Tools

Далекоидущие планы – все благодаря цифровому двойнику

24 января 2019 г.


Для Tronrud Engineering гибкая и оперативная адаптация к изменяющимся стандартам упаковочной промышленности не является проблемой. В сотрудничестве с Siemens норвежский производитель станков смог вдвое сократить время, необходимое для программирования, конструирования и сборки новой, гибкой и скоростной упаковочной установки.

Высоко в небе над живописными норвежскими пейзажами довольно просто предаваться мечтам. Для Олава Тронруда (Olav Tronrud) полет на вертолете – нечто гораздо большее, чем путешествие из пункта А в пункт Б. Генеральный директор норвежского производителя станков Tronrud Engineering считает полет идеальной возможностью взглянуть на все под другим углом. «Когда я лечу, меняется само мое восприятие. Отсюда я черпаю новые идеи», – поясняет Тронруд. Воплощением одной из таких идей стала самая скоростная упаковочная установка в мире.

Вдвое быстрее при тех же размерах

Благодаря новой установке клиенты из упаковочной промышленности имеют возможность решить такие сложные задачи, как уменьшение срока вывода продукта на рынок, повышение гибкости и эффективности, а также качества продукта. Таким образом, наиболее остро производители нуждаются в скоростных и гибких установках, позволяющих производить оперативную переналадку на другое изделие. «Разработка новой упаковочной установки началась с демонстрационной модели, созданной с использованием инструментов NX, MCD (Mechatronics Concept Designer, концепт мехатронного дизайна) и портала TIA», – говорит Кьелл Эрик Мейер (Kjell Erik Meier), инженер-программист Tronrud Engineering. Благодаря этому у нас появилась возможность привлечь междисциплинарные научно-исследовательские группы из разных подразделений компании и, соответственно, сократить сроки разработки. «Одновременно работая над проектным решением, механическими компонентами и программным обеспечением, мы можем значительно сократить сроки вывода нового продукта на рынок. В рамках другого проекта такой подход позволил сэкономить 20% временных затрат, или два месяца», – рассказывает Эрик Хьертаас (Erik Hjertaas), руководитель департамента тароупаковочных технологий Tronrud Engineering.

Довольно быстро стало очевидно, что новая установка должна претерпеть кардинальные изменения для того, чтобы стать гораздо более скоростной. Наша цель заключалась в том, чтобы создать установку, способную упаковывать 300 упаковок типа «саше» (flow-wrap) в коробки в минуту – и, таким образом, намного превысить текущий стандарт индустрии в 160 упаковок – и при этом избежать увеличения размеров предыдущих версий установки. Также необходимо было обеспечить высокую степень гибкости с тем, чтобы установка могла обрабатывать упаковки и коробки разных размеров. Благодаря использованию вспомогательных приводов Sinamics и отказоустойчивых технологических контроллеров Simatic от Siemens, инженеры смогли создать скоростную компактную установку, способную обрабатывать различные типы упаковки.

Пуско-наладочные работы также заняли гораздо меньше времени ввиду первичного ввода оборудования в эксплуатацию в виртуальной среде.


Цифровой двойник = распараллеливание

Благодаря использованию цифрового двойника новой установки, проектировщики, инженеры и программисты получили возможность одновременно работать над проектом, постоянно обмениваясь идеями и опытом. Все это позволило производителю сократить сроки программирования, проектных работ и сборки на 50%.

Пуско-наладочные работы также заняли гораздо меньше времени ввиду первичного ввода оборудования в эксплуатацию в виртуальной среде с использованием инструмента NX MCD. Тор Мортен Стадум (Tor Morten Stadum), руководитель департамента управления жизненным циклом изделий Tronrud Engineering подводит итоги параллельного выполнения этапов разработки в рамках междисциплинарной научно-исследовательской команды: «Мы сократили фазу проектирования на 10%, а фазу пуско-наладки на 20-25%».

В связи с тем, что установка и все ее компоненты была создана полностью в цифровой среде, разработчики получили возможность использовать цифровые двойники для симуляции характеристик оборудования и компонентов, а также тестирования операционной совместимости отдельных элементов. Сбои происходили лишь на компьютере, никакого фактического ущерба. Применение портала TIA также привело к повышению эффективности. «Иметь доступ к визуализации, управлению и приводным технологиям в единой программной среде – это просто фантастика»! – говорит Кьелл Эрик Мейер, который был ответственным за проведение виртуальных пуско-наладочных работ новой установки.

Кроме того, использование MindSphere, работающей на базе Интернета вещей открытой облачной операционной системы от Siemens, значительно упростило документооборот и анализ данных норвежского производителя. На основе технических характеристик установки в цифровой среде создается ее двойник. Данные, полученные от работы виртуального оборудования, могут быть использованы для его дальнейшей оптимизации и организации мероприятий прогнозного технического обслуживания. Сегодня компания предоставляет клиентам новую услугу – возможность заказать проведения таких работ.

Тронруд говорит, что его компания будет и далее делать упор на использование новых возможностей и, таким образом, повышать конкурентоспособность бизнеса: «Цифровизация открывает массу возможностей. Важно не бояться вызовов и в то же время в полной мере использовать возможность создания дополнительной ценности».