Digitalni blizanac olakšava kreiranje simulacionih modela za složene sisteme. Nedavni zajednički istraživački projekat između Volksvagena i Siemensa pokazuje kako ovaj pristup poboljšava efikasnost proizvodnih linija.
Kako industrijski roboti sastavljaju putnička vozila u proizvodnim pogonima Volksvagen, sigurnost radnika je najvažnija. Softverska greška može prouzrokovati ozbiljne nesreće i materijalne gubitke. Virtuelno puštanje u rad pomaže u smanjenju zastoja potrebnih za puštanje u rad u stvarnom svetu - ali to traje oko šest nedelja. Siemens i Volksvagen su stoga krenuli u smanjenje potrebnog vremena, kao deo završenog projekta grantova EU Maia.
Postojeći simulacioni modeli zasnovani su na različitim alatima specifičnim za domen. Koristeći Maia Simulation Framevork, Volksvagen sada može da kombinuje modele iz različitih simulatora.
Modeli ko-simulacije kombinuju postojeće modele za sigurnosna vrata, rotacioni sto za indeksiranje i proizvodni robot da bi formirali virtuelni sistem montaže vrata prtljažnika.
Skoro 70 odsto korisnika i pilot testera u Volksvagenu uvereno je da će ko-simulacija u velikoj meri smanjiti troškove virtuelnog puštanja u rad.
Sigurnosna vrata, rotacioni sto za indeksiranje i robot tri su komponente potrebne za montažu vrata prtljažnika. Robot podiže vrata prtljažnika sa rotacionog stola za indeksiranje, koji se prvo savija u ispravan položaj, a zatim ga prenosi na sledeću stanicu. Zatvorena sigurnosna vrata štite ljude u fabrici, ali se moraju otvoriti kada se na sto postave nova vrata prtljažnika.
„Proizvodna linija poput one u VV-u je složena“, kaže stručnjak za simulaciju Veronika Brandstetter iz Siemensove jedinice za istraživanje i razvoj Corporate Technologi (CT). „Pojedinačne komponente mogu biti interni razvoj ili kupljeni proizvodi. U većini slučajeva, papirologija i razvojna dokumentacija su već dostupni, kao i modeli koji dolaze u različitim stepenima detalja i koriste niz sistema notacije.“
Virtuelno puštanje u rad nije ništa novo za VV: „Pre nego što naručimo pravi proizvodni pogon, ili čak pojedinačne nove komponente, uvek vršimo virtuelno puštanje u rad“, objašnjava menadžer projekta Volksvagen Torben Meier. „To znači da prvo testiramo funkcije koristeći virtuelni model sistema, koji osigurava da se stvarno puštanje u rad, koje uključuje zaustavljanje postrojenja po velikoj ceni, odvija što je brže moguće.“
Šefovi proizvodnje moraju budžetirati oko šest nedelja da bi praktično naručili proizvodnu liniju. Otprilike dve trećine toga je potrebno za kreiranje modela virtuelnog puštanja u rad.
„Proces kreiranja ovakvog modela može se učiniti mnogo bržim i efikasnijim ako su odgovorni ljudi u stanju da koriste postojeće i dobro održavane izvore“, primećuje Brandstetter.
Jedna radno intenzivna faza i sklona greškama je obrnuti inženjering. Ovde se model ponašanja postojećih komponenti ponovo stvara radom unazad od originala. „Ljudi zaduženi za virtuelno puštanje u rad suočavaju se sa izazovom sklonim greškama i napornim izazovom prikupljanja celog ovog materijala od mnogih različitih saradnika u više odeljenja“, kaže Brandstetter.
Idealna vizija je da se simulacioni modeli i povezane informacije učine dostupnim u biblioteci, omogućavajući brzo sastavljanje ovih elemenata kako bi se stvorio kompletan, virtuelni sistem. „Već imamo bibliotečke elemente za mnoge komponente sistema“, kaže Brandstetter. „Ali ovo je i dalje izuzetak za kupljene proizvode. Cilj je uspostaviti Tvin za digitalno testiranje kao standard
Izazov leži u stvaranju sveobuhvatnog virtuelnog sistema od ovih digitalnih komponenti, koji imaju mnogo različitih izvora, stepena detalja i okruženja - i obično se ne mogu direktno kombinovati jedna sa drugom.
Ovde dolaze Siemensovi stručnjaci: „Posebno je teško kada se simulacioni modeli zasnivaju na različitim alatima specifičnim za domen. Za naš istraživački projekat koncentrisali smo se na postizanje rešenja za ovaj problem „, objašnjava Brandstetter. „Na primer, za sklop vrata prtljažnika morali smo da prilagodimo tri odvojena okruženja (Process Simulate Simulation, Amesim i PLCSIM Advanced), koja simuliraju ili oponašaju 3D kinematiku
„Koordinator simulacije Maja orkestrira tokove rada pojedinačnih simulatora kako bi stvorio jedinstveni sveobuhvatni sistem“, kaže Brandstetter. „Uporedivi pristupi već su postojali u oblasti razvoja automobila, ali za razvoj proizvodnog pogona, poput našeg pilot projekta za VV, to je novi proces.“
Upravljački softver za montažu vrata prtljažnika upravljan je pomoću ko-simulacije. Izvodljivi simulacioni modeli već su postojali za 3D kinematičko ponašanje i električno ponašanje tri komponente, ali za različita simulaciona okruženja i sa specifičnim karakteristikama. U okviru za simulaciju Maja, oni su kombinovani sa upravljačkim softverom da bi formirali virtuelni sistem montaže vrata prtljažnika, koji su tada mogli da verifikuju.
Korisnici i pilot testeri u Volksvagenu bili su impresionirani ovim primerom. Skoro 70 odsto njih je uvereno da će ko-simulacija u velikoj meri smanjiti troškove virtuelnog puštanja u rad. Volksvagenov Torben Meier je takođe srećan: „Smatramo da ko-simulacija nudi veliki potencijal za smanjenje vremena potrebnog za puštanje u rad naših proizvodnih linija.“
Smatramo da ko-simulacija nudi veliki potencijal za smanjenje vremena potrebnog za puštanje u rad u našim proizvodnim linijama.