PLM – komputerowa symulacja w 3D

-- środa, 04 luty 2009 14:27

Komputerowa symulacja procesów produkcyjnych to sposób na zwiększenie efektywności zakładu, ograniczenie kosztów, a nawet... wygranie przetargu i wzrost motywacji u pracowników. Przekonują o tym przedstawiciele dwóch koncernów zajmujących się produkcją maszyn i samochodów.

Rosnące zapotrzebowanie rynku na różnorodne towary wymusza na producentach coraz szybsze dostawy coraz bardziej złożonych i trudniejszych do wykonania produktów. Przekłada się to bezpośrednio na wymagania biznesowe, które skłaniają wytwórców maszyn produkcyjnych oraz samych producentów gotowych wyrobów do poszukiwania nowych i bardziej efektywnych rozwiązań technologicznych.

Paradoksalnie, w czasach gorszej koniunktury rośnie presja na wzrost konkurencyjności, która może okazać się kluczem do przetrwania w trudnych warunkach. Oprogramowanie wspierające zarządzanie cyklem życia produktu (ang. PLM – Product Lifecycle Management) może być narzędziem znacznie ułatwiającym spełnienie tych wymagań.

Firma Symax Systemtechnik Sondermachinenbaum odczuła opisywaną sytuację na własnej skórze. Zatrudnia ponad 100 pracowników. Zajmuje się projektowaniem oraz produkcją maszyn i systemów automatyzujących produkcję oraz procesy montażu poszczególnych podzespołów finalnego produktu.

Symax ma siedzibę w Niemczech, ale oferowane przez nią wyroby można znaleźć na całym świecie: w Europie, Stanach Zjednoczonych, Japonii, Chinach, a nawet Meksyku. W latach 2004 oraz 2005 Ministerstwo Gospodarki Bawarii umieściło Symax na liście „Bavarian Top 50” za zaangażowanie w rozwój technologiczny oraz biznesowy regionu. Około 40% projektów realizowanych przez firmę dotyczy robotów.

– Ponieważ rośnie stopień komplikacji realizowanych przez nas procesów, coraz częściej już w fazie planowania zadawane jest nam pytanie, czy robot będzie poprawnie pracował w danych warunkach eksploatacyjnych – mówi Robert Lehner, dyrektor Symax. – Potrzebowaliśmy więc dość prostego narzędzia, które umożliwiałoby przeprowadzenie symulacji całego procesu produkcji nowego produktu. Istotne było również rozpatrzenie możliwości ewentualnego zwiększenia mocy produkcyjnych.  

Problem Symaksu rozwiązany został poprzez pakiety oprogramowania stworzone przez Siemensa: Tecnomatrix Process Designer oraz Process Simulate.

Process Designer jest narzędziem opartym na technologii eMServer (rozproszonej architekturze wielowarstwowej wspierającej różnorodne środowiska związane z procesami produkcyjnymi oraz IT). Process Simulate jest z kolei środowiskiem umożliwiającym symulacje zachowań kinematyki obiektów ruchomych, w szczególności robotów. Przy użyciu tego narzędzia mogą również być przeprowadzone badania nad ergonomiką proponowanego rozwiązania.

Korzyści z zastosowania programów symulacyjnych przez Symax to:

• możliwość wizualizacji pracy robota w przestrzeni trójwymiarowej,
• wstępna informacja o wykonalności proponowanego rozwiązania,
• filmy przedstawiające symulację pracy urządzeń, zamiast „suchych” rysunków,
• programowanie urządzeń i ich sterowanie w trybie offline wraz z oceną wyników tych prac.

Korzyści w fazie planowania

Process Simulate, podobnie jak Process Designer, wykorzystuje technologię eMServer. Obydwa pakiety mogą więc korzystać z tych samych zestawów danych. Interfejsy użytkownika odpowiadają standardom wyznaczonym przez system Microsoft Windows, tzn. zawierają znajome z Windows ikony, zakładki oraz sposoby nawigacji. Wszystkie dane mogą więc być z łatwością eksportowane do zewnętrznych programów. I tak na przykład w Symax, Process Simulate połączony jest z bazą danych Oracle, która zarządza wszystkimi parametrami dotyczącymi zastosowanych komponentów. Aby przygotować odpowiednią symulację, ruch robota jest programowany przy użyciu sekwencji kinematycznych zaimportowanych z bazy danych. W Symaksie wykonuje się to przy użyciu pakietu Process Simulate – Robotics. Narzędzie to współdzieli dane z Process Simulate.  

Następnie importowane są plany rozmieszczenia urządzeń na terenie zakładu oraz trójwymiarowe modele produktów oraz robotów. Utworzenie bibliotek zawierających wszystkie modele oraz sekwencje ruchów zajmuje sporo czasu. Jednakże raz sparametryzowane i zaprogramowane mogą być wielokrotnie użyte oraz modyfikowane w zależności od potrzeb.

Prowadzone symulacje umożliwiają inżynierom szybką i łatwą ocenę tego, czy przestrzeń przeznaczona na proces jest wystarczająca z punktu widzenia zakładanego rozwiązania. Dodatkowo, mogą oni niemalże w czasie rzeczywistym określić, czy proces może być bezpiecznie prowadzony przy założonych trajektoriach ruchu oraz interwałach czasowych. Dzięki symulacjom można również szybko sprawdzić, czy roboty ingerują w przestrzenie robocze innych urządzeń oraz wykryć potencjalne kolizje.

Standardowo, grupa inżynierów uruchamia symulacje dla różnych scenariuszy i konfiguracji pracy zakładu lub jego części. Na przykład w jednym przypadku stosują dla tego samego zadania trzy większe roboty, a w innym cztery mniejsze. Dzięki takiemu podejściu pracownicy firmy Symax mogą już w fazie planowania ocenić: charakter procesów montażu, pracę robotów, obciążenie narzędzi oraz innych urządzeń. Co więcej, mogą w prosty i bezpieczny sposób zsynchronizować pracę wielu robotów.  

Zdobyta wiedza umożliwia optymalne wykorzystanie posiadanego wyposażenia. Poza tym daje pewność, że projektowany proces będzie przebiegał perfekcyjnie – nawet przed pierwszym jego rozruchem. Zauważone na tym etapie usterki i niedociągnięcia mogą być szybko przekazane do działów planowania produkcji, co znacząco redukuje koszty zmian oraz wprowadzonych poprawek.

Zaproś klienta na film...  

Współpraca robota z człowiekiem to jeden z przykładowych problemów, w jakim symulacja odgrywa istotną rolę, a z jakim zetknął się Symax. Nowe przepisy dotyczące takich zagadnień zostały niedawno uchwalone w Niemczech. I to właśnie Symax uzyskał pierwsze zlecenie na projekt i wykonanie linii produkcyjnej zgodnej z regulacjami. Wykorzystał w tym celu pakiety symulacyjne.

Linki sponsorowane

	Produkcja od A do Z w samym sercu polskiego przemysłu Zapraszamy Państwa do udziału w Kongresie Produkcji i Technologii PROTECH.
	Almanach Produkcji w Polsce Kompleksowy katalog w wersji on-online oraz drukowanej majacy na celu dostarczenie użytecznych informacji o dostawcach dla przemysłu jak i oferowanych przez nich produktach