Skip to main content

Full hastighet på produktionslinjen

Den digitala tvillingen gör det lättare att skapa simuleringsmodeller för komplexa system. Ett nyligen genomfört gemensamt forskningsprojekt mellan Volkswagen och Siemens visar hur detta tillvägagångssätt förbättrar effektiviteten i produktionslinjer.

Arbeta tillsammans för arbetstagarnas säkerhet

Eftersom industrirobotar monterar personbilar på Volkswagens produktionsanläggningar är arbetstagarnas säkerhet av största vikt. Ett programvarufel kan orsaka allvarliga olyckor och materiella förluster. Virtuell driftsättning hjälper till att minska driftstopp som krävs för verklig driftsättning — men det tar cirka sex veckor. Siemens och Volkswagen bestämde sig därför för att minska den tid som krävdes, som en del av det slutförda EU-bidragsprojektet Maya.

En person står framför en Siemens-logotyp, bär en blå skjorta och håller en surfplatta.

Snabbare virtuell idrifttagning hos Volkswagen

Mixa och matcha för en ny simuleringsprocess

De befintliga simuleringsmodellerna baserades på olika domänspecifika verktyg. Med hjälp av Maya Simulation Framework kan Volkswagen nu kombinera modeller från olika simulatorer.

Samsimulera och verifiera för en lyckad pilot

Samsimuleringsmodellerna kombinerar befintliga modeller för säkerhetsdörr, roterande indexeringsbord och tillverkningsrobot för att bilda ett virtuellt monteringssystem för baklucka.

Lägre kostnader för virtuell driftsättning

Nästan 70 procent av användarna och pilottestarna på Volkswagen är övertygade om att samsimulering avsevärt kommer att minska kostnaderna för virtuell driftsättning.

Från flera individuella modeller till samsimulering

En Volkswagen baklucka monteras av en Siemens-maskin.

Komplexa system, omfattande dokumentation

En säkerhetsdörr, roterande indexbord och robot är tre komponenter som behövs för montering av baklucka. Roboten plockar upp bakluckan från det roterande indexeringsbordet, som först tippar i rätt läge och sedan transporterar den till nästa station. Den stängda säkerhetsdörren skyddar människor i fabriken, men måste öppnas när en ny baklucka placeras på bordet.

”En produktionslinje som den hos VW är komplex”, säger simuleringsexperten Veronika Brandstetter, vid Siemens forsknings- och utvecklingsenhet Corporate Technology (CT). ”De enskilda komponenterna kan vara interna utvecklingar eller inköpta produkter. I de flesta fall finns pappersarbete och utvecklingsdokumentation redan tillgänglig, liksom modeller som kommer i olika detaljgrader och använder en rad notationssystem.

Virtuell idrifttagning är standard, men tidskrävande

Virtuell idrifttagning är inget nytt för VW: ”Innan vi tar i bruk den verkliga produktionsanläggningen, eller till och med enskilda nya komponenter, utför vi alltid virtuell driftsättning”, förklarar Torben Meyer, projektledare för Volkswagen. ”Det innebär att vi testar funktionerna först med hjälp av en virtuell modell av systemet, vilket säkerställer att den verkliga idrifttagningen, som innebär att anläggningen stoppas till höga kostnader, går så fort som möjligt.”

Produktionschefer måste budgetera cirka sex veckor för att praktiskt taget beställa en produktionslinje. Cirka två tredjedelar av detta behövs för att skapa den virtuella idrifttagningsmodellen i första hand.

”Processen att skapa en modell som denna kan göras mycket snabbare och effektivare om de ansvariga kan använda befintliga och välskötta källor”, konstaterar Brandstetter.

En person i en blå skjorta och svarta byxor står framför en vit vägg med en blå och vit logotyp.
Siemens varumärkeskampanj med en modern byggnad med blå himmel och moln i bakgrunden.

En vision om ett modulärt system

Ett arbetsintensivt och felbenäget steg är omvänd teknik. Här återskapas beteendemodellen för befintliga komponenter genom att arbeta bakåt från originalet. ”De som ansvarar för virtuell driftsättning står inför den felbenägna och mödosamma utmaningen att samla allt detta material från många olika medarbetare på flera avdelningar”, säger Brandstetter.

Den ideala visionen är att göra simuleringsmodeller och tillhörande information tillgänglig i ett bibliotek, så att dessa element snabbt kan dras samman för att skapa ett komplett, virtuellt system. — Vi har redan bibliotekselement för många systemkomponenter, säger Brandstetter. ”Men detta är fortfarande ett undantag för inköpta produkter. Målet är att etablera Digital Testing Twin som standard

Att föra allt samman

Utmaningen ligger i att skapa ett omfattande virtuellt system från dessa digitala komponenter, som har många olika källor, detaljgrader och miljöer - och vanligtvis inte kan kombineras direkt med varandra.

Det är här Siemens experter kommer in: ”Det är särskilt svårt när simuleringsmodellerna bygger på olika domänspecifika verktyg. För vårt forskningsprojekt koncentrerade vi oss på att hitta en lösning på detta problem, förklarar Brandstetter. ”För bakluckan var vi till exempel tvungna att rymma tre separata miljöer (Process Simulate, Amesim och PLCSIM Advanced), som simulerar eller emulerar 3D-kinematik

En person står framför en vit vägg med en blå och vit logotyp på den.
En produktionsanläggning av Volkswagen med en stor byggnad och maskiner i förgrunden.

Starta ett revolutionerande pilotprogram

”Maya Simulation Coordinator orkestrerar arbetsflödena för de enskilda simulatorerna för att skapa ett enda omfattande system”, säger Brandstetter. ”Jämförbara tillvägagångssätt fanns redan på plats inom bilutveckling, men för utvecklingen av tillverkningsanläggningar, som vårt pilotprojekt för VW, är det en ny process.”

Styrprogramvaran för bakluckmontering pilotades med hjälp av samsimulering. Fungerbara simuleringsmodeller fanns redan för 3D-kinematiskt beteende och elektriskt beteende hos de tre komponenterna, men för olika simuleringsmiljöer och med specifika funktioner. I Maya Simulation Framework kombinerades de med styrprogramvaran för att bilda ett virtuellt monteringssystem för baklucka, som de sedan kunde verifiera.

Ser mot framtiden

Användarna och pilottestarna på Volkswagen var imponerade av detta exempel. Nästan 70 procent av dem är övertygade om att samsimulering avsevärt kommer att minska kostnaderna för virtuell idrifttagning. Volkswagens Torben Meyer är också glad: ”Vi tror att samsimulering erbjuder en stor potential för att minska tiden som krävs för idrifttagning i våra produktionslinjer.”

En grupp människor i formell klädsel som står tillsammans i en kontorsmiljö.
Vi tror att samsimulering erbjuder stor potential för att minska den tid som krävs för idrifttagning i våra produktionslinjer.
Torben Meyer, Projektledare, Volkswagen

Kom igång med din resa

Kontakta oss