Skip to main content

Täysi nopeus tuotantolinjalla

Digitaaliset kaksoset helpottavat simulaatiomallien luomista monimutkaisille järjestelmille. Volkswagenin ja Siemensin tuore yhteinen tutkimushanke osoittaa, miten tämä lähestymistapa parantaa tuotantolinjojen tehokkuutta.

Yhteistyötä työntekijöiden turvallisuuden puolesta

Kun teollisuusrobotit kokoavat henkilöautoja Volkswagenin tuotantolaitoksissa, työntekijöiden turvallisuus on ensiarvoisen tärkeää. Ohjelmistovirhe voi aiheuttaa vakavia onnettomuuksia ja aineellisia menetyksiä. Virtuaalinen käyttöönotto auttaa vähentämään todellisen käyttöönoton edellyttämiä seisokkeja — mutta se kestää noin kuusi viikkoa. Siksi Siemens ja Volkswagen ryhtyivät lyhentämään tarvittavaa aikaa osana valmistunutta EU-apurahahanke Mayaa.

Henkilö seisoo Siemens-logon edessä, yllään sininen paita pidellen tablettia.

Virtuaalisen käyttöönoton nopeuttaminen Volkswagenilla

Yhdistä ja sovita uuteen simulointiprosessiin

Olemassa olevat simulaatiomallit perustuivat erilaisiin toimialuekohtaisiin työkaluihin. Maya Simulation Frameworkin avulla Volkswagen voi nyt yhdistää malleja eri simulaattoreista.

Simuloi ja varmista onnistunut pilotti

Yhteissimulaatiomalleissa yhdistyvät turvaoven, pyörivän indeksointipöydän ja valmistusrobotin olemassa olevat mallit virtuaaliseksi takaluukun kokoonpanojärjestelmäksi.

Pienemmät virtuaalisen käyttöönoton kustannukset

Lähes 70 prosenttia Volkswagenin käyttäjistä ja pilottitestaajista on vakuuttuneita siitä, että yhteissimulointi vähentää huomattavasti virtuaalisen käyttöönoton kustannuksia.

Useista yksittäisistä malleista yhteissimulointiin

Volkswagenin takaluukkukokoonpano kootaan Siemens-koneella.

Monimutkaiset järjestelmät, laaja dokumentointi

Turvaovi, pyörivä indeksointipöytä ja robotti ovat kolme takaluukun kokoamiseen tarvittavaa komponenttia. Robotti nostaa takaluukun pyörivästä indeksointipöydästä, joka ensin kääntyy oikeaan asentoon ja siirtää sen sitten seuraavaan asemaan. Suljettu turvaovi suojaa tehtaalla olevia ihmisiä, mutta se on avattava, kun uusi takaluukku asetetaan pöydälle.

”VW:n kaltainen tuotantolinja on monimutkainen”, sanoo simulaatioasiantuntija Veronika Brandstetter Siemensin tutkimus- ja kehitysyksiköstä Corporate Technology (CT). ” Yksittäiset komponentit voivat olla yrityksen sisäisiä kehitystyyppejä tai ostettuja tuotteita. Useimmissa tapauksissa paperityöt ja kehitysdokumentaatio ovat jo saatavilla, samoin kuin malleja, jotka ovat eriasteisia ja joissa käytetään erilaisia merkintäjärjestelmiä.”

Virtuaalinen käyttöönotto on vakio, mutta aikaa vievää

Virtuaalinen käyttöönotto ei ole VW:lle mitään uutta: ”Ennen kuin otamme käyttöön todellisen tuotantolaitoksen tai jopa yksittäiset uudet komponentit, teemme aina virtuaalisen käyttöönoton”, kertoo Volkswagenin projektipäällikkö Torben Meyer. ”Tämä tarkoittaa, että testaamme toiminnot ensin järjestelmän virtuaalimallilla, mikä varmistaa, että todellinen käyttöönotto, johon sisältyy laitoksen pysäyttäminen kalliilla kustannuksilla, etenee mahdollisimman nopeasti.”

Tuotantopäälliköiden on budjetoitava noin kuusi viikkoa tuotantolinjan virtuaaliseen käyttöönottoon. Noin kaksi kolmasosaa siitä tarvitaan ensinnäkin virtuaalisen käyttöönottomallin luomiseen.

”Tällaisen mallin luomisprosessi voidaan tehdä paljon nopeammaksi ja tehokkaammaksi, jos vastuuhenkilöt pystyvät käyttämään olemassa olevia ja hyvin hoidettuja lähteitä”, Brandstetter toteaa.

Sinisessä paidassa ja mustissa housuissa oleva henkilö seisoo valkoisen seinän edessä, jossa on sinivalkoinen logo.
Siemensin brändikampanja, jossa on moderni rakennus, jonka taustalla on sininen taivas ja pilviä.

Visio modulaarisesta järjestelmästä

Yksi työvoimavaltainen ja virhealtis vaihe on käänteinen suunnittelu. Tässä olemassa olevien komponenttien käyttäytymismalli luodaan uudelleen työskentelemällä taaksepäin alkuperäisestä. ”Virtuaalisesta käyttöönotosta vastaavat henkilöt kohtaavat virhealttiin ja työlään haasteen kerätä kaikki tämä materiaali monilta eri työtovereilta useilla osastoilla”, Brandstetter sanoo.

Ihanteellinen visio on saada simulaatiomalleja ja niihin liittyvää tietoa saataville kirjastossa, jolloin nämä elementit voidaan koota nopeasti yhteen täydellisen, virtuaalisen järjestelmän luomiseksi. ”Meillä on jo kirjastoelementtejä monille järjestelmäkomponenteille”, Brandstetter sanoo. ”Mutta tämä on edelleen poikkeus ostetuille tuotteille. Tavoitteena on vakiinnuttaa Digital Testing Twin standardiksi

Tuodaan kaikki yhteen

Haasteena on luoda kattava virtuaalijärjestelmä näistä digitaalisista komponenteista, joilla on monia erilaisia lähteitä, yksityiskohtia ja ympäristöjä - ja joita ei yleensä voida yhdistää suoraan toisiinsa.

Tässä Siemensin asiantuntijat tulevat esiin: ”On erityisen vaikeaa, kun simulaatiomallit perustuvat erilaisiin toimialakohtaisiin työkaluihin. Tutkimusprojektissamme keskityimme ratkaisun löytämiseen tähän ongelmaan”, Brandstetter kertoo. ”Esimerkiksi takaluukkukokoonpanoa varten tarvittiin kolme erillistä ympäristöä (Process Simulate, Amesim ja PLCSIM Advanced), jotka simuloivat tai jäljittelevät 3D-kinematiikkaa

Henkilö seisoo valkoisen seinän edessä, jossa on sinivalkoinen logo.
Volkswagenin tuotantolaitos, jonka etualalla on suuri rakennus ja koneita.

Vallankumouksellisen pilottiohjelman käynnistäminen

”Maya-simulaatiokoordinaattori organisoi yksittäisten simulaattoreiden työnkulut luodakseen yhden kattavan järjestelmän”, Brandstetter sanoo. ”Vertailukelpoisia lähestymistapoja oli jo käytössä autojen kehittämisessä, mutta tuotantolaitoksen kehittämisessä, kuten VW:n pilottiprojektimme, se on uusi prosessi.”

Takaluukun kokoonpanon ohjausohjelmistoa ohjattiin yhteissimulaatiolla. Kolmen komponentin 3D-kinemaattiselle käyttäytymiselle ja sähköiselle käyttäytymiselle oli jo olemassa toimivia simulaatiomalleja, mutta erilaisille simulaatioympäristöille ja erityispiirteillä. Maya Simulation Framework -järjestelmässä ne yhdistettiin ohjausohjelmistoon virtuaalisen takaluukun kokoonpanojärjestelmän muodostamiseksi, jonka he pystyivät sitten tarkistamaan.

Katse kohti tulevaisuutta

Volkswagenin käyttäjät ja pilottitestaajat olivat vaikuttuneita tästä esimerkistä. Lähes 70 prosenttia heistä on vakuuttuneita siitä, että yhteissimulointi vähentää huomattavasti virtuaalisen käyttöönoton kustannuksia. Myös Volkswagenin Torben Meyer on tyytyväinen: ”Uskomme, että yhteissimulointi tarjoaa merkittävän potentiaalin lyhentää tuotantolinjoidemme käyttöönottoon tarvittavaa aikaa.”

Ryhmä ihmisiä muodollisissa asuissa seisoo yhdessä toimistoympäristössä.
Uskomme, että yhteissimulointi tarjoaa merkittävän mahdollisuuden lyhentää tuotantolinjoidemme käyttöönottoon tarvittavaa aikaa.
Torben Meyer, Projektipäällikkö, Volkswagen

Aloita matkasi

Ota yhteyttä