Пълна скорост на производствената линия

Цифровият близнак улеснява създаването на симулационни модели за сложни системи. Неотдавнашен съвместен изследователски проект на Volkswagen и Siemens показва как този подход подобрява ефективността на производствените линии.

Съвместна работа за безопасността на работниците

Тъй като индустриални роботи сглобяват пътнически превозни средства в производствените съоръжения на Volkswagen, безопасността на работниците е от първостепенно значение. Софтуерна грешка може да причини сериозни аварии и материални загуби. Виртуалното въвеждане в експлоатация помага да се намали времето за престой, необходимо за въвеждане в експлоатация в реалния свят – но това отнема около шест седмици. Поради това Siemens и Volkswagen започнаха да намаляват необходимото време като част от завършения проект Maya с безвъзмездна помощ от ЕС.

Човек стои пред логото на Siemens, облечен в синя риза и с таблет в ръка.

Ускоряване на виртуалното внедряване във Volkswagen

Смесване и съчетаване за нов процес на симулация

Съществуващите симулационни модели се основават на различни инструменти, специфични за отрасъла. Използвайки Maya Simulation Framework, Volkswagen вече може да комбинира модели от различни симулатори.

Съвместно симулиране и проверка за успешен пилотен проект

Съвместните симулационни модели комбинират съществуващите модели за предпазна врата, ротационна позиционираща маса и производствен робот, за да образуват виртуална система за сглобяване на вратата на багажника.

По-ниски разходи за виртуално въвеждане в експлоатация

Почти 70% от потребителите и пилотните тестери във Volkswagen са убедени, че съвместната симулация значително ще намали разходите за виртуално въвеждане в експлоатация.

От множество индивидуални модели до съвместна симулация

Сглобяване на врата на багажник на Volkswagen от машина на Siemens.

Комплексни системи, обширна документация

Предпазна врата, ротационна позиционираща маса и робот са три компонента, необходими за сглобяване на вратата на багажника. Роботът вдига задната врата от ротационната позиционираща маса, като първо я насочва в правилното положение и след това я предава на следващата станция. Затворената предпазна врата предпазва хората във фабриката, но трябва да се отвори, когато на масата се постави нова задна врата.

„Производствена линия като тази във VW е сложна система“, казва експертът по симулация Вероника Брандщетер от звеното за научноизследователска и развойна дейност на Siemens Corporate Technology (CT). „Отделните компоненти могат да бъдат вътрешни разработки или закупени продукти. В повечето случаи вече са налични документи за разработка, както и модели, които се предлагат в различна степен на детайлност и използват редица системи за обозначаване.

Виртуалното въвеждане в експлоатация е стандарт, но отнема време

Виртуалното въвеждане в експлоатация не е нищо ново за VW: „Преди да пуснем в експлоатация реалния производствен завод или дори отделни нови компоненти, винаги извършваме виртуално въвеждане в експлоатация“, обяснява ръководителят на проекта на Volkswagen Торбен Майер. „Това означава, че първо тестваме функциите, използвайки виртуален модел на системата, който гарантира, че реалното въвеждане в експлоатация, което включва скъпоструващо спиране на завода, протича възможно най-бързо.“

Производствените ръководители трябва да планират около шест седмици, за да въведат на практика производствена линия в експлоатация. Около две трети от това време са необходими за създаването на виртуалния модел на въвеждане в експлоатация на първо място.

„Процесът за създаване на модел като този може да бъде направен много по-бързо и по-ефективно, ако отговорните хора са в състояние да използват съществуващи и добре поддържани източници“, отбелязва Брандщетер.

Човек в синя риза и черни панталони стои пред бяла стена с лого в синьо и бяло.

Визия за модулна система

Един трудоемък и склонен към грешки етап е реверсивния инженеринг. Тук моделът на поведение на съществуващите компоненти се пресъздава чрез работа назад от оригинала. „Хората, отговарящи за виртуалното въвеждане в експлоатация, са изправени пред склонното към грешки и трудоемко предизвикателство да събират целия този материал от много различни колеги в множество отдели“, казва Брандстетер.

Идеалната визия е да се направят симулационни модели и свързаната с тях информация достъпни в библиотеката, което позволява тези елементи да бъдат съчетани бързо заедно, за да се създаде цялостна, виртуална система. „Вече имаме библиотечни елементи за много компоненти на системата“, споделя Брандщетер. „Но това все още е изключение за закупените продукти. Целта е да се създаде дигитален тестов близнак като стандарт

Събиране на всичко заедно

Предизвикателството се крие в създаването на цялостна виртуална система от тези цифрови компоненти, които имат много различни източници, степени на детайлност и среди – и обикновено не могат да бъдат директно комбинирани помежду си.

Тук се появяват експертите на Siemens: „Особено трудно е, когато симулационните модели се основават на различни инструменти, специфични за отрасъла. За нашия изследователски проект се концентрирахме върху постигането на решение на този проблем“, обяснява Брандщетер. „За сглобяването на вратата на багажника например трябваше да комбинираме три отделни среди (Process Simulate Simulation, Amesim и PLCSIM Advanced), които симулират или емулират 3D кинематика

Човек стои пред бяла стена с лого в синьо и бяло върху нея.

Производствено съоръжение на Volkswagen с голяма сграда и машини на преден план.

Стартиране на революционна пилотна програма

„Maya Simulation Coordinator дирижира работните потоци на отделните симулатори, за да създаде единна цялостна система“, казва Брандщетер. „В областта на проектирането на автомобили вече съществуваха сравними подходи, но за развитието на производствения завод, подобно на нашия пилотен проект за VW, това е нов процес.“

Софтуерът за управление на монтажа на вратата а багажника беше пилотиран с помощта на съвместна симулация. Вече съществуваха работещи симулационни модели за 3D кинематично и електрическо поведение на трите компонента, но за различни симулационни среди и със специфични характеристики. В Maya Simulation Framework те бяха комбинирани със софтуера за управление, за да образуват виртуална система за сглобяване на вратата на багажника, която след това имаха възможност да проверят.

Поглед към бъдещето

Потребителите и пилотните тестери във Volkswagen бяха впечатлени от този пример. Почти 70 процента от тях са убедени, че съвместната симулация значително ще намали разходите за виртуално въвеждане в експлоатация. Торбен Майер от Volkswagen също е доволен: „Смятаме, че съвместната симулация предлага голям потенциал за намаляване на времето, необходимо за въвеждане в експлоатация на нашите производствени линии.“

Група хора в официално облекло, стоящи заедно сред офис обстановка.

Смятаме, че съвместната симулация предлага голям потенциал за намаляване на времето, необходимо за въвеждане в експлоатация на нашите производствени линии.

Торбен Майер, Ръководител на проекта, Volkswagen

Потеглете по пътя към иновациите

Свържете се с нас