Digitální dvojče: od koncepčního návrhu po zprovoznění Filip Nechvátal Siemens PLM Realize innovation.
Průmysl 4.0 Projekt budoucnosti projekce průmyslu do roku 2025 Průmysl 4.0 Reprezentuje novou úroveň organizace a řízení celého hodnotového řetězce napříč životním cyklem výrobku Respektuje stále větší orientaci na zákazníka Zahrnuje všechny fáze od myšlenky přes vývoj, výrobu, až po dodání produktu ke koncovému zákazníkovi, a to včetně recyklace a souvisejících služeb Hlavní oblasti zájmu Horizontální integrace skrze propojení hodnotových řetězců Komplexní inženýring napříč celým hodnotovým řetězcem Vertikální integrace a propojené výrobní systémy Quelle: acatech, April 2013 "Umsetzungsempfehlung für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0" Page 2
Průmysl 4.0 Klíčové oblasti v průmyslovém prostředí Zvýšení konkurenceschopnosti Uvedení Time to market na trh Flexibilita Kvalita Efficiency Efektivita Shorter Kratší inovační innovation cycles cykly More Stále komplexnější complex products výrobky Greater Vyšší objemy data dat volumes Individualizovaná masová výroba Volatilní trhy Vyšší produktivita Řízení kvality v uzavřeném řetězci Sledovatelnost a integrovaná genealogie Globální Energy and účinné využívání resource energie efficiency Dostupnost are critical výrobních competition zdrojů factors Availability of plants and machines Page 3
Page 4
Siemens Amberg Rychle! Flexibilně! Efektivně! Kvalitně! ~1 milion produkovaných SIMATICů měsíčně 1000+ produktů odesílaných 60,000+ zásilek ročně 24 hodin zpracování objenávky ~12 dpm znamená kvalitu 99,9988% Page 5
Digitální dvojče Základ digitalizace Obsahuje veškeré informace o Digitální dvojče Produktu Výrobě Stavu Konstrukci Elektro / Elektronice Software Variantách/konfiguracích Rozhraních. Umístění, identitě Plánu výroby Výrobních informacích Sestavení Automatizaci.. Jak navržen Jak naplánován Jak postaven Jak udržován Jak opravován. Digitální dvojče je vždy aktuální a je použito napříč celým životním cyklem výrobku Vývoj výrobku Plánování výroby Vývoj technologie Výroba Servis Page 6
Digitální dvojče Získávání informací v průběhu životního cyklu Vývoj výrobku Plánování výroby Vývoj technologie Výroba Servis Digitální svět Intelligentes Digitalizace Produkt Požadavky Kusovníky Virtuální modely Intelligentes Plánování Produkt Pracovní návodky Řízení kvality Simulace výroby Intelligentes Digitální Produkt systémy Konfigurace Ověření Virtuální zprovoznění Intelligentes Propojená Produkt výroba Náběh / Stav Monitoring Optimalizace Intelligentes Servis Produkt Dokumentace Údržba Monitorování stavu Reálný svět Page 7
Virtuální zprovoznění Výrobního celku Page 8
Virtuální zprovoznění Výrobní buňky Page 9
Virtuální zprovoznění Výrobního stroje Page 10
Systémové inženýrství umožňuje paralelní spolupráci se synergickým efektem standardizace Dnes Požadavek Konstrukce mechaniky Konstrukce elektro Řízení Výroba Zprovoznění Budoucnost Požadavek Digitální dvojče Koncept Chování Elektro Mechanika Reálný svět Ověření MBSE Výroba Zprovoznění Úspora času Programování a řízení Page 11
TOS Hulín POC: Virtuální zprovoznění stroje č.1773 Reálný svět Digitální svět SINUMERIK 840D sl Automatizační systém Reálný řídicí systém SINUMERIK s kompilačním cyklem ADAS SINUMERIK 840D sl Profinetči Profibus IO zařízení / Pohony / Senzory / Simulace sběrnice Simlace chování automatizace Simulační jednotka (SIMBA) SIMIT Stroj Výkonný nástroj pro návrh stroje + Realistická simulace technologického chování stroje Mechatronics Concept Designer Zdroj: TOS Hulín Zdroj: TOS Hulín Page 12
Page 13
Virtuální zprovoznění Možnosti Spolupráce při vývoji mechatronických systémů Ověření mechatronických systémů Mechanika MCAD S/A Seznam ECAD Elektro Osy MCD Signály eplan Automatizace ED/AD Virtuální zprovoznění STEP7 Software SCOUT SIZER SIMIT TIA Specifikace produktu Specifikace systému Mechatronické ověření Mechanika Mech. ověření Elektro- Electr. ověření Automatizace Autom. ověření Systémová Integrace Mechatronický produkt Funkční ověření Page 14 Ověření prvotních konceptů
Pracoviště budoucnosti Lights out factories Úspora energií 30 pracovníků v jedné směně 100 000 výrobků týdně ve 3 směnách Page 15 Zdroj: STAUB (http://staubinc.com/lights-out-manufacturing/)
Spolupráce a Integrace nad hodnotovým řetězcem Obchodní a technická spolupráce ERP PLM Jak vytvořeno MES / MOM Jak naplánováno Jak vyrobeno Plánování výroby ERP PLM Finanční řízení a koordinace Nákup a logistika Řízení dodavatelůdistribuce Vývoj a ověření produktu Technologie výroby Kusovníky( E-BOM / M-BOM) Plánování, ověření a simulace procesu Návrh a vizualizace linky Systémové inženýrství Výroba a kontrola AUTOMATIZACE MES/ MOM Automa tizace Řízení a monitorování výroby Pracovní návodky a kontrola kvality Zpracování procesních a strojních dat Řízení linky a strojů Řízení toku materiálu Sběr procesních dat a vizualizace Page 16
Připravenost k transformaci na infrastrukturu budoucnosti Získání informace z narůstajícího objemu dat je a bude věda MES/MOM SIMATIC IT Lifecycle and Data Analytics MindSphere PLM Teamcenter / NX Comprehensive Automation Portfolio (TIA) SIMATIC / SINUMERIK SIRIUS / SIMOTICS Page 17
Shrnutí S jakými úkoly se budete potýkat v praxi Siemens doporučuje postupný přístup Zaměřit se na procesy se skutečnou hodnotou Požadavky: Otevřená rozhraní Důraz na standardy Tvorba pokročilých procesů Kroky k implementaci: Digitalizace výrobku a výroby Strukturování virtuálních modelů Integrace dat Zarovnání procesů Page 18
Děkuji za pozornost Filip Nechvátal Digital Factory Division Product Lifecycle Management Doudlebská 1699/5 14000 Praha Tel: +420 266 790 411 Mobil: +420 725 592 756 E-mail: filip.nechvatal@siemens.com siemens.com Page 19