Festo прилагает все усилия, чтобы обеспечить свои компоненты автоматизации цифровыми аналогами в виде административных оболочек. Поскольку производители оборудования и систем стремятся к стандартизации, компания сотрудничает с другими немецкими компаниями по автоматизации и Ассоциацией промышленных цифровых двойников.
Цифровые двойники могут использоваться во многих областях машиностроения, в зависимости от области применения. “Разработчикам машин и систем потребуются цифровые двойники, чтобы они могли быстрее разрабатывать свои машины и системы и допускать меньше ошибок в процессе“, – объясняет Герхард Борхо, член правления по цифровизации в Festo. Шаг за шагом принцип “сначала цифровые технологии“ продолжает совершенствоваться. Компоненты и оборудование разрабатываются настолько тщательно, насколько это возможно, до начала производства аппаратного обеспечения; это также относится к тестированию и системной интеграции. Аналогичные изменения можно наблюдать при планировании производства.
Сокращение сроков реализации проекта
Сокращение сроков разработки требует от производителей оборудования одновременного проектирования. Таким образом, цифровые двойники должны точно воспроизводить возможности компонентов, при необходимости, вплоть до физического поведения. Это значительно сокращает сроки реализации проектов заказчиками и повышает производительность. Еще до того, как разработчик соберет оборудование машины, он может смоделировать его, протестировать и внести коррективы. Например, он может спроектировать и запрограммировать оптимальные и эффективные системы управления, используя виртуальную модель. Таким образом, ошибки могут быть обнаружены и исправлены на ранней стадии, что в дальнейшем значительно способствует эффективной и стабильной работе.
Цифровые двойники компонентов автоматизации – это гораздо больше, чем просто 3D–модели, которые перемещаются виртуально. Они представляют собой цифровые представления, которые предоставляют все виды информации о компонентах, включая четкое описание их возможностей, документацию, поведение (например, моделирование их кинематики и кинетических параметров) и взаимодействие с ними, включая роль, которую они играют в машине.
Сосредоточьтесь на всем жизненном цикле
Архитектура машин индустрии 4.0 полностью основана на цифровых двойниках. Благодаря стандартизированным коммуникационным интерфейсам они облегчают жизнь наших клиентов практически на протяжении всего жизненного цикла станка: от виртуального ввода в эксплуатацию и управления станком до сбора данных и связанных с этим дополнительных услуг, таких как техническое обслуживание или диагностика. Снижение необходимости в поиске в каталогах или на порталах технической поддержки, а также в подготовке документации к оборудованию обеспечивает дополнительную экономию времени.
До сих пор для каждого компонента автоматизации существовало множество данных в различных форматах, таких как CAD, PDF или даже бумажные руководства. Поэтому управление данными было громоздким и труднодоступным на протяжении всего жизненного цикла продукта автоматизации. Отсутствие цифровой непрерывности также затрудняло создание полноценной сети для всех объектов. Поэтому Festo работает над технологией бесперебойной и согласованной передачи данных, такой как OPC–UA. В конечном счете, административная оболочка используется в качестве центрального источника информации для использования цифровых двойников на протяжении всего срока службы компонента.
Цифровые двойники упрощают работу уже на этапе планирования и подготовки конкретных предложений. “Интеллектуальные алгоритмы могут быть использованы для проектирования и настройки оптимальных и в то же время энергоэффективных компонентов“, – добавляет член правления по цифровизации в Festo.
Преимущества при вводе в эксплуатацию
Виртуальная модель позволяет разработчику, например, проверить, можно ли перемещать ползун, и просмотреть технологические данные с датчика перемещения или сигнал с датчиков конечного положения. Если разработчик захочет создать управляющие последовательности для машины, они могут быть легко созданы с помощью функций компонентов, таких как выдвижение, поворот или захват.
На базе цифровых двойников также могут быть реализованы другие дополнительные услуги. Функция мониторинга состояния генерирует сообщение, например, когда срок службы рабочих компонентов приближается к концу. После этого цифровой двойник машины может автоматически заказывать запасные части. Если на данный момент имеются более новые модели заменяемых компонентов, клиент может использовать виртуальную среду, чтобы сначала протестировать взаимодействие новых компонентов, прежде чем заказывать их.
Мониторинг технического состояния также может использоваться в сочетании с имитационными моделями цифровых близнецов для создания прогнозируемых планов технического обслуживания. Кроме того, клиенты могут использовать цифровые двойники для разработки и тестирования последующих изменений, оптимизации или реконфигурации виртуальной модели перед их внедрением на компьютере, что ускоряет процесс.
