Повна швидкість на виробничій лінії

Цифровий близнюк полегшує створення імітаційних моделей для складних систем. Нещодавній спільний дослідницький проект Volkswagen і Siemens показує, як такий підхід підвищує ефективність виробничих ліній.

Спільна робота для безпеки працівників

Оскільки промислові роботи збирають легкові автомобілі на виробничих потужностях Volkswagen, безпека працівників має першорядне значення. Помилка програмного забезпечення може спричинити серйозні аварії та матеріальні втрати. Віртуальне введення в експлуатацію допомагає скоротити час простою, необхідний для введення в експлуатацію в реальному світі, але це займає близько шести тижнів. Тому Siemens і Volkswagen взялися за скорочення необхідного часу в рамках завершеного грантового проекту ЄС Майя.

Людина стоїть перед логотипом Siemens, одягнений у синю сорочку і тримає планшет.

Прискорення віртуального введення в експлуатацію Volkswagen

Змішуйте та поєднуйте для нового процесу моделювання

Існуючі моделі моделювання базувалися на різних інструментах, специфічних для домену. Використовуючи Maya Simulation Framework, Volkswagen тепер може поєднувати моделі з різних тренажерів.

Спільне моделювання та перевірка успішного пілота

Моделі спільного моделювання поєднують існуючі моделі захисних дверей, поворотного індексувального столу та виробничого робота, утворюючи віртуальну систему складання дверей багажника.

Зниження витрат на віртуальне введення в експлуатацію

Майже 70 відсотків користувачів і пілотних тестувальників Volkswagen переконані, що спільне моделювання значно скоротить витрати на віртуальне введення в експлуатацію.

Від декількох окремих моделей до спільного моделювання

Збірка дверей багажника Volkswagen збирається машиною Siemens.

Складні системи, велика документація

Захисні двері, поворотний індексувальний стіл і робот - це три компоненти, необхідні для складання дверей багажника. Робот забирає двері багажника з поворотного стола індексації, який спочатку нахиляється в правильне положення, а потім передає його на наступну станцію. Закриті захисні двері захищають людей на заводі, але повинні відкриватися, коли нові двері багажника розміщуються на столі.

«Виробнича лінія, подібна до VW, є складною», - каже експерт з моделювання Вероніка Брандстеттер з підрозділу досліджень і розробок Siemens Corporate Technology (CT). «Окремі компоненти можуть бути внутрішніми розробками або придбаними продуктами. У більшості випадків вже доступні документи та документація на розробку, а також моделі, які мають різний ступінь деталізації та використовують цілий ряд систем позначень».

Віртуальне введення в експлуатацію стандартне, але трудомістке

Віртуальне введення в експлуатацію не є нічим новим для VW: «Перш ніж ввести в експлуатацію справжній виробничий завод або навіть окремі нові компоненти, ми завжди виконуємо віртуальне введення в експлуатацію», - пояснює менеджер проекту Volkswagen Торбен Мейєр. «Це означає, що ми спочатку тестуємо функції, використовуючи віртуальну модель системи, яка гарантує, що реальне введення в експлуатацію, яке передбачає зупинку заводу з великими витратами, протікає якомога швидше».

Керівники виробництва повинні бюджетувати близько шести тижнів, щоб практично ввести в експлуатацію виробничу лінію. Близько двох третин цього потрібно для створення віртуальної моделі введення в експлуатацію.

«Процес створення такої моделі можна зробити набагато швидшим та ефективнішим, якщо відповідальні люди зможуть використовувати існуючі та добре підтримувані джерела», - зазначає Брандстеттер.

Людина в синій сорочці та чорних штанах стоїть перед білою стіною із синьо-білим логотипом.

Бачення модульної системи

Одним з трудомістких і схильних до помилок етапів є зворотна інженерія. Тут модель поведінки існуючих компонентів відтворюється шляхом роботи назад від оригіналу. «Люди, відповідальні за віртуальне введення в експлуатацію, стикаються зі схильним до помилок та трудомістким завданням зібрати весь цей матеріал від багатьох різних колег у кількох відділах», - каже Брандстеттер.

Ідеальне бачення полягає в тому, щоб зробити моделюючі моделі та пов'язану з нею інформацію доступними в бібліотеці, що дозволяє швидко об'єднати ці елементи для створення повної віртуальної системи. «У нас вже є елементи бібліотеки для багатьох компонентів системи», - каже Брандстеттер. «Але це все ж виняток для купленої продукції. Мета полягає у створенні цифрового тестування близнюка як стандарту

Об'єднуючи все це

Завдання полягає у створенні всеосяжної віртуальної системи з цих цифрових компонентів, які мають багато різних джерел, ступеня деталізації та середовища - і зазвичай не можуть бути безпосередньо поєднані між собою.

Тут на допомогу приходять експерти Siemens: «Особливо важко, коли моделі моделювання базуються на різних інструментах, специфічних для домену. Для нашого дослідницького проекту ми зосередилися на досягненні вирішення цієї проблеми», - пояснює Брандстеттер. «Наприклад, для складання дверей багажника нам довелося розмістити три окремі середовища (Process Simulate, Amesim та PLCSIM Advanced), які імітують або емулюють 3D-кінематику

Людина стоїть перед білою стіною із синьо-білим логотипом.

Виробничий завод Volkswagen з великою будівлею і технікою на передньому плані.

Запуск революційної пілотної програми

«Координатор моделювання Майя організовує робочі процеси окремих симуляторів, щоб створити єдину комплексну систему», - каже Брандстеттер. «Порівнянні підходи вже існували в області автомобільного розвитку, але для розвитку виробничого заводу, як і наш пілотний проект для VW, це новий процес».

Програмне забезпечення управління збіркою дверей багажника було пілотовано за допомогою спільного моделювання. Працездатні моделі моделювання вже існували для 3D-кінематичної поведінки та електричної поведінки трьох компонентів, але для різних середовищ моделювання та зі специфічними особливостями. У Maya Simulation Framework вони були об'єднані з програмним забезпеченням управління, щоб сформувати віртуальну систему складання дверей багажника, яку вони потім змогли перевірити.

Дивлячись у майбутнє

Користувачі та пілотні тестувальники Volkswagen були вражені цим прикладом. Майже 70 відсотків з них переконані, що спільне моделювання значно скоротить витрати на віртуальне введення в експлуатацію. Торбен Мейєр від Volkswagen також задоволений: «Ми вважаємо, що спільне моделювання пропонує великий потенціал для скорочення часу, необхідного для введення в експлуатацію на наших виробничих лініях».

Група людей у офіційному вбранні, що стоять разом в офісній обстановці.

Ми вважаємо, що спільне моделювання пропонує великий потенціал для скорочення часу, необхідного для введення в експлуатацію на наших виробничих лініях.

Торбен Мейєр, Керівник проєкту, Volkswagen

Зробіть перший крок

Зв'яжіться з нами