Fuld hastighed på produktionslinjen

Den digitale tvilling gør det nemmere at oprette simuleringsmodeller til komplekse systemer. Et nylig fælles forskningsprojekt mellem Volkswagen og Siemens viser, hvordan denne tilgang forbedrer effektiviteten i produktionslinjer.

Samarbejde for arbejdstagernes sikkerhed

Da industrirobotter samler personbiler på Volkswagens produktionsanlæg, er medarbejdernes sikkerhed altafgørende. En softwarefejl kan forårsage alvorlige ulykker og materielle tab. Virtuel idriftsættelse hjælper med at reducere den nedetid, der kræves til idriftsættelse i den virkelige verden - men det tager omkring seks uger. Siemens og Volkswagen gik derfor i gang med at reducere den tid, der kræves, som en del af det afsluttede EU-tilskudsprojekt Maya.

Fremskynder virtuel idriftsættelse hos Volkswagen

Mix-and-match til en ny simuleringsproces

De eksisterende simuleringsmodeller var baseret på forskellige, domænespecifikke værktøjer. Ved hjælp af Maya Simulation Framework kan Volkswagen nu kombinere modeller fra forskellige simulatorer.

Samsimulere og verificere for en vellykket pilot

Co-simuleringsmodellerne kombinerer eksisterende modeller til sikkerhedsdør, roterende indekseringsbord og produktionsrobot til at danne et virtuelt bagklapmonteringssystem.

Lavere omkostninger til virtuel idriftsættelse

Næsten 70 procent af brugerne og pilottestere hos Volkswagen er overbeviste om, at co-simulering i høj grad vil reducere omkostningerne ved virtuel idriftsættelse.

Fra flere individuelle modeller til co-simulering

En Volkswagen-bagklapmontering samles af en Siemens-maskine.

Komplekse systemer, omfattende dokumentation

En sikkerhedsdør, roterende indekseringsbord og robot er tre komponenter, der er nødvendige for montering af bagklap. Robotten henter bagklappen fra det roterende indekseringsbord, som først tipper i den rigtige position og derefter transporterer den til den næste station. Den lukkede sikkerhedsdør beskytter folk på fabrikken, men skal åbnes, når en ny bagklap placeres på bordet.

„En produktionslinje som den hos VW er kompleks,“ siger simuleringsekspert Veronika Brandstetter, fra Siemens forsknings- og udviklingsenhed Corporate Technology (CT). „De enkelte komponenter kan være interne udviklinger eller indkøbte produkter. I de fleste tilfælde er papirarbejde og udviklingsdokumentation allerede tilgængelig, såvel som modeller, der kommer i forskellige grader af detaljer og bruger en række notationssystemer.“

Virtuel idriftsættelse er standard, men tidskrævende

Virtuel idriftsættelse er ikke noget nyt for VW: „Før vi sætter det rigtige produktionsanlæg i drift, eller endda individuelle nye komponenter, udfører vi altid virtuel idriftsættelse,“ forklarer Torben Meyer, projektleder af Volkswagen. „Det betyder, at vi først tester funktionerne ved hjælp af en virtuel model af systemet, som sikrer, at den reelle idriftsættelse, som indebærer at standse anlægget med store omkostninger, foregår så hurtigt som muligt.“

Produktionschefer skal budgettere omkring seks uger for praktisk talt at idriftsætte en produktionslinje. Cirka to tredjedele af det er nødvendigt for at oprette den virtuelle idriftsættelsesmodel i første omgang.

„Processen med at skabe en model som denne kan gøres meget hurtigere og mere effektiv, hvis de ansvarlige er i stand til at bruge eksisterende og velholdte kilder,“ bemærker Brandstetter.

En vision om et modulært system

Et arbejdskrævende og fejltilbøjeligt trin er reverse engineering. Her genskabes adfærdsmodellen for eksisterende komponenter ved at arbejde baglæns fra originalen. „De mennesker, der har ansvaret for virtuel idriftsættelse, står over for den fejltilbøjelige og besværlige udfordring at samle alt dette materiale fra mange forskellige medarbejdere i flere afdelinger,“ siger Brandstetter.

Den ideelle vision er at gøre simuleringsmodeller og tilhørende information tilgængelig i et bibliotek, så disse elementer hurtigt kan trækkes sammen for at skabe et komplet, virtuelt system. „Vi har allerede bibliotekselementer til mange systemkomponenter,“ siger Brandstetter. „Men dette er stadig en undtagelse for indkøbte produkter. Målet er at etablere Digital Testing Twin som standard

At bringe det hele sammen

Udfordringen ligger i at skabe et omfattende virtuelt system ud fra disse digitale komponenter, som har mange forskellige kilder, detaljeringsgrader og miljøer - og som regel ikke kan kombineres direkte med hinanden.

Det er her, Siemens-eksperterne kommer ind: „Det er især svært, når simuleringsmodellerne er baseret på forskellige, domænespecifikke værktøjer. I vores forskningsprojekt fokuserede vi på at finde en løsning på dette problem,“ forklarer Brandstetter. „Til bagklapsamlingen var vi for eksempel nødt til at rumme tre separate miljøer (Process Simulate, Amesim og PLCSIM Advanced), som simulerer eller emulerer 3D-kinematik

Et produktionsanlæg fra Volkswagen med en stor bygning og maskiner i forgrunden.

Lancering af et revolutionerende pilotprogram

„Maya Simulation Coordinator orkestrerer arbejdsgange for de enkelte simulatorer for at skabe et enkelt omfattende system,“ siger Brandstetter. „Sammenlignelige tilgange var allerede på plads inden for biludvikling, men for udviklingen af produktionsanlæg, ligesom vores pilotprojekt for VW, er det en ny proces.“

Kontrolsoftwaren til bagklapmontering blev piloteret ved hjælp af co-simulering. Brugbare simuleringsmodeller eksisterede allerede for 3D-kinematisk adfærd og elektrisk opførsel af de tre komponenter, men for forskellige simuleringsmiljøer og med specifikke funktioner. I Maya Simulation Framework blev de kombineret med kontrolsoftwaren for at danne et virtuelt bagklapmonteringssystem, som de derefter var i stand til at verificere.

Ser mod fremtiden

Brugerne og pilottesterne hos Volkswagen var imponerede over dette eksempel. Næsten 70 procent af dem er overbeviste om, at co-simulering i høj grad vil reducere omkostningerne ved virtuel idriftsættelse. Volkswagens Torben Meyer er også glad: „Vi mener, at co-simulering giver et stort potentiale for at reducere den tid, der kræves til idriftsættelse i vores produktionslinjer.“

En gruppe mennesker i formel påklædning, der står sammen i kontoromgivelser.

Vi mener, at co-simulering giver et stort potentiale for at reducere den tid, der kræves til idriftsættelse i vores produktionslinjer.

Torben Meyer, Projektleder, Volkswagen

Kom i gang med din rejse

Kontakt os