Virtual Twins optimaliseren operaties bij CenterLine

In de militaire wetenschap is een "krachtvermenigvuldiger" een operationeel systeem dat strategie gebruikt om de effectiviteit van bestaande bewapening te vergroten. We kunnen het idee gebruiken als metafoor voor het verbeteren van de efficiëntie van technische en productie-informatiesystemen, van het eerste concept tot de doorlopende klantenservice.

De "bewapening" van industriële automatisering wordt vertegenwoordigd door een verscheidenheid aan acroniemen:CAD, CAE, PDM, PLM, SCM, MES, CMS en meer. Bijna elk productiebedrijf heeft een bepaald niveau van procesautomatisering, maar veel gesprekken over productieprocessen eindigen met de zin:"daarna kopiëren we de gegevens van de stuklijst." Hier houden efficiëntieverbeteringen op. Om onze aanvankelijke metafoor voort te zetten:productiebedrijven bezitten de wapens, maar er is geen allesoverheersende strategie om ze tot een industriële krachtvermenigvuldiger te maken.

We hebben toegang tot tal van oplossingen voor het creëren, verzamelen en beheren van gegevens in de productieruimte die verschillende aspecten informeren over wat een product moet worden en hoe een productieproces moet werk, systeem voor systeem. De volgende stap is om van "zou moeten" naar "doen" te gaan. Informatie omzetten in realtime intelligentie is de krachtvermenigvuldiger:de geplande prestatiegegevens die deze oplossingen bieden, kunnen informatie worden over realtime, real-world prestaties.

Strategische informatiekaders

Virtuele thread en virtual twin (ook bekend als digital twin/thread) zijn twee verwante concepten die voorop lopen in deze zoektocht naar realtime intelligentie. Ter herinnering:een virtuele thread is de mogelijkheid voor gebruikers om specifieke prestaties te verbeteren door de juiste informatie op het juiste moment aan de juiste mensen te leveren. Ondertussen is een virtuele tweeling een voortdurend bijgewerkte visuele weergave van een product, systeem of proces op basis van gegevens uit de echte wereld.

Deze nieuwe informatiekaders sturen een nieuw procesmodel aan waarin gegevens worden gezien als onderdeel van zowel een virtuele thread als een virtuele tweeling. In modelgebaseerde engineering vormen de thread en twin bijvoorbeeld een strategisch raamwerk voor het creëren van maximale waarde in de onderneming. Beide bevatten as-designed eisen; validatie- en kalibratiegegevens; en as-built, as-operated en as-maintained data.

Virtuele thread en virtual twin zijn concepten, geen specifieke producten of diensten:u kunt niet naar uw lokale integrator rennen en een virtuele thread bestellen. In plaats daarvan bieden ze oplossingen waarmee gebruikers volledig digitale systemen kunnen creëren waarin elk individu in de organisatie alle benodigde informatie heeft in een gemakkelijk toegankelijk, gemakkelijk te delen systeem.

Connectiviteit is het belangrijkste doel. Veel gegevensgerelateerde problemen hebben te maken met verbindingen en toegang, wat betekent dat bedrijven de inefficiënties moeten elimineren die productieactiviteiten teisteren.

Hoeveel van deze uitdagingen zijn er in uw organisatie?

• Technische veranderingen bereiken de werkvloer niet tijdig
• Gebrek aan zichtbaarheid van leveranciers
• Geen standaard of controle op het maken van werkinstructies
• Niet-gesynchroniseerd inhoudsbeheer en controle
• Marketing creëert inhoud met verouderde ontwerpinformatie
• Verlies van productiviteit door onnauwkeurige, onduidelijke informatie
• Gebrek aan gegevenstoegang voor de juiste mensen.

Hoewel veel van deze problemen klinken als technologische of methodologische problemen, hebben ze altijd een impact op de personen in de operatie stroomafwaarts door hun vermogen om workflows te optimaliseren te belemmeren. Om de bedrijfsvoering efficiënter te maken, moet u de gebruikte systemen verbeteren, niet proberen de mensen die ze gebruiken te "repareren". Volledig digitale systemen voorzien in de behoeften van teamleden door deze problemen met connectiviteit en gegevenstoegang te elimineren.

De virtuele thread

De virtuele thread - de communicatiekant van het nieuwe industriële raamwerk - maakt een verbonden gegevensstroom mogelijk voor alle activa-informatie en gerelateerde metadata. Het idee van de virtuele draad is meer dan 10 jaar geleden ontstaan ​​in ruimtevaartonderzoek, toen onderzoekers van het US Air Force Research Laboratory op de Wright-Patterson Air Force Base het gebruikten om modelgestuurde assemblage op de fabrieksvloer te beschrijven. Meerdere threads strekken zich uit van het model (de gemeenschappelijke gegevensbron) tot ontwerp-, inkoop-, test-, productie-, veldoperaties en onderhoudsteams, wat betekent dat er geen persoon in de thread nodig is om gegevens op te vragen of te reageren op gegevensverzoeken met een kopie / plak e-mail. De informatie is altijd "aan" en altijd toegankelijk, waardoor een echt uniek hulpmiddel en communicatiepad ontstaat voor alle partijen, ongeacht de silo of werkstroom.

De Virtual Twin bij CenterLine

Het hebben van altijd-aan, realtime toegang tot gegevens van virtuele threads maakt een virtuele tweeling mogelijk. De threads geven een uitgebreid beeld van het product, waarbij details van de stuklijst worden gecombineerd met CAD/CAE-gegevens voor een visuele, virtuele, realtime weergave. Er is een tweerichtingsstroom in virtuele threads nodig om een ​​echte virtuele twin mogelijk te maken, waarvoor een feedbacklus nodig is waarbij kalibratie, validatie, as-built en as-used-gegevens allemaal de twin bijwerken. Samen vormen de virtuele draad en de virtuele tweeling de unificatie van ontwerp en gegevens.

Het Canadese industriële automatiseringsproces en technologiebedrijf CentreLine Limited (Windsor, Ontario), een producent van op maat gemaakte geautomatiseerde las- en assemblagelijnen, stond bijvoorbeeld voor uitdagingen met dure fabrieksinstellingen, vooral als het bedrijf ontwerpfouten moest herstellen of operationele ongevallen moest aanpakken tussen machines en menselijke werkers in fysieke systemen die al waren geïnstalleerd.

CenterLine probeerde hun robotwerkcelontwerpen te optimaliseren en deze uitdagingen te overwinnen door middel van digitale simulatie voordat fysieke apparatuur op fabrieksvloeren werd ingezet. Om dit doel te bereiken, implementeerden ze de DELMIA-oplossing op het 3DEXPERIENCE-platform van Dassault Systèmes om producten, processen en fabrieksactiviteiten virtueel te simuleren voor geoptimaliseerde robotbewegingen, fabriekslay-out, materiaalstroom en ergonomie.

Sinds de implementatie van DELMIA voor elke robotwerkcel, heeft CenterLine gereedschapsgerelateerde problemen en herbewerkingen tot 90 procent verminderd en de programmeertijd op de vloer tot 75 procent verminderd. De tijdsbesparing door het simuleren van de baan van het booglasapparaat van een robot heeft de productiviteit met 15 procent verbeterd en de time-to-market voor simulatie en ontwerp met 15 tot 20 procent verkort. Als een enkele bron van waarheid voor verschillende CAD-gegevens, stelt het uniforme platform leiders bij CenterLine in staat zich te concentreren op de dagelijkse activiteiten in plaats van het beheren van gegevens en producten

Wanneer alle gegevenskanalen zijn verbonden in een Virtual Thread/Virtual Twin-framework, zijn teamleden verenigd in een strategie die een beter gebruik van bestaande gegevens mogelijk maakt. In feite krijgen fabrikanten uiteindelijk een nieuwe krachtvermenigvuldiger voor productiewaarde.