Do Projektu iAutomatyka dołączyli:

Technologia cyfrowego bliźniaka – szybsze uruchomienie maszyny

97 wyświetleń, autor: B&R Automatyka Przemysłowa Sp. z o.o..

Producenci maszyn stają przed wyzwaniem budowania coraz bardziej zindywidualizowanych, wyspecjalizowanych maszyn i jak najszybszego wprowadzania ich do eksploatacji. W jaki sposób można szybciej wprowadzać maszyny na rynek bez poświęcania mnóstwa czasu na ich testowanie? Odpowiedź to: zastosowanie symulacji i technologii cyfrowego bliźniaka.

Wszyscy dobrze to znamy: docieramy do końca długiego i frustrującego projektu tylko po to, aby odkryć, że efekt końcowy nie spełnia określonych wymagań lub nie działa tak, jak było w założeniach projektu. Nagle znajdujemy się w punkcie wyjścia. Takie sytuacje są szczególnie deprymujące, jeśli spędziło się wiele miesięcy na konstruowaniu bardzo skomplikowanej i bardzo drogiej maszyny. Gdyby konstruktorzy mieli sposobność wcześniejszego testowania wirtualnej wersji maszyny, mogliby zidentyfikować potencjalne błędy i skorygować je przed przystąpieniem do jej budowy.

Gdy producent zamawia nową maszynę, chce, aby została uruchomiona i działała zgodnie z oczekiwaniami tak szybko, jak to możliwe. Nikt nie może sobie pozwolić na inwestowanie w maszynę tylko po to, aby stwierdzić na koniec, że nie spełnia ona pierwotnych wymagań. Dotyczy to zarówno konstruktora maszyny, którego nakłady na jej zbudowanie mogą się nie zwrócić, jak i potencjalnego nabywcy, który nie może rozpocząć produkcji zanim nie powstanie nowa i poprawiona wersja maszyny.

Dla konstruktorów sposobem na uniknięcie tej pułapki jest symulacja. Do tworzenia cyfrowych bliźniaków poszczególnych mechanizmów, całych maszyn, a nawet złożonych instalacji można używać rozmaitych narzędzi symulacyjnych i wykorzystywać w testowaniu różnych procesów produkcyjnych. Dobry pomysł jest dobry tylko wtedy, gdy rzeczywiście sprawdza się w praktyce. Symulacje i cyfrowe bliźniaki zapewniają narzędzia potrzebne do realizacji dobrych pomysłów – szybko, łatwo i niedrogo.

Czym jest cyfrowy bliźniak (ang. digital twin)?

Cyfrowy bliźniak jest dokładną cyfrową kopią prawdziwej maszyny. Zachowuje się i działa dokładnie tak, jak jego odpowiednik. Eliminuje to konieczność konstruowania fizycznych prototypów podczas opracowywania maszyny. Prawdziwa, fizyczna maszyna jest budowana dopiero wtedy, gdy w wersji wirtualnej wszystko funkcjonuje płynnie, a efekty są zgodne z wyobrażeniem klienta. Pozwala to zaoszczędzić czas i pieniądze.

Prototypowanie z cyfrowym bliźniakiem

W zależności od wykonywanego zadania, można korzystać z wielu różnych narzędzi symulacyjnych. Firma B&R, producent zintegrowanych rozwiązań automatyzacji do maszyn, w pełni wykorzystuje wszystkie możliwości: zakres narzędzi symulacyjnych wbudowanych w systemy B&R obejmuje cały proces projektowania – od początku do końca.

W zależności od wykonywanego zadania, można korzystać z wielu różnych narzędzi symulacyjnych.

W najwcześniejszej fazie opracowywania modelu koncentrujemy się w B&R  na poszczególnych funkcjach i mechanizmach – podstawowych pojęciach definiujących maszynę. Idealnym narzędziem symulacyjnym służącym do tego celu jest MapleSim. Jest to bardzo skuteczny sposób tworzenia niezwykle szczegółowych modeli komponentów maszyny, z uwzględnieniem momentu obrotowego i innych sił, które wpływają na wymiarowanie.

Gdy programista zaimportuje dane CAD części mechanicznej do MapleSim, jednocześnie transferowane są wszystkie dodatkowe informacje potrzebne do stworzenia modelu cyfrowego, który będzie mógł być użyty w symulacji. Można łatwo określić, które części powinny być ruchome, bez konieczności bezpośredniego wykonywania skomplikowanych obliczeń – jest to mocna strona programu MapleSim. Sekwencje ruchu i punkty obrotu można zdefiniować za pomocą kilku kliknięć myszą.

Programista określa szybko, łatwo i dokładnie, w jaki sposób dany komponent będzie mógł się poruszać. Symulowane są również wszystkie siły oddziałujące na maszynę, dzięki czemu łatwo jest przetestować różne scenariusze obciążenia. Dotyczy to także scenariuszy, których testowanie na prawdziwej maszynie pochłonęłoby wiele czasu i zasobów, byłoby względnie niebezpieczne lub nawet niewykonalne. Rzut oka wystarcza programiście, aby stwierdzić, czy maszyna jest w stanie poradzić sobie z danym obciążeniem.

Wybór komponentów

Po całkowitym skonfigurowaniu cyfrowego bliźniaka komponentu maszyny i zdefiniowaniu wszystkich profili ruchu, kolejnym krokiem jest wybór odpowiednich silników i napędów. W tym celu firma B&R połączyła MapleSim z narzędziem do wymiarowania napędów SERVOsoft. Wszystkie produkty B&R są dostępne w SERVOsoft. Po uzyskaniu danych z MapleSim narzędzie do wymiarowania napędów podaje informację o wszystkich napędach odpowiednich dla danego modelu. Niedowymiarowane lub przewymiarowane komponenty automatyki należą już do przeszłości.

Równoległe opracowywanie sprzętu i oprogramowania

Z MapleSim można wyeksportować pakiet FMU, aby przenieść model – wraz ze wszystkimi równaniami i danymi CAD – do środowiska inżynieryjnego Automation Studio firmy B&R. Nad oprogramowaniem i sprzętem można pracować równolegle, zanim jeszcze jakakolwiek część maszyny zostanie rzeczywiście zbudowana. Dane można łatwo zaktualizować wraz z wszelkimi niezbędnymi korektami. Ponieważ wszystkie systemy są ze sobą połączone, cyfrowy bliźniak dostosowuje się do zmian automatycznie. Proces ten nie tylko pozwala zaoszczędzić mnóstwo czasu, ale także zmniejsza koszty prototypowania.

Z MapleSim można wyeksportować pakiet FMU, aby przenieść model – wraz ze wszystkimi równaniami i danymi CAD – do środowiska inżynieryjnego Automation Studio firmy B&R.

Programista testuje oprogramowanie do automatyzacji cyfrowego modelu maszyny bezpośrednio na swoim laptopie, bez konieczności używania prawdziwego sprzętu. Gdy jest zadowolony z wyników symulacji, może przenieść oprogramowanie do rzeczywistego sterownika. Dzięki aplikacji Scene Viewer firmy B&R, podczas testowania i optymalizacji sprzętu i oprogramowania rozwiązania może wyświetlać trójwymiarową wizualizację cyfrowego bliźniaka. Rzeczywisty prototyp jest budowany dopiero wtedy, gdy każdy proces w maszynie przebiega płynnie. B&R Scene Viewer jest również przydatny w całym procesie konstruowania, zapewniając klientowi okresowe podglądy ruchu maszyny pod kontrolą jej oprogramowania. Dzięki temu konstruktor maszyn może mieć pewność, że końcowy wynik będzie odpowiadał oczekiwaniom z zamówienia.

Nowa generacja maszyn dzięki cyfrowemu bliźniakowi

Rola cyfrowego bliźniaka nie kończy się na zbudowaniu maszyny i wysłaniu jej do klienta. Można go używać podczas rozruchu przy przekazaniu do eksploatacji, a nawet później, do diagnozowania i usuwania usterek przez Internet. Aktualizacje oprogramowania i potencjalne rozwiązania można najpierw przetestować na modelu cyfrowym i przenieść do prawdziwej maszyny dopiero wtedy, gdy działają bez zarzutu. Ponadto cyfrowy bliźniak i oprogramowanie sterujące nadal służą jako platforma do ciągłej optymalizacji maszyny i rozwoju jej przyszłych generacji.

Newsletter

Zapisz się i jako pierwszy otrzymuj nowości!

Zapoznałem się i akceptuję klauzulę informacyjną.
2 sierpnia 2020 / Kategoria: ,
  • Autor: B&R Automatyka Przemysłowa Sp. z o.o.
  • B&R to innowacyjna firma z branży automatyzacji z siedzibą w Austrii i przedstawicielstwem na całym świecie. Od 6 lipca 2017 B&R stała się jednostką biznesową Grupy ABB. Dalekowzroczność i intuicyjne poczucie dynamiki rynku pozwalają firmie na wprowadzanie najbardziej nowoczesnych technologii łącząc je z inżynieryjnym kunsztem. B&R jako globalny lider oferuje klientom praktycznie z każdej branży kompleksowe rozwiązania z zakresu sterowania, techniki napędowej, wizualizacji czy bezpieczeństwa. Dzięki standardom komunikacji przemysłowej IoT, takim jak OPC UA, POWERLINK i openSAFETY, a także z wydajnym środowiskiem programistycznym Automation Studio, B&R nieustannie przedefiniowuje przyszłość technologii automatyzacji.
  • Profil Autora
  • http://www.br-automation.com

Reklama

NAJNOWSZE PUBLIKACJE OD UŻYTKOWNIKÓW I FIRM

>KLIKNIJ<

SICK IO-Link Master Starter Kit

SICK IO-Link Master Starter Kit

>KLIKNIJ<

Elektrobarometr – Oddajemy głos Elektroinstalatorom

Elektrobarometr – Oddajemy głos Elektroinstalatorom

>KLIKNIJ<

Bez miniaturowych silników międzynarodowa logistyka byłaby bez szans

Bez miniaturowych silników międzynarodowa logistyka byłaby bez szans

>KLIKNIJ<

ctrIX AUTOMATION: platforma gotowa do współpracy z aplikacjami

ctrIX AUTOMATION: platforma gotowa do współpracy z aplikacjami

>KLIKNIJ<

RFID i systemy identyfikacji optycznej 1D i 2D – Live z firmą Pepperl+Fuchs

RFID i systemy identyfikacji optycznej 1D i 2D – Live z firmą Pepperl+Fuchs

>KLIKNIJ<

EDUKACJA I PRZEMYSŁ – AUTOMATYKA I ROBOTYKA – FATIA GROUP NA RYNKU POLSKIM I MIĘDZYNARODOWYM

EDUKACJA I PRZEMYSŁ – AUTOMATYKA I ROBOTYKA – FATIA GROUP NA RYNKU POLSKIM I MIĘDZYNARODOWYM

>KLIKNIJ<

CLEANBOXY – alternatywa dla konwencjonalnych cleanroomów?

CLEANBOXY – alternatywa dla konwencjonalnych cleanroomów?

>KLIKNIJ<

Wyzwania w produkcji żywności i napojów

Wyzwania w produkcji żywności i napojów

>KLIKNIJ<

Jak powstają chipsy Lay’s? – Fabryki w Polsce

Jak powstają chipsy Lay’s? – Fabryki w Polsce

>KLIKNIJ<

MOSAIC – modułowy sterownik bezpieczeństwa

MOSAIC – modułowy sterownik bezpieczeństwa

>KLIKNIJ<

ctrlX AUTOMATION: Aplikacje w świecie automatyzacji

ctrlX AUTOMATION: Aplikacje w świecie automatyzacji

>KLIKNIJ<

Coboty UR10e zapewniają maksymalne wykorzystanie parku maszynowego Bernacki

Coboty UR10e zapewniają maksymalne wykorzystanie parku maszynowego Bernacki

>KLIKNIJ<

Finder na Energetab 2020 – sterowanie głosowe, miecz świetlny i nagroda

Finder na Energetab 2020 – sterowanie głosowe, miecz świetlny i nagroda

>KLIKNIJ<

Dobór panelu HMI do aplikacji – Część I – Kryteria sprzętowe (hardwarowe)

Dobór panelu HMI do aplikacji – Część I – Kryteria sprzętowe (hardwarowe)

>KLIKNIJ<

Warsaw Industry Week 2020 – prawdziwe święto przemysłu

Warsaw Industry Week 2020 – prawdziwe święto przemysłu

>KLIKNIJ<

Dane z Fabryki Przyszłości dbają o jakość produkcji

Dane z Fabryki Przyszłości dbają o jakość produkcji

>KLIKNIJ<

ctrlX AUTOMATION: Nowy świat automatyzacji

ctrlX AUTOMATION: Nowy świat automatyzacji

>KLIKNIJ<

Falowniki modułowego systemu automatyki MOVI-C® firmy SEW-EURODRIVE

Falowniki modułowego systemu automatyki MOVI-C® firmy SEW-EURODRIVE

>KLIKNIJ<

Jak powstaje chleb pita? – Fabryki w Polsce

Jak powstaje chleb pita? – Fabryki w Polsce

>KLIKNIJ<

SCADA na komputerze przemysłowym – wideorecenzja AVEVA EDGE od ASTOR

SCADA na komputerze przemysłowym – wideorecenzja AVEVA EDGE od ASTOR





MOŻESZ SIĘ TYM ZAINTERESOWAĆ

  • Sterowniki  z serii SIMATIC S7-1200 oferują szeroki zakres funkcjonalności i zintegrowane wejścia/wyjścia zamknięte w kompaktowej obudowie. Są doskonałym narzędziem do realizacji standardowych projektów i zadań automatyki, a jednostki S7-12...
  • PR200 to uniwersalne i łatwe w obsłudze urządzenie zaprojektowane w plastikowej obudowie do montażu na szynie DIN jako alternatywa dla PLC. Przekaźnik jest dostępny w kilku wersjach dla napięcia stałego i przemiennego. Jest wyposażony w cyf...
  • Nowoczesne dotykowe panele operatorskie HMI firmy WEINTEK Labs. – Bezpłatne oprogramowanie narzędziowe w pełnej wersji – Precyzyjne, dotykowe ekrany wyświetlające szczegółową grafikę – Obszerne biblioteki komponentów grafi...
  • Seria EX-Z Czujniki z serii EX-Z to jedne z najmniejszych urządzeń tego typu na świecie. Najcieńszy model posiada grubość jedynie 3 mm co zostało osiągnięte przez zastosowanie nowych półprzewodników i dzięki temu wyeliminowanie przewodów. B...
  • Pomiar odległości to jedna z podstawowych dziedzin w technologii czujników. Do określania położenia w różnorodnych zastosowaniach wykorzystywana jest szeroka gama procesów. Firma Pepperl+Fuchs już teraz – w odróżnieniu od konkurencji ...
  • SCADA z wbudowanym serwerem sieci Web i routerem, bez licencji, bez limitów rejestrów! Brzmi dobrze? A to dopiero początek! Jest to urządzenie umożliwiające zarządzanie zarówno w sieci lokalnej jak i przez Internet z komputera, bądź urządze...



KATEGORIE ARTYKUŁÓW
POLECANE ARTYKUŁY
Wydarzenia