Изучение виртуального завода:как виртуальный ввод в эксплуатацию помогает интеграции системы

У каждого завода есть свой уникальный жизненный цикл, в котором со временем меняются как оборудование, так и сотрудники. Индустрия 4.0 ускорила эту эволюцию, с новыми технологиями, ведущими к повышению производительности, повышению эффективности и снижению затрат. Здесь Ник Ботон, ведущий специалист по цифровым технологиям в системном интеграторе Boulting Technology , объясняет концепцию виртуального ввода в эксплуатацию и ее преимущества при установке нового производственного оборудования.

Моделирование системы управления восходит к 1970-м годам, когда лампы и переключатели использовались для имитации сигналов растений. Обратной стороной этого процесса было то, что моделирование приходилось подключать к входам и выходам системы только для тестирования, и не было никакой логики, связанной с лампами и переключателями.

В середине-конце 80-х годов прошлого века моделирование на основе программного обеспечения было представлено либо в виде программируемого логического контроллера (ПЛК), либо в виде отдельного ПК, на котором выполняется моделирование. Хотя этот процесс был намного лучше, чем простые лампы и переключатели 1970-х годов, поскольку для визуализации испытаний можно было использовать экраны человеко-машинного интерфейса (HMI) или диспетчерского управления и сбора данных (SCADA), он все же не был идеальным.

Эти симуляции основывались на целостности используемой модели, которую нужно было настраивать отдельно от кода ПЛК, что означало дополнительную работу, требующую как времени, так и денег. В последние годы технологии промышленного Интернета вещей (IIoT) продвинули моделирование программного обеспечения еще на один шаг, решив многие из этих проблем с помощью виртуального ввода в эксплуатацию.

Визуализация системы

Виртуальный ввод в эксплуатацию - это создание цифровой копии физической производственной среды. Процесс включает использование технологии моделирования для тестирования нового оборудования и внесения изменений в существующие системы в трехмерной виртуальной среде, прежде чем они будут внесены на физическом предприятии.

После того, как моделирование было запрограммировано, каждый аспект системы можно протестировать в виртуальном мире, чтобы убедиться, что при его физической установке все другие системы на предприятии правильно интегрируются с ним. Если потребуются дальнейшие изменения, они могут быть внесены и протестированы в моделировании.

В отличие от моделирования 1970-х и 1980-х годов, виртуальный ввод в эксплуатацию использует модель, которая была разработана как часть проекта системы, которая не является попыткой моделирования завода, а, скорее, использует цифровую копию.

Благодаря концепции цифрового двойника мы теперь можем вводить в эксплуатацию динамику всего завода, а не только отдельную единицу оборудования. Проблемы процесса можно увидеть, диагностировать, устранить и сразу же интегрировать с соответствующими элементами системы управления.

Физические преимущества

Испытательное оборудование и системы в смоделированной среде дает ряд преимуществ. Многие автоматизированные системы управляются программируемыми логическими контроллерами (ПЛК), которые позволяют руководителям предприятий изменять ключевые процессы. Когда эти изменения произойдут, инженеры должны будут остановить производство и выключить системы.

Путем цифрового тестирования, прежде чем вносить какие-либо физические изменения, руководители предприятия могут выявить и исправить любые ошибки, которые могут возникнуть при интеграции ПЛК с более крупным предприятием. Это сводит к минимуму потенциальные риски, такие как простои производства, сокращает время интеграции и экономит деньги, которые могли быть потрачены на исправление ошибок.

Завод с высокой степенью автоматизации - идеальный кандидат для виртуального ввода в эксплуатацию. В отличие от буквальной эволюции, при которой биологическая популяция может удивительным образом реагировать на непредвиденные стимулы, мы каждый раз можем точно предсказать результаты. Единственный непредсказуемый элемент - это человеческий фактор, поэтому стоит обратиться к эксперту, который поможет вам на этапах проектирования и реализации.

Внедрение виртуального ввода в эксплуатацию в процесс проектирования завода позволяет получить почти немедленные выгоды. Его способность обнаруживать непредвиденные проблемы и устранять их до того, как они повлияют на завод, делает виртуальный ввод в эксплуатацию ключевым инструментом для производителей. В Boulting Technology мы ожидаем, что в ближайшем будущем эту концепцию примут больше руководителей предприятий, что сделает уникальную эволюцию каждого завода более плавным и прибыльным процессом.

Автор - Ник Ботон, руководитель отдела цифровых технологий в системном интеграторе Boulting Technology.