Brzy bude doprovázet každé strojní zařízení od prvotního nápadu až po modernizaci jeho digitální dvojče. Díky němu totiž mohou výrobci strojů vyladit všechny detaily a případné chyby daného zařízení bez rizika i časové a finanční ztráty. O tom se budete moci přesvědčit na stánku společnosti Siemens na letošním Mezinárodním strojírenském veletrhu v Brně. V expozici Siemens uvidíte hned dva různé stroje s jejich virtuálními dvojníky. A nejen to, Siemens ukáže také přínos aditivní výroby na opravdovém křídle vozu Bugatti Chiron.
Digitální dvojčata se stávají přirozenou součástí reálných strojů, která umožňuje výrobcům i provozovatelům výrazně zvýšit efektivitu celého životního cyklu výrobku od jeho návrhu přes výrob až po servis. Siemens je v současné době jediná společnost na trhu, která dokáže kompletně obsáhnout celý hodnotový řetězec a nabídnout efektivní nástroje pro výrobce i uživatele všech zařízení. Ačkoliv výrobce zařízení i jeho uživatel potřebují v průběhu životního cyklu výrobku jiné softwarové i hardwarové nástroje, Siemens dokáže oběma nabídnout řešení, která spolehlivě fungují, výrazně zvyšují efektivitu a jsou navzájem kompatibilní.
Příběh stroje pro montáž chytrých telefonů
Filozofii ucelené správy životního cyklu produktů Siemens představí na montážním stroji pro chytré telefony. Tento stroj před nedávnem vznikl v Číně, a protože jej výrobce potřeboval uvést do provozu v extrémně krátké době, pomohlo mu s jeho konstrukcí a oživováním digitální dvojče, které mezitím paralelně vyvíjeli softwaroví odborníci ze společnosti Siemens v Německu. Odzkoušení všech funkcí stroje a výrobního taktu linky nanečisto ve virtuální podobě společně s novými funkcemi prostředí TIA Portal ušetřilo více než 30 % času oproti standardnímu postupu. Výrobce stroje, firma Bozhon, tak mohl svou montážní buňku předat zákazníkovi dříve, než by to zvládla konkurence, a podpořit i jeho konkurenceschopnost v dodávání zbrusu nových mobilních telefonů na trh.
Z pohledu výrobce stroje
Digitální dvojče usnadňuje fázi návrhu stroje a šetří čas při jeho oživování. Např. při navrhování stroje lze zjednodušit koordinaci práce mezi odborníky na elektrickou a mechanickou konstrukci i mezi programátory a ušetřit čas inženýrům na straně zákazníka. Virtuální zprovoznění pak umožňuje odzkoušet funkce stroje na jeho modelu nanečisto buď se skutečným PLC nebo s pomocí programu PLCSIM ADVANCED. Programátoři tak mohou pracovat na softwaru pro řízení stroje a jeho odzkoušení ještě dřív, než se reálný stroj vůbec začne stavět.
Podstatné úspory času a nákladů přinesou nové funkce v prostředí TIA Portal. Díky integrovanému softwaru pro oživení různých kinematik a knihovnám pro řízení pohybu robotů přímo z PLC Simatic mohou programátoři postupovat rychleji, což přináší podstatné úspory nákladů na práci robotiků a dalších.
Platforma Teamcenter a její propojení s prostředím TIA Portal podporuje spolupráci více lidí na návrhu a oživení stroje a potřebnou synchronizaci souvisejících dat. Zajistí například, že nikdo z celého týmu nepracuje s jinou verzí projektu či podkladů než ostatní.
Z pohledu uživatele stroje
Předtím než stroj převezme jeho uživatel a začlení jej do svého výrobního systému, může díky vytvořenému digitálnímu dvojčeti jeho funkci předem a bez rizika ověřit nebo také optimalizovat. Digitální dvojče dále může uživateli stroje pomoci předem a bez rizika vyškolit i obsluhu stroje.
Prostřednictvím sběru provozních dat zařízení, jejich analýze a pokročilým nástrojům pro diagnostiku dochází k podstatnému vylepšení servisních činností, snížení prostojů stroje a optimalizaci jeho fungování. Díky prostředí TIA Portal a cloudové platformě MindSphere společnosti Siemens uživatel vždy ví, co se se strojem děje a má možnost mnohdy s předstihem reagovat na případné poruchy, a to i s podporou výrobce stroje, který může mít všechna tato data a informace k dispozici přes vzdálené připojení.
Digitální dvojče ověří funkce stroje
S novými řešeními Siemens pro CNC stroje se letos budou moci návštěvníci veletrhu seznámit prostřednictvím horizontální vyvrtávačky HCW 4S od společnosti Škoda Machine Tool. Také na příběhu stroje HCW 4S představíme pět kroků životního cyklu výrobku a řešení, která pro ně Siemens nabízí. Nemusíte se ale bát - i když stroj dosahuje výšky téměř 15 metrů, střechu pavilonu bourat nebudeme. Vše vám ukážeme na funkčním modelu zmenšeném v poměru 1:15 a digitálním dvojčeti.
Reálný stroj, model i digitální dvojče totiž ovládá stejný řídicí systém Sinumerik 840D sl. Virtuální podoba stroje má stejné funkce, jako jeho reálné dvojče, a navíc lze jeho prostřednictvím předvést návštěvníkům více možností a aplikací. Velmi výhodný je tento způsob prezentace i pro samotné výrobce obráběcích stojů, kteří tak mohou díky virtuálnímu dvojčeti velmi dobře prezentovat svá zařízení zákazníkům a pomoci jim vybrat ideální stroj pro jejich výrobní aplikace. Ve virtuálním prostředí lze i dokázat a ověřit, zda stroj bude vyhovovat svými parametry a zvládat požadovanou rychlost a kvalitu výroby.
Jak vylepšit křídlo Bugatti
Na Mezinárodním strojírenském veletrhu v Brně představí Siemens také nejnovější řešení pro aditivní obrábění neboli 3D tisk a jeho virtuální přípravu (výpočty, simulace), a to v podobě speciálně upraveného zadního dílu sportovního vozu Bugatti Chiron. Nové křídlo vozů Bugatti Chiron je o polovinu lehčí než dřív a zároveň stejně pevné. A to jen díky simulačním programům od Siemens PLM Software, titanovým komponentům z 3D tiskárny a vyztuženým trubicím z karbonových vláken.
Společnosti Siemens a Bugatti založily celý inovační proces - od prvotního designu komponentů až po virtuální větrný tunel - na jedné softwarové PLM platformě Teamcenter. Výsledky jsou přesnější a doba uvedení na trh je výrazně kratší. I virtuální větrný tunel a virtuální testovací okruhy jsou součástí řešení Siemens pro navrhování konstrukce a chování vozidel. Tato digitalizace umožňuje plně provázat vývoj výrobků s přípravou výroby a vlastní výrobou, a takto vzniklá digitální dvojčata zajistí optimalizaci všech činností, včetně takového detailu jako je ovládání CNC strojů pro konečnou úpravu dílů.
Výhoda ucelených řešení od Siemens PLM Software je v jejich šíři a holistickém přístupu. Všechny moduly na sebe navazují a jsou vzájemně kompatibilní. Chytré programy dnes navíc dokážou výrazně ušetřit práci v kterékoliv fázi vývoje a výroby. Díky možnostem pokročilé digitální simulace dokáže software jen na základě zadaných parametrů navrhnout optimální podobu výrobku. Současně umožňuje ve virtuálním prostředí s návrhy mnohonásobně rychleji a důkladněji experimentovat a před vlastním rozhodnutím tak ověřit mnohem více variant. Toto se týká dílu, samotného výrobku, výrobních strojů, linek, i celých výrobních hal.
Servis budoucnosti
Úspěšným uvedením do provozu však příběh stroje nekončí. Pro jeho efektivní fungování je zapotřebí také kvalitní servis. V expozici Siemens nebudou chybět novinky z oblasti údržby strojních zařízení. Lokálně vyvinutá modulární aplikace Condition monitoring slouží ke sběru dat ze strojů, jejich vyhodnocování a údržbě. Umožňuje sledovat celou výrobní halu bez ohledu na to, od jakého výrobce stroje pocházejí, a to jak stroje nové, tak staršího data výroby. minimalizovat náklady na údržbu
Těžištěm prezentace bude ukázka propojení aplikace Condition monitoring se systémem Comos MRO, který poskytuje komplexní řešení pro údržbu. Díky tomuto propojení má technik údržby okamžitě informace o poruše stroje a rovněž kompletní dokumentaci stroje, servisní historii i přehled o náhradních dílech. Vše se děje automaticky a rychle. Digitalizace tak zkracuje dobu odstávky stroje a tím zvyšuje efektivitu výroby.
MindSphere - řešení pro internet věcí
Žhavou veletržní novinkou bude představení otevřeného operačního systému pro průmyslový internet věcí (IIoT) MindSphere, který dokáže využívat data z celého hodnotového řetězce ve výrobě k optimalizaci procesů, snižování nákladů a zvyšování efektivity a produktivity. MindSphere umožňuje sbírat data z různých zařízení, bezpěčně je ukládat v cloudovém úložišti a pomocí aplikací a pokročilých analytických funkcí je proměnňuje v cenné informace, která zvýší efektivitu vašeho podnikání a konkurenceschopnost na trhu. Tyto aplikace vytváří buď přímo společnost Siemens, anebo třetí strany, tj. nezávislí vývojáři, či si je připravují sami uživatelé. Otevírá tak firmám nové obchodní příležitosti.
Siemens buduje v České republikce lokální partnerský ekosystém MindSphere a na veletrhu představí první partnetské firmy. Zapojením místních vývojářů a integrátorů do vývoje aplikací pro MindSphere a do nasazování platformy zajistí dostupnost řešení a služeb na míru českým zákazníkům.