PRUMYSL.CZ KONSTRUKTER.CZ 3D-TISK.CZ MATEMATIKA.CZ HLEDAME.CZ

Virtuální ověřování složitých výrobků před zprovozněním

Nejdražší rozhodnutí o změnách výrobků jsou ta, která přicházejí pozdě. Hovoříme-li navíc o komplexních výrobních celcích, na nichž se podílejí širší týmy spolupracovníků, je vhodné veškeré náležitosti výroby dopředu spolehlivě otestovat.

Mezi významné trendy vývoje současného průmyslu patří zvyšující se složitost výrobků, narůstající variabilita, požadavky na výrobu nestandardních zařízení a snižující se sériovost výroby. Vyšší komplexnost výrobků s sebou nese nárůst množství systémů, které je vytvářejí, a také stále vyšší počet prvků průmyslové automatizace.

Virtuální zprovoznění je podporováno v aplikaci NX Mechatronics Concept Designer od Siemens PLM Software.

Virtuální zprovoznění je podporováno v aplikaci NX Mechatronics Concept Designer od Siemens PLM Software.

Důvod je jednoduchý – konkurenční prostředí nutí výrobce, aby se odlišili a přinesli svým zákazníkům vyšší hodnotu za méně peněz. A tady je prostor pro to, aby se výrobci zamysleli nad tím, kde utratí nejvíc peněz a kde je prostor pro úspory. Výzkumy, stejně jako zkušenosti, ukazují, že nejdražší jsou rozhodnutí o změnách, která přicházejí pozdě – když je výrobek hotov, nebo těsně před jeho dokončením. Je všeobecně známé, že čím dříve se rozhodnutí o změně udělá, tím méně to výrobce stojí. Proto je pro úspěch výrobku a často i pro přežití firmy důležité, aby se o nutnosti změn vývojový tým dozvěděl co nejdříve, nejlépe ještě v počátečním stádiu vývoje produktu. Pozdní změny by mohly být jak pro výrobek, tak pro firmu osudné.

Výrobek ve virtuálním provozu

Jednou z možností, jak předejít opožděným změnám, je použít metodu virtuálního uvedení výrobku do provozu ještě ve stádiu vývoje. Tím se ověří nejen funkčnost mechanického modelu, ale také jeho systémů, a navíc i funkčnost prvků automatizační techniky.

Jednou z řady výhod metodiky virtuálního uvedení do provozu je možnost prezentovat funkční simulaci řešení zákazníkovi.

Jednou z řady výhod metodiky virtuálního uvedení do provozu je možnost prezentovat funkční simulaci řešení zákazníkovi.

Představme si složitý výrobek, například průmyslový robot, který se skládá z mechanické části doplněné hydraulickými, pneumatickými a elektrickými systémy, jež jsou řízené automatizační technikou. Když se firma rozhodne takovýto produkt vyrábět, potřebuje si především ověřit, jestli bude fungovat podle zadání.

Ve vývojové fázi se vytvoří virtuální model robota se všemi systémy. V prvním kroku je potřeba ověřit, jestli lze vyvinutý model smontovat a zda při pohybu nedochází ke kolizím. V případě, že nastanou kolizní stavy, ještě v rámci vývoje se provedou potřebné změny. Dalším krokem je ověření funkčnosti modelu včetně automatizačních prvků.

V běžné praxi se stává, že automatizace se testuje, až když je výrobek smontovaný. Nejčastěji se odlaďuje až u zákazníka. V takových případech se neví, jak dlouho bude přesně odlaďování trvat a jestli na výrobku nebude nutné udělat dodatečné změny. Tomu se dá předejít tím, že se automatizace odladí virtuálně, ještě před ukončením vývoje. Nazýváme to virtuálním uvedením zařízení do provozu.

Interdisciplinární odladění

Virtuální uvedení do provozu je založené na tom, že se virtuální model výrobku se všemi systémy včetně PLC signálů z automatizačních zařízení načítá do systému NX Mechatronics Concept Designer, který vytváří virtuální prostředí pro ověření funkčnosti modelu včetně jeho mechanických, elektrických a softwarových součástí. Když se vyskytne problém, po jeho vyřešení se opětovně ověří funkčnost modelu, a to se opakuje až do definitivního odladění funkčnosti všech systémů.

V interdisciplinárním návrhu, jakým je i návrh průmyslového robota, mnoho problémů vzniká ve chvíli, když se jednotlivé disciplíny setkají a výrobek se integruje do jednoho celku. Ve většině případů jsou tyto problémy zapříčiněny tím, že oddělení, která se zabývají vývojem jednotlivých systémů – mechanického, elektrického, hydraulického a pneumatického – při vývoji nespolupracují a navzájem nezohledňují svou práci. Setkají se, až když ukončí vývoj. NX Mechatronics Concept Designer pomůže vytvořit prostředí pro interdisciplinární spolupráci na detailním návrhu výrobku už v počáteční fázi vývoje s důrazem na funkční návrh.

Souhra inženýrů

Na základě metodiky funkčního navrhování NX Mechatronics Concept Designer podporuje interdisciplinární koncept navrhování od začátku. Díky tomu mohou jednotlivé disciplíny efektivně spolupracovat na vývoji. Mechanický inženýr vytvoří tvarový a kinematický 3D návrh modelu výrobku. Elektrický inženýr ho podpoří tím, že navrhne vhodné umístění senzorů a prvků automatizační techniky. Programátor automatizace využitím NX Mechatronics Concept Designer ověří logické chování výrobku počínaje chováním v čase a konče řízením jednotlivých provozních situací.

Spolupráce týmů, které na projektu pracují, je pro úspěšný výrobek velmi důležitá a snižuje riziko toho, že se vyrobí zmetek. Díky virtuálnímu ověření funkčnosti v počáteční fázi vývoje je možné dosáhnout značných úspor při vývoji tím, že se chyby odhalí ještě ve stádiu vývoje, kdy provádění změn ještě není finančně náročné. Podle dosavadních zkušeností je tak možné ušetřit víc než 50 % nákladů.

K dalším výhodám nasazení metodiky virtuálního uvedení do provozu patří i to, že ještě před výrobou je možné prezentovat model výrobku i s jeho funkčním chováním budoucímu zákazníkovi, což může být rozhodující při výběrovém řízení. Výrazné úspory přináší zkrácení doby testování zařízení u zákazníka a nesporným přínosem je také přesnější určení termínu dodávky. Na virtuálním modelu je možné vyškolit budoucí uživatele ještě dřív, než se výrobek dodá zákazníkovi. K dalším výhodám patří možnost otestovat více scénářů. Všechny změny, ke kterým při odladění dochází, je možné zdokumentovat, čímž se vybuduje know-how, které se využije u budoucích dodávek.

V produktech Siemens PLM Software je virtuální zprovoznění podporováno jednak v prostředí NX Mechatronics Concept Designer, ale také v rámci digitální továrny – Tecnomatix Process Simulate a Plant Simulation.

Prezentace společnosti Siemens PLM Software.

Napsal Iveta Verešová.

www.siemens.cz/plm

Mohlo by vás také zajímat

Přidejte k článku svůj komentář

Komentář podléhá autorizaci ze strany redakce, proto se nezobrazí ihned po vložení. Vyhrazujeme si právo odstranit příspěvky, které jsou v rozporu s dobrými mravy nebo platnou legislativou. Slušnou a konstruktivní diskusi vítáme!