發布日期：2022-04-17 點擊率：41
市場需求要求制造商能更快地向市場提供產品，盡管這些產品本身已經變得越來越復雜。這對設備制造商和生產商產生了很大的壓力。他們必須用更高的效率生產出更新、更復雜的儀器設備，還要滿足客戶們對于性能和質量的要求。產品生命周期管理(PLM)軟件提供了一個3D過程仿真工具，可以幫助減輕這種壓力。
一個典型例子
Symax Systemtechnik Sondermas-chinenbau GmbH公司清楚地意識到了這些挑戰。它的100多個員工開發并制造可以進行自動生產和組裝的設備和系統。該公司還生產測試系統、液壓系統和物料夾持設備等。
總部坐落在德國Neutraubling市的Symax公司，處理從概念設計到定制解決方案的開發和生產的所有問題，其設備被引進到歐洲、美國、日本、中國和墨西哥。2004年和2005年，巴伐利亞州經濟部授予Symax公司“巴伐利亞50強”的稱號，以表彰其在創新和發展方面作出的貢獻。
Symax公司近40%的項目中都使用了機器人。
“隨著生產工藝變得愈加復雜，我們經常在計劃階段就要面臨許多問題，諸如給定環境下機器人能否正常工作這些問題，”Symax公司總裁Robert Lehner解釋道，“我們需要一個可以在新產品的整個生命周期，包括產量增加時來清晰評估我們的生產觀念的簡單工具。”
該公司發現當前遇到的這些問題，可從Siemens PLM Software公司的Tecnomatix Process Designer和Process Simulate軟件包中尋求解決方案。Process Designer是指基于eMServer(一個多層分布式體系結構，支持分布式和協作的信息/制造環境)并在Tecnomatix環境下進行設計加工的過程。Process Simulate用來模擬3D運動，與校驗機器人的要求相似。通過使用人類模型可以在Process Simulate中進行人類環境改造學研究。
仿真軟件給Symax公司提供了：
·在3D虛擬環境下模擬機器人操作的能力；
·計劃可行性的及時反饋；
·仿真錄像可以代替圖紙成為展示媒體；
·離線編程與校驗控制和加工。
模型數據庫
Process Simulate和Process Designer都基于eMServer，因此兩者讀寫相同的數據。該軟件的用戶界面采用微軟Windows操作系統標準，使用相似的圖標、符號與導航。數據可以在辦公軟件中通用，在Symax公司，Process Simulate與Oracle數據庫相連，數據庫管理所有的器件數據。
在建立仿真時，機器人的動作由數據庫導入的運動順序進行編程。這個任務由Symax公司Process Simulate—Robotics來完成，這是一個多用戶的機器人解決方案，可與Process Simulate進行數據交換。
當機器人動作編程好并導入后，產品的三維模型和平面圖數據也被導入。機器人的運動軌跡和生產線就被仿真出來了。雖然模型庫和序列的建立需要很長時間，但一旦建成數據庫，查找、重用和修改都變得更加快捷。
仿真讓工程師可以預先判斷一個進程是否已分配到足夠的空間。他們可以實時查看按照指定運動路徑和工作時間的生產過程是否可以安全運行，也可以判斷出運動部件之間是否有碰撞。
通常工程師要準備多套解決方案，如四個較小的機器人替代三個大型機器人以進行評估。仿真幫助Symax公司在規劃階段就能盡早發現裝配過程、手動和自動操作、設備以及機器人的問題。他們還可以同步多臺機器人。
工程師能夠據此優化設備，在還未運行前，就能保證復雜工作的完美運行。在早期階段發現潛在制造問題，并將此信息用于產品開發可以顯著降低修善和改進的成本。
在Symax公司仿真發揮重要作用的一種工作就是機器人輔助裝配過程的開發。這種情況下，機器人與工人協同工作，而不是封閉在一個單元中獨立工作。雖然有關這類機器人的標準在德國剛剛制定，Symax公司已經得到了這種解決方案的第一張訂單，這得益于仿真軟件的幫助。
Symax公司的工程師們創造了一個能夠顯示詳細制造過程的仿真：機器人自動從傳送帶頂部取出模塊，并運送給工人做最后的安裝。工人可以使用操縱桿控制機器人。為了確保工人的安全，機器人運動方向和速度的絕對可靠描述是必要的。
使用Symax公司的仿真軟件能清楚觀察到，機器人在危險區的移動速度比其他地方的移動速度慢。此外，仿真還可以顯示工人的視野和姿態，并允許進行人體環境改造學分析。
當與潛在的客戶溝通時，Symax公司會提供一個AVI格式的視頻，視頻內容就是其產品仿真出的場景。視頻可以正常播放，也可以用慢動作一步一步的顯示每一個步驟。360°旋轉展示整個工廠的概況，使用放大鏡工具可以切換不同視角，例如從全局圖切換到細節圖。
動畫演示只需要幾分鐘的時間就能將生產過程的基本概念傳達出來，而無需技術圖紙的幫助。在三到四分鐘的視頻里，Symax公司的工程師們展示出了如何在運動裝配線上，完成車體橡膠墊圈的安裝或者前軸夾持。
“通過解決方案的數位演示，我們更有可能獲得訂單”，Symax公司的項目經理Christian Ruhland說道，“通常情況下我們提供的復雜機器人解決方案，是客戶和競爭對手都未曾考慮過的。在規劃會議上通過給客戶展示三維仿真模型，可以讓其了解到我們到底開發了什么。”
Symax公司的產品生產部和德國雷根斯堡市的應用科技大學生產與自動化工程學院進行協作，在Symax工程師每天使用仿真的同時，幫助學生使用3D仿真來進行項目研究。“這個工具給了我們更多的時間進行概念創新，并且從一開始我們就可以實現零故障”， Ruhland說道。
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SEAT公司從仿真中切實受益
仿真是數字化制造的一個重要方面，其總體目標是縮短新生產線的開發時間。因此，任何規模的生產商、機器制造商和系統集成商都可以從數字
化生產的高效中獲益。
總部設在西班牙巴塞羅那的SEAT公司(大眾的西班牙子公司)，雖然在全球70多個國家和地區設有工廠，在世界汽車制造業中仍被認為是相對較小的。
“在生產新式汽車上，響應時間和最后交付期限對SEAT公司比大公司更為重要，所以我們必須迅速采取行動，”SEAT公司裝配與油漆工藝經理Manfredo Keuthe解釋道，“我們用以計算機為基礎的數字化制造實現這一目標，從而減少開發時間。”
該西班牙汽車制造商在2004年決定加快其制造工藝的數字化進程。據悉該項目開始于其新車型SEAT Leon的開發過程中。作為Robcad機器編程軟件的忠實客戶，SEAT公司選擇了西門子PLM的Tecnomatix數字化制造軟件作為解決方案。Process Designer、西門子生產過程管理和分析工具，可用作該項目的平臺和數據庫。SEAT公司還采用了西門子PLM的Plant Simulation。
“許多汽車公司已開始將數字化制造用于特定的領域，如沖壓或焊接中，”庫索說道，“我們已經開始實施綜合生產計劃管理制度，這對汽車行業來說相當特殊，與制造商雄心勃勃的數字化制造項目相距甚遠。SEAT公司使用現代信息技術工具，采取非常果斷的方式將投資轉化為有形的改進。”
“我們不能讓巨額打造的數字化解決方案變成一副奢侈的花架子，” Keuthe補充說，“相反，我們期待數字化工具能給我們帶來看得見的回報。”
這些回報包括：
·初始階段的物理原型論證已被取代；
·第二階段更具性價比和可靠性；
·推向市場的時間減少了20%；
·獲取信息速度提升；
·更多充滿活力的人才。
Keuthe表示，“SEAT公司盡量選擇標準的經過驗證的工具，這樣的做法很多大型汽車公司并不以為意，因為他們有能力根據自身需求定制特殊工具。我們不具有很強大的開發能力，將用戶定制的軟件包與其他IT包配合使用是非常理想的解決方案。這使我們可以將最新系統的靈活性與有大量行業知識的工業經驗相結合。”
當前項目是西門子PLM、SEAT和Gedas咨詢公司(將PLM軟件整合到SEAT產品中)通力協作的結果。
Keuthe指出對員工的激勵也是SEAT成功的原因之一：“我們把為員工提供更為快速有效的工具作為一種激勵，起初員工們不情愿做出改變，但當他們看見新工具的種種改進后，每個人都變得熱情高漲。”
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