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 nese s sebou nárůst množství systémů, které je vytvářejí, a také stále vyšší počet prvků průmyslové automatizace. Důvod je jednoduchý – konkurenční prostředí nutí výrobce, aby se odlišili a přinesli svým zákazníkům vyšší hodnotu za méně peněz. A tady je prostor, v němž se výrobci mohou zamyslet nad tím, kde utratí nejvíc peněz a kde je prostor pro úspory. Výzkumy, stejně jako zkušenosti, ukazují, že nejdražší jsou rozhodnutí o změnách, které 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 stadiu 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 stadiu vývoje. Tím se ověří nejen funkčnost mechanického modelu, ale také jeho systémů, a navíc i funkčnost prvků automatizační techniky. 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 si ověřit, jestli je možné vyvinutý model smontovat a jestli 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 robotu, 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. Konku renční výhoda 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 stadiu 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 testovaného zařízení u zákazníka a nesporným přínosem je také přesnější určení termínu dodávky. Na virtuálním modelu lze 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. www.siemens.cz
