析管理、数字样机、可视化协同、异地协同、BOM生命周期管理、维护保障管理、企业知识管理等。保障MBD模型以及相关数据能够被有效配置管理，能够在MBE企业内部以及供应链之间流通。