智能软件
智能制造可以定义为一个由能够生成背景信息的互联设备构成的系统,支持用户制定明智决策,助力实现预期的制造成果以及作出有针对性的改进。
任何智能制造系统都必须包含支持以下功能的软件系统:
可视化:其中包括 MES 层集成、机器数据可视化和业务部门协调一致。
优化:重点关注运营效率和生产率,分析应用程序以及风险管理。
用户体验:考虑任何用户的能力,从工厂经理到操作员的可扩展性,以及运营智能。
智能制造堪称通往数字化转型的大门。利用互联的智能设备增强对流程的认识和了解。利用数据和分析功能更快地制定更明智的决策。
拥抱数字化
数字技术彻底改变了人们的生活、工作和娱乐方式。随着技术不断进步,我们越来越依赖于技术所带来的益处。这一点在制造领域尤为明显。
制造业面临着诸多压力,如降低成本、改善客户体验和提高盈利能力等。而拥抱数字化的制造企业正在以新的价值主张重塑业务模型。
数字工程设计并非一种孤注一掷的策略。您无需更换员工目前已经熟悉和喜欢使用的工具。相反,您可以对这些工具进行数字化扩展,改善设计人员、生产经理、技术人员等的工作方式。首先要全面审查您的业务状况,确定在哪些领域可以采用数字方案,以更智能、更快速或更优化的方式完成工作。
在以下五个关键领域,数字工程设计可以帮助改善业务:
1. 设计和原型制作
虚拟设计和原型制作可以帮助您以数字方式构建机械设计,并对其进行测试和评估。如此一来,您就能够挖掘业务中潜在的可能性,从而缩短机器上市时间、降低设计过程中的风险并制造出更优质且定制程度更高的机器。
借助仿真软件,您可以将物理特性应用于 3D CAD 模型,提高模型真实度。此外,您还能够借此监视机器的运行状况,并查看机器如何与人员或与其他机器进行交互。甚至还可以将模型引入 VR 环境,就如同在车间一样,近距离监视其执行情况。
如果需要进行更改,只需单击几下鼠标即可在数字化孪生体设计中进行更改,而无需购买零件或花费数天时间制作新的原型。而能够帮助缩短机器上市时间的技术不仅限于数字化孪生体。
例如,借助采用开放式数据交换技术的设计软件,工程师只需进行一次机器设计,然后将设计数据导入相应工具即可。如此一来,可以省去重新编写代码和重新映射等工作,节省项目时间。借助可重复使用的代码,您可以基于获得成功的现有机器进行构建,而无需从头开始重新设计。
2. 调试
若等到将机器运到现场再执行控制测试,可能会产生灾难性后果。在这种情况下,在客户现场启动机器之前,您无法知晓您的机器及其控制系统是否满足要求。可能在机器启动后才发现机器的运行状况低于预期,或者未达到设计规范要求。在最后一刻解决这些问题不仅会产生高额成本,还会导致超过交付期限。
虚拟调试可以帮助您消除这些问题。您可以创建机器设计和控制系统实际操作逻辑的动态数字化孪生体,从而在设计阶段早期(即远在将机器安装到客户车间之前)发现问题。借助虚拟调试,您可以全面地验证并演示机器和控制器的运行情况,然后再分配相应资源解决相关问题。
Daifuku Webb 首先采用仿真软件对其内部物料输送系统的 PLC 代码进行测试,然后再进行现场测试。在一个机场项目中,这种做法节省了大量成本。“一般情况下,我们的工程师要在现场工作好几个月,”Daifuku Webb 高级控制工程师 Greg Swisher 表示,“现在,从工程师到达现场到客户完成验收,我们可以将时间压缩到三周左右。”
插入分组框:“一般情况下,我们的工程师要在现场工作好几个月,现在,从工程师到达现场到客户完成验收,我们可以将时间压缩到三周左右。”– Daifuku Webb 高级控制工程师 Greg Swisher。
3. 培训
采用虚拟培训时,无需将机器运达现场,操作员也无需同时在场。借助数字化孪生体,您可以在机器运达现场之前对相关员工进行培训。员工戴上 VR 头戴设备或在屏幕上进行操作,便可以在安全的沉浸式虚拟环境中培养技能和能力。虚拟培训的一大优势在于能够为用户带来自由度。
虚拟培训支持随时随地开展培训,可以提高培训的灵活性,让您可以在需要的时间、地点,面向需要的员工提供培训。此外,虚拟培训也不会受到与现场培训相同的限制。员工可以学习如何将生产保持在理想的运行状态,并且可以在模拟故障和极端条件下开展测试,而这些故障和极端条件在实际运行过程中可能无法复制。这样一来,员工可以做好充分准备,从而更好地应对生产过程中发生的类似事件,最终缩短停车时间。
在虚拟培训中,员工可以尽管犯错,而无需担心会影响生产。如果操作员操作失误,系统可以记录该操作,以便制定补救措施。此外,还可以要求员工在培训中证明自己的能力,然后再参与实际生产。
随着经验丰富的员工逐渐退休,新一代员工将接替他们的位置。在这种情况下,虚拟培训可以帮助新一代员工以更为熟悉的方式学习掌握工作技能。他们可以使用家中的平板电脑和 VR 头戴设备等设备接受培训,因此可以在虚拟环境中强化培训,提高学习的乐趣。