Цифровые двойники для процесса обработки

Цифровые двойники вдыхают жизнь и инновации во все больше областей производства, а также решают задачи для механических цехов всех размеров. В условиях нехватки квалифицированной рабочей силы и постоянных усилий по переносу высокотехнологичного производства в США цифровые двойники могут многое предложить. Оцифровка станка и процесса дает глубокое понимание ЧПУ, программ, процесса, инструментов и настройки.

Кроме того, с усилением конкуренции магазинам необходимо будет увеличить и оптимизировать свою деятельность за счет повышения эффективности. Оцифровка традиционных производственных процессов может повысить эффективность операций за счет демонстрации производственных процессов в виртуальном мире.

Наконец, врагом прибыльности является неопределенность, а при нынешнем состоянии глобализированной экономики неопределенность является почти гарантией. Грамотное управление с помощью цифровых двойников поможет предотвратить сбои и принять меры, повышающие производительность.

Понимание цифровых двойников

Цифровой двойник станка — это виртуальное представление станка, связанное с виртуальным элементом управления, на который подаются реальные данные конфигурации. Это выводит модельное и параметрическое моделирование на новый уровень, поскольку теперь можно оптимизировать и проверить настройки станка более точно, чем когда-либо.

Как правило, CAM-системы и постпроцессоры не имеют каких-либо непосредственных сведений о машине, таких как кинематика, доступные G-коды или изменение параметров кем-либо. Моделирование на основе CAM или общие пакеты моделирования G-кода не могут показать, как эти изменения повлияют на программу или время цикла, поскольку нет цифрового двойника ЧПУ или прямой связи с конкретным контроллером станка.

Ручные процессы обычно используются для настройки CAM или моделирования G-кода, поэтому во многих случаях программа не оптимизирована для отдельной машины или программа не использует преимущества многих современных функций программирования. Программа может даже не работать на целевой машине.

Еще одна проблема, с которой сталкиваются магазины, заключается в том, что их сообщения и программы часто не оптимизированы для станков или инструментов. Например, оператор может запускать инструменты с более низкими скоростями подачи, возможно, из-за опасений по поводу запуска станка на запрограммированных скоростях подачи. Это приводит к потере времени, снижению производительности и низкой эффективности.

С другой стороны, виртуализация может обеспечить взаимодействие между ЧПУ и CAM-системой. Это помогает опубликовать программу на основе функций, поддерживаемых ЧПУ и/или станком. После публикации программы можно создать виртуализированную среду, выходящую за рамки простого моделирования, поскольку в основе лежит кинематика станка и реальные параметры ЧПУ. Моделирование с помощью CAM и G-кода пока не позволяет проводить тестирование, потому что ПК не знает настройки ЧПУ. Использование цифрового двойника для проверки фактической настройки ЧПУ и станка значительно снизит вероятность ошибки.

Цифровые двойники также могут помочь удовлетворить спрос на более точные компоненты, поставляемые в высокотехнологичные отрасли, где требуются продукты с высокими допусками. Поскольку механическая обработка становится все более сложной, крайне важно иметь наиболее эффективные процессы. Многие традиционные методы тратят впустую ценное производственное время, например процедуры настройки, которые создают узкие места, поскольку машины выводятся из производства. Цифровые двойники позволяют тестировать программы в виртуализированной среде. Виртуальный ЧПУ точно следует фактическим запрограммированным траекториям фрезы, а также определяет реальное время цикла. При подключении к виртуализированной машине, которая точно соответствует кинематике, цифровой двойник обеспечивает точную проверку без прерывания текущего процесса, выполняемого машиной. Кроме того, проверка процесса в офисе позволяет машине продолжать работать.

Цифровые двойники для развития персонала

Поскольку цифровые двойники представляют собой точную копию станка, обучение работе с цифровым двойником является бесценным инструментом для устранения пробелов в навыках работы с ЧПУ и обучения основам работы на производстве, таким как программирование деталей и работа на станках. Цифровые двойники предлагают пользователям практический, реалистичный опыт обработки и обучения без снятия реального станка с производства.

Инструменты цифровизации для мастерских

FANUC America сотрудничает с ModuleWorks для разработки программного обеспечения для развития персонала, а также нового надежного пакета для программирования деталей, NC Reflection Studio, который помогает магазинам с редактированием G-кода, моделированием и проверкой программ. Все это предлагает арсенал инструментов для создания квалифицированных машинистов, а также для оптимизации механических цехов. Эта сквозная цифровизация действительно раскроет возможности Индустрии 4.0 для отрасли станков с ЧПУ.

SME объявляет Сандру Л. Боукли выдающимися молодыми инженерами-технологами 2022 года

22 лауреата этого года были выбраны на основе их разнообразного производственного опыта, технологических достижений/улучшений и самых современных исследований. Тезка награды 2022 года – президент малого и среднего бизнеса 2017 года Сандра Л. Боукли, специалист по FSME, инженер, бывший генеральный директор малого и среднего бизнеса и бывший вице-президент по производственным системам, управлению цепочками поставок и бережливому производству в GKN Driveline Americas.

Хотя членство в SME не требуется для этого признания, каждый из выдающихся молодых инженеров-технологов 2022 года Сандры Л. Боукли является частью сообщества SME, поскольку он был членом до их выбора:

Бруно Азередо, доктор философии, Аризонский государственный университет, Темпе, Аризона.

Вэнь Чен, доктор философии, Массачусетский университет в Амхерсте, Амхерст, Массачусетс.

Сюй Чен, доктор философии, Вашингтонский университет, Сиэтл

Нэнси Диас-Эльсайед, доктор философии, Университет Южной Флориды, округ Хиллсборо, штат Флорида.

Эми Эллиотт, доктор философии, Окриджская национальная лаборатория, Ок-Ридж, Теннесси.

Томас Фельдхаузен, доктор философии, Окриджская национальная лаборатория, Ноксвилл, Теннесси.

Кельвин Фу, доктор философии, Делавэрский университет, Ньюарк, Делавэр.

Майкл Гомес, доктор философии, MSC Industrial Supply Co., Ноксвилл, Теннесси.

Джина Джанг, доктор наук, Пхоханский университет науки и технологий, Пхохан, Южная Корея

Бо Джин, доктор философии, Университет Южной Калифорнии, Лос-Анджелес

Венката Чаран Кантумучу, Electrex Inc., Эдмонд, Оклахома.

Джефф Карпа, Lockheed Martin Aeronautics Co., Форт-Уэрт, Техас

Випин Кумар, доктор философии, Окриджская национальная лаборатория, Ноксвилл, Теннесси.

Меган МакГоверн, доктор философии, ИП, General Motors Global Research &Development, Детройт

Лаура Парен, Procter &Gamble Co., Мейсон, Огайо

Кайл Салиби, доктор философии, Окриджская национальная лаборатория, Ноксвилл, Теннесси.

Райан Секол, доктор философии, General Motors Research &Development, Уоррен, штат Мичиган

Сюань Сун, доктор философии, Университет Айовы, Айова-Сити, Айова

Пэн «Эдвард» Ван, доктор философии, Университет Кентукки, Лексингтон, Кентукки.

Сара Вольф, доктор философии, Техасский университет A&M, Колледж-Стейшн, Техас

Ян Ян, доктор философии, Государственный университет Сан-Диего, Сан-Диего

Сяовэй Юэ, доктор философии, Технологический институт Вирджинии, Блэксбург, Вирджиния.

Благодаря этой награде компания SME отметила достижения более 470 молодых инженеров-технологов и их влияние на производство на протяжении более четырех десятилетий. SME будет приветствовать номинантов на премию «Выдающиеся молодые инженеры-технологи 2023» до 1 августа на сайте sme.org/oyme.