Использование 3D-кинематического моделирования для передового производственного проектирования

09
Сентябрь

Производственное проектирование с использованием 3D-кинематического (реального) моделирования

• Автор:Брайан МакМоррис.
• АББ
• Комментарий:0

Миссией Futura Automation является и остается:  «Консультировать и поддерживать североамериканских производителей о преимуществах Индустрии 4.0 путем внедрения IIOT и роботизированных решений».  Консалтинговая команда Futura Automation имеет разнообразный опыт и знания.  В нашей команде есть дипломированные инженеры, в некоторых случаях с учеными степенями, в области химии, электротехники, производства, механики и систем управления, а также физики, математики и информатики.  Многие члены команды имеют опыт программирования и применения робототехники, а также ИТ, ERP, MES, электронных приводов двигателей, управления движением и программируемого управления.  Мы хорошо подготовлены, чтобы помочь нашим клиентам удовлетворить их передовые требования к проектированию производства.

Цели клиента:

Клиенты Futura Automation стремятся повысить качество и производительность своих производственных операций для достижения корпоративных целей.  В условиях нехватки рабочей силы сейчас и в ближайшем будущем автоматизация и робототехника все чаще рассматриваются как способ снижения затрат и повышения производительности.  Но роботы не могут напрямую заменить весь человеческий труд.  Чаще всего задачи приходится упрощать для робота, которому не хватает интеллекта, рассудительности, новаторства и ловкости человека-оператора.  Futura Automation будет работать с KPI (ключевыми показателями эффективности) клиента, чтобы найти решения, соответствующие этим KPI.

Решения:

Для наших клиентов лучше всего, когда Futura Automation может помочь с проектированием производственного процесса на ранних этапах процесса разработки и помочь клиентам переосмыслить этот процесс, чтобы сделать его более эффективным и результативным.  Ключом к совершенствованию производственной практики является моделирование в реальном мире, позволяющее протестировать эффективность различных решений в виртуальном мире.  Futura Automation вместе со своим партнером — программным обеспечением для моделирования OCTOPUZ — может обеспечить такое кинематическое (реальное) моделирование для всех типов производственного оборудования, вплоть до уровня программирования машин и роботов.  Мы сможем найти решения, которые поддерживают связь между каждым производственным процессом в системе.  Решение должно точно моделировать мощности и узкие места внутри системы и делать это «кинематически» точным образом, принимая во внимание массы оборудования и продуктов, а также реальные физические ограничения.  Решение также должно показывать, как изменения, внесенные в каждую производственную подсистему, влияют на общую производственную операцию.

Реализация

Оптимизация производства требует полного анализа всего текущего производственного процесса и переосмысления того, как этот процесс можно улучшить путем изменения производственных процессов, рабочего процесса, планировки завода, оборудования и внедрения IIOT, автоматизации и робототехники.  Ниже приведены некоторые ключевые аспекты, которые потребуются для надежного решения:

Что должно обеспечить решение по оптимизации производства?

• Логистика. Как компоненты доставляются от производителей на производство, а готовая продукция вывозится?
• Складирование:  Как компоненты хранятся на объекте, чтобы свести к минимуму время обработки и транспортировки?
• Обработка материалов. Как материалы доставляются на производственную площадку со склада:напольным или подвесным конвейером, погрузчиком или автономным транспортным средством?
• Сборка компонентов:как компоненты собираются и проверяются с минимальными трудозатратами, чтобы соответствовать проектным производственным требованиям к производительности и качеству?
• Окончательная обработка компонентов. Как красятся, полируются или отделываются собранные изделия, если это не делается до сборки?
• Конечная упаковка:  Как готовая продукция упаковывается для отправки в ящики, картонные коробки, на поддоны, а также обвязывается или обертывается?
• HR: уровень человеческого персонала, квалификация, обучение и технологии оборудования, необходимые для реализации решения?
• Инвентарь:  оптимизированный анализ запасов на основе исторических данных и данных в реальном времени для сокращения запасов без потери поддержки изменения или настройки продукта.
• Управление заказами:оптимизируйте планирование и последовательность действий для производственного решения, чтобы минимизировать время наладки и переналадки.
• Как модели визуализируются и доводятся до сведения всех заинтересованных сторон?
• Как можно оценить и затем реализовать изменения в рабочем процессе?
• Какие системы информационных технологий (ИТ) связывают производственные процессы и каждый подпроцесс с системой фронт-офиса (ERP)?

Ключевые показатели эффективности для оптимизации производственных процессов

Учитывая множество потенциальных и конкурирующих целей в рамках общей производственной операции, необходимо гарантировать, что каждый отдельный KPI или цель способствует общей эффективности производства. Ниже приведены потенциальные возможности улучшения производства, которые может обеспечить решение кинематического моделирования:

• Анализ использования инвентаря
• OEE или распределение ресурсов
• Распределение рабочей силы или анализ производительности
• Поток материалов и ограничения
• Планирование времени безотказной работы оборудования и технического обслуживания
• Анализ мощности завода и планирование расширения
• Цели контроля качества; то есть «6 сигм».
• Наблюдение за производительностью предприятия; т. е. панели мониторинга.
• Модернизация производства и моделирование рентабельности инвестиций в приобретение оборудования
• Тренинг по отслеживанию производительности труда
• Планирование и балансировка производства

Работая над операционным улучшением, важно измерить компромиссы между одной альтернативой и другой или набором других альтернатив. Этого можно достичь и уже удалось добиться с помощью инструментов статического анализа, таких как электронные таблицы. Но такие инструменты «единого состояния» не учитывают динамику обычно взаимосвязанных производственных процессов, людей, материалов, оборудования и систем, присутствующих в большинстве производственных операций.

Решение – кинематическое моделирование

Кинематическое моделирование позволяет не только провести анализ различных производственных сценариев и типов оборудования, провести испытания на оптимальную производительность перед приобретением и наладкой этого оборудования. Широкий спектр сценариев может быть разработан и протестирован в течение нескольких дней или недель, а не статическое проектирование, оценка и покупка оборудования, его развертывание и обучение, которые могут занять месяцы или годы. Это позволяет пользователю взаимодействовать с виртуальной средой и тестировать «на лету» любые изменения в планировках, процессах, людях, оборудовании, реализациях автоматизации, графиках, параметрах инвентаризации, шаблонах последовательности и практически любых изменениях, которые вы можете придумать, которые могут оказать положительное влияние на работу без риска и затрат на тестирование изменений в реальной среде. кинематическое моделирование позволяет пользователю просматривать изменения в режиме реального времени, экономя время и деньги. Упреждающее прогнозирование будущих событий дает пользователю свободу экспериментировать с различными сценариями, способствуя упреждающему и экономически выгодному принятию решений.

OCTOPUZ — это интеллектуальное автономное программное обеспечение для программирования роботов и #kinematic_simulation, идеально подходящее для любых приложений, чувствительных к траектории.  Помимо кинематического моделирования, OCTOPUZ применил революционный подход к программированию роботов, объединив автономное программирование роботов с моделированием производственного процесса.  OCTOPUZ представляет собой универсальное, мощное и эффективное решение для любой задачи моделирования роботов или производства.

Построение имитационной модели:

Обычно макет САПР, 2D или 3D, из любого количества инструментов разработки САПР, импортируется в модель для визуализации труда и рабочего процесса. Затем в модель будут введены процессы, соединения/конвейеры, пути движения и другие определенные данные. Модели строятся графически, без необходимости написания кода. Это важное различие между традиционными и кинематическими средами моделирования. Определение графиков, последовательностей, процессов и т. д. исторически выполняется вручную.   С развитием технологий и повышением стоимости рабочей силы в глобальной конкуренции становится все более важным взаимодействовать в режиме реального времени с системой ввода заказов (спроса) ERP для ввода ассортимента продукции, маршрутизации и других соответствующих данных в производственную модель с целью точной настройки процессов.  Моделирование позволяет делать прогнозы по методу Монте-Карло путем тестирования нескольких производственных решений, включая добавление, вычитание или перемещение оборудования.  Такое упреждающее прогнозирование позволяет пользователю видеть прогнозируемые сценарии, основанные на фактических собранных входных данных, а также на прогнозируемых.  Пользователь имеет возможность взаимодействовать с имитационной моделью во время ее работы, экономя время и немедленно предоставляя обратную связь. Затем пользователь может использовать эту информацию, чтобы лучше понять возможные результаты, преимущества и недостатки изменений и в конечном итоге выбрать наиболее логичный, эффективный, осуществимый и экономически выгодный курс действий. Интегрированный анализ оптимизации, 2D- и 3D-визуализация делают наше решение для кинематического моделирования идеальным для нужд оптимизации производства наших клиентов.

Преимущества:

Кинематическое моделирование мгновенно обеспечивает посредством интегрированных отчетов и анализа сценариев обратную связь о повышении эффективности в точке атаки, а также о том, как изменения распространяются по всей системе. Simcad позволяет пользователям прогнозировать, как будет увеличиваться или уменьшаться производительность в зависимости от изменений спроса, реагировать на перебои в поставках, как плановые, так и внеплановые, и как изменения в ассортименте продукции повлияют на операцию в целом. Кроме того, кинематическое моделирование приносит пользу пользователю, поскольку позволяет вносить множество изменений в систему в виртуальной среде, где у пользователя нет огромных затрат, связанных с методом проб и ошибок или, например, с длительным и трудоемким процессом использования таблиц Excel. Кинематическое моделирование дает пользователю возможность проверять и устанавливать оптимальные графики, получать обновления в реальном времени для повышения контроля над производительностью, а также проигрывать сценарии «что, если» для оптимизации ресурсов, оборудования, графиков и производства. Кинематическое моделирование позволяет пользователю поддерживать взаимосвязи на протяжении всего производства, чтобы лучше понять, как различные изменения влияют на всю систему. Пользователь также может проанализировать возможные различия в эффективности в зависимости от автоматизации и ручного труда. Можно определить наилучший путь производства, чтобы повысить производительность и сократить время, не добавляющее ценности. Благодаря Futura Automation и среде кинематического моделирования OCTOPUZ все это и многое другое можно сделать под руководством Futura Automation.

Выводы

Кинематическое моделирование — это эффективный и точный инструмент, используемый для понимания текущих производственных ограничений, выявления последствий изменений в оборудовании и процессах, кульминацией которых является визуализация и передача информации о влиянии перехода от текущей производственной среды к будущей.

Преимущества и преимущества среды кинематического моделирования

• Futura Automation предлагает команду опытных и квалифицированных инженеров, которые помогут разработать детали моделирования производственного процесса.
• Futura Automation предоставляет набор ресурсов для помощи в принятии финансовых и операционных решений.
• Futura Automation может внедрять IOT и интегрированные системы MES через интерфейсы Tulip в дополнение к автоматизированной производственной среде.
• OCTOPUZ включает в себя библиотеку САПР, содержащую более 2 миллионов компонентов моделей роботов, машин и инструментов, которые можно быстро импортировать с включенной кинематикой для моделирования процессов.
• OCTOPUZ предоставляет
  • Подключение к внешним источникам данных в режиме реального времени для обеспечения точных расчетов.
  • Интерактивные изменения в производственном оборудовании и работе системы «на лету».
  • Программирование роботов на родном языке производителя (большинство крупных брендов), а затем его можно загрузить в реальных роботов.
  • Постоянные обновления в Интернете для виртуальных инженерных совещаний.
  • Динамический бережливый анализ для прогнозов производства.

Кинематическое моделирование для моделирования производства – это будущее.  Futura Automation — ваш обученный и высококвалифицированный инженерный партнер, который покажет вам путь в это будущее, помогая со всеми аспектами производственной среды, включая аспекты затрат и финансовой рентабельности процесса.