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智能制造概念已經提出已久，不少企業(yè)已經積累了豐富的實踐，但也有不少企業(yè)還停留在20年前的自動化水平。富士康科技在推進集團整體智能制造的基礎上，深入開展精益化建設，針對單點應用進行改善，逐步實現(xiàn)全面的數(shù)字化應用與轉型。
2024年，富士康智慧工廠建設關注的重點技術正在從人工智能、先進自動化、數(shù)字孿生、燈塔工廠、綠色環(huán)保、以人為本、數(shù)字平臺轉向Gen AI、人型機器人、仿真模擬、可再生能源、人機協(xié)作、開放架構、云計算等并舉及深化應用階段。
仿真應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技術，逐步構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。
仿真應用四步走
仿真技術主要是通過計算機模擬物體或系統(tǒng)的行為和性能，?幫助預測和優(yōu)化設計方案。?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；基于仿真技術的數(shù)字孿生，?通過集成其他新技術，?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鍵。
在富士康，數(shù)字孿生重點關注真實生產運營與生產數(shù)字孿生、真實產品運營與產品數(shù)字孿生，并采取四個步驟來推動和建設數(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、所有設備以及物流業(yè)務在內的真實數(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。對應的效果是，AGV設備資金投入減少約30%，年生產總值增加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制造產生體量；
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，對制造流程相關及以外的實際IOT數(shù)據(jù)、參數(shù)校準等更多層次的業(yè)務提供及時的響應和支持。以AR培訓維修和AR巡檢應用為例，其人員培訓效率提升30%，人員錯漏檢題降低至零；
四是結合AI技術（如GPT）的應用，讓數(shù)字孿生工廠具備更強的數(shù)據(jù)洞察力、預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，要構建一個全新的制造工廠，生產產線和流程往往成本很高很復雜，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備層、產線層、工廠層三個模塊來進行，簡單來說就是從點到線到面，其優(yōu)勢是，在設備層，可完成控制邏輯驗證，縮短設備調試時間；在產線層，實現(xiàn)物料流及吞吐量驗證，物料運輸和產線物流量化，提供設備綜合效率（Overall Equipment Effectiveness）分析報告；在工廠層，可優(yōu)化布局，驗證生產策略，完成生產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化到產線到設自動化單元，再到設備的方式，實現(xiàn)仿真工廠的落地。
推進仿真工廠全面落地
富士康仿真技術已成功應用于多個層級，包括設備、生產線乃至整個工廠。
在設備方面，富士康采用NS的MCD做了一些虛擬仿真調試，用PDPS做了一些設備的虛擬仿真調試等。
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、自動化產線的整廠仿真應用。整廠仿真也是富士康符應用最多的場景。
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)控機床加工相關工作。在CNC工廠優(yōu)化和改進過程中，富士康采用了西門子工業(yè)軟件的仿真軟件Simulation支持CNC設備、HV、手臂等的運轉，以及針對整個皮帶線和CNC設備實現(xiàn)更好的搭配，產生了一些實際的效益。
基于Simulation成功應用的基礎之上，富士康正在推進數(shù)字孿生，后期將把數(shù)據(jù)接進來做一些看板，然后在VR上進行開發(fā)并通過VR展示實時連線狀態(tài)和數(shù)據(jù)分析結果，實現(xiàn)真正意義上的數(shù)字孿生。
林建權現(xiàn)場演示了兩個仿真應用場景。
在以跟隨視角的漫游產線內的仿真場景演示中，點擊“數(shù)據(jù)看版”按鈕，打開資料，看板兩側就展示實時生產動態(tài)、生產分析、設備狀態(tài)、換刀分析、品質動態(tài)、品質分析、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、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到計劃需求、各個區(qū)域的運轉情況是否正常、有否存在卡點，進而查找和分析、判斷其原因，做必要的改善。
數(shù)據(jù)驅動的孿生工廠
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內各地的需求繼續(xù)跟西門子持續(xù)在合作推進仿真項目。
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建設數(shù)字孿生工廠之外，富士康確定了一個目標（數(shù)據(jù)驅動的智慧制造，打造孿生工廠）與6大數(shù)字主線（產品、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，應用Teamcenter等其他更多產品和解決方案，構建一個全流程的數(shù)字孿生工廠。
雙股螺旋發(fā)展模式推進未來工廠建設
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、虛擬調試，富士康希望能結合AI進來做一個全流程的數(shù)字孿生工廠建設。實現(xiàn)更接近認知上的智能制造。
未來工廠應該是怎么樣？
林建權認為，未來智能工廠并不只是精益化、自動化、數(shù)字化單獨推進的脈絡，而應該是螺旋式上升的發(fā)展態(tài)勢。富士康在利用各類先進技術建設孿生工廠繼續(xù)推進數(shù)字化建設的同時，還將運用精細化思維在生產管理中，通過精益化的思維與數(shù)字化的賦能，結合AI來智能化驅動創(chuàng)新，以雙股螺旋的發(fā)展模式推進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，開設多個論壇及產品實操培訓課程，聚焦人工智能、工業(yè)元宇宙、數(shù)字孿生等技術在工業(yè)應用的新范式，探尋行業(yè)數(shù)智化發(fā)展的前沿。
【關于演講嘉賓林建權：富士康科技集團數(shù)字化項目負責人，主要負責整個集團的數(shù)字化的應用與項目的落地】
