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技术控 | 追踪数字孪生的印记(一)

  2020年01月09日  

  近年来,工业4.0、互联网、大数据、区块链之类的词汇成为各行各业的焦点,当然也包括数字孪生(Digital Twin)。

  数字孪生(Digital Twin)是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据,集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程,在虚拟空间中完成映射,从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。

  那么,数字孪生到底是什么呢?它会出现在哪些地方?它是如何工作的?今天我们以菲尼克斯电气为载体对它进行深入的追踪了解。Frank 是菲尼克斯电气在工业4.0方面的资深专家。多年来,他一直活跃在数字化、物联网、自动化和工业4.0的相关领域,非常了解菲尼克斯电气在此方面的成果。我们与Frank一起在菲尼克斯电气开始了一场“寻宝活动”,寻找隐藏在菲尼克斯电气各个产品线中的数字孪生。

隐形的存在

  如果问数字孪生最明显的特点是什么,那就是它几乎是隐形的,你似乎看不见它的存在。无论你去哪里寻找,都会得到这样一个提示 “我们看到的其实并不是它。或者说,最多只是它的一部分。”听起来有些奇妙的数字孪生世界为什么几乎是隐形的呢?一方面,数字孪生家族中的成员们颇为谨慎,不张扬。另一方面,实际上来自未来数字世界的这一传奇到目前为止并未广泛流传。

完善数据

  第一站请跟随小编前往Bad Pyrmont,这里坐落着印刷电路板和控制产品的生产基地。Markus Becker所在的业务部门负责接口组件的机电开发,该团队同时负责产品结构的三维设计。“跟我们在一起,您将很难找到数字孪生。”这位专家向我们打招呼,“至少不是完整的数字孪生。”

我们目前在做的是数据记录的结合

  “除了产品的研究和开发之外,我们在工作中还将机械和电子3D数据汇总在一起,并通过附加信息来丰富此数据。比如连接设备或工具的接口或功能,这些接口或功能在使用过程中是必需的,但并未包括在开发过程中。”此外,Markus Becker和他的同事同样做了数据记录,以便使最终得到的数字图像在开关柜构造中变得更加实用。“谈到各种数据记录的汇总,我们还需要检查可能产生的误差,正确的连接和接线说明,并保存原理图。要检查导轨上可容纳多少物品,查看安装导轨的相关数据,以及工具和机器结构。这些数据集会发送给客户,例如面板制造商。”

进行培训

  在布隆伯格,我们找到了数字孪生的下一个踪迹。精益价值部门隐藏在一个小工业园区,办公楼的外观相当不显眼。

  部门主管是33岁的工艺工程师Marlies Achenbach,她同样向我们表示歉意:“在这里,你最多能找到数字孪生的一部分。”但我们随后发现,这里有特别令人兴奋的惊喜。因为精益价值部门一直致力于优化流程,特别是在生产和物流方面。“我们训练同事们要有很高的工作效率,工作时要有秒表在手。精益意味着精简,这正是我们的任务。这不仅仅是为了节省开支,我们的目标是实现生产过程的优化。”价值链也介入其中,运用于处理制造商执行系统的数据和SAP环境中的ERP数据。

Marlies Achenbac在必要时查看秒表

  Marlies Achenbach解释说:“我们不仅考虑我们公司生产中的流程,同时也支持在供应链中的合作伙伴,即供应商。例如扩展工作台,我们有意识地对合作伙伴的生产过程进行了精简的设计,并在设备更新时对他们进行培训和指导。在优化过程中,我们模拟了数字工厂中的物料流。”在这里,我们找到了相对完整的数字孪生。未来,我们的理想是2D或3D数字工厂,将机械工程的CAD数据和企业的SAP数据相结合,开发仿真程序以优化生产过程。

操作与控制

  数字孪生在投入生产时具有非常明显的效果。在用于印刷电路板的生产线上,没有中央控制单元控制生产,但是数字孪生的DNA包含了有关生产步骤及其顺序的所有信息。

  Dr。 Till是生产部门的负责人,他向我们解释了这一智能转变的意义:“每种产品的数据都被输入至RFID芯片上。现在,这台运输机在工作站之间进行运送。运输机的路线和工作内容都在它的内置芯片中,比如它可自主控制以给所需的货物做标签,它可自主地精确管理工作步骤,直到设定的工作全部完成为止。这能让我们进行高效操作,为订单添加相关属性和组件,确保了产线的最大灵活性。”

机器自主控制

  “借助数字孪生的数据和与其协调的机器技术,基本可以实现工业批量生产。”Dr。Till纠正说,“当然,如果不是真正的大规模生产,我们将不得不再次进行集中控制。但是对于大批量的生产,数字孪生有着巨大潜力,数字化的优势就能充分体现出来了。”他补充说,“数字化使系统本身具有极高的模块化特性,因为它允许我们根据需要交换或添加不同的工作站,而不会限制和影响正在进行的操作。这使我们能够快速响应新的要求或将现有操作进行小规模中断,生产的过程也更加稳定。“数据控制了系统和设备,未来更好的情况是,数字的孪生已经完成,并且知道它的孪生“兄弟”在未来所发展成的样子。

  经过今天的追踪行动,大家是不是对数字孪生有了初步的印象?隐身而关键,隐秘而伟大。下一期我们将继续探寻隐藏在生产制造中的数字孪生,认识数字孪生的更多面。

  更多信息,请了解:

标签:菲尼克斯电气我要反馈
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