上一期，我們跟隨菲尼克斯電氣工業(yè)4.0方面的資深專家Frank走訪了菲尼克斯電氣，追蹤了生產(chǎn)制造中的數(shù)字孿生的印記，雖然隱形不夠直觀，但是卻實(shí)實(shí)在在簡化了生產(chǎn)流程，提高了生產(chǎn)效率，最大程度地保障了生產(chǎn)的靈活性。今天，我們繼續(xù)追蹤數(shù)字孿生，尋找數(shù)字孿生的更多面。
用虛擬再造現(xiàn)實(shí)
“客戶將電腦上的數(shù)字孿生數(shù)據(jù)發(fā)送給我們，然后我們打印出現(xiàn)實(shí)的圖像。未來，3D打印將會(huì)是工業(yè)環(huán)境中不可或缺的一部分。”PROTIQ是菲尼克斯電氣在數(shù)字孿生領(lǐng)域的子公司，公司的一位主管RalfG?rtner對(duì)我們說，“我們使用的3D數(shù)據(jù)集目前僅包含少量信息的記錄，所以對(duì)我們來說，還需要花很多精力去突破才能真正實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生。”
要進(jìn)行打印，必須提供數(shù)據(jù)，更準(zhǔn)確的說是數(shù)字孿生。數(shù)據(jù)文件通常由客戶作為CAD文件提交。PROTIQ將現(xiàn)有實(shí)際產(chǎn)品的附加數(shù)據(jù)(即附加產(chǎn)品信息的完成情況，包括開票和裝運(yùn)信息)作為補(bǔ)充數(shù)據(jù)。
我們從數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)開始，然后通過增材制造創(chuàng)造出真正的產(chǎn)品。這涉及到我們的整個(gè)系統(tǒng)，包括商品管理，運(yùn)輸和客戶。如果沒有CAD數(shù)據(jù)，我們將使用計(jì)算機(jī)斷層掃描，這與典型的2D打印類似，在2D打印中，打印之前必須先輸入信息。
設(shè)計(jì)人員完成CAD模型的設(shè)計(jì)后，打印機(jī)可以在一夜之間將其變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。然后，便可以在實(shí)際產(chǎn)品上對(duì)其進(jìn)行幾個(gè)小時(shí)的測(cè)試，大大加快了產(chǎn)品開發(fā)的速度。
首先，以數(shù)字方式進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，為3D模型提供優(yōu)化的外形，從而實(shí)現(xiàn)重量減輕和剛度的優(yōu)化，以及穩(wěn)定性之間的平衡。“這只是在CAD模型上進(jìn)行的工作，其目的并不是生產(chǎn)數(shù)字孿生。” Dr. G?rtner說，“我們只是改善數(shù)據(jù)和記錄，然后打印出來。”
節(jié)省人力成本
一個(gè)打印流程可以同時(shí)處理數(shù)百個(gè)客戶訂單，隨后相關(guān)的打印零件都要由工作人員逐一核對(duì)，并將其手動(dòng)分配給相應(yīng)的訂單，這就造成大量的人力成本，也是生產(chǎn)流程中效率較低的部分。Dr. G?rtner說：“我們最近取得的進(jìn)展是自動(dòng)識(shí)別這些3D打印零件，并自動(dòng)分配訂單給客戶。首先通過攝像頭系統(tǒng)拾取大量零件，然后通過人工智能來識(shí)別所屬銷售訂單，在真實(shí)對(duì)象和數(shù)字圖像之間進(jìn)行比較，并伴隨整個(gè)生產(chǎn)過程，節(jié)省了時(shí)間和人力成本。”
揭開神秘面紗
在尋找數(shù)字孿生的最后階段，我們來到了菲尼克斯電氣的代表產(chǎn)品之一——工具的生產(chǎn)車間。菲尼克斯電氣一直強(qiáng)調(diào)業(yè)務(wù)的垂直整合，而我們的工具制造還包括內(nèi)部生產(chǎn)機(jī)器和工具的制造。
我們?cè)俅纬霭l(fā)，參觀了令人印象深刻的觸摸屏。工具制造車間主管Dr. Sven Holsten解釋說：“在這里，我們看到了真正的數(shù)字孿生的應(yīng)用。工具制造的所有數(shù)據(jù)集，即主數(shù)據(jù)、成本、日期、活動(dòng)、圖片和時(shí)間信息都可以在此處調(diào)用和查看。”
實(shí)時(shí)查看產(chǎn)品數(shù)據(jù)
在實(shí)際生產(chǎn)中情況更為復(fù)雜。“為了提高生產(chǎn)效率，我們?cè)诠ぞ咧圃爝^程中使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。”負(fù)責(zé)特殊工具生產(chǎn)的Stefan Flachmann解釋說，“使用AR眼鏡可以使機(jī)器上的工人在需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)能夠獨(dú)立地裝配工具。通過顯示有關(guān)真實(shí)圖像的信息，還可以引導(dǎo)員工，正確執(zhí)行下一步工作。”
使組裝工作更加高效并不是數(shù)字模擬技術(shù)的唯一優(yōu)勢(shì)。通過使用數(shù)字孿生，可以獲得最佳的質(zhì)量控制。系統(tǒng)中的任何改動(dòng)均可以實(shí)時(shí)更新，有助于避免各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的同事因獲得的信息不對(duì)稱而出問題。
查看產(chǎn)品全景圖
接下來，Henrik Urhahn接待了我們。他負(fù)責(zé)內(nèi)部工具車間的測(cè)量技術(shù)，并使用聚苯乙烯和計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)創(chuàng)建數(shù)字孿生。為什么使用這種不同尋常的組合呢?“我們使用聚苯乙烯泡沫塑料來存放我們的真實(shí)工具，因?yàn)橛肵射線機(jī)掃描時(shí)看不到聚苯乙烯。”將待測(cè)組件放入掃描儀，從各個(gè)角度拍攝約1500張照片。
大約一個(gè)半小時(shí)內(nèi)就可以看到360°的全景圖片。以前一個(gè)人力用卡尺費(fèi)力地完成這樣的測(cè)量工作需要花費(fèi)數(shù)天的時(shí)間。專用軟件大約需要20分鐘的處理時(shí)間即可生成真實(shí)工具的數(shù)字圖像。隨后，專用軟件生成的數(shù)字圖像將與現(xiàn)有的原始數(shù)字孿生進(jìn)行比較，來查看生產(chǎn)的工具是否符合我們的質(zhì)量要求。
目前的技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了數(shù)字三聯(lián)，因?yàn)槌苏鎸?shí)圖形和數(shù)字孿生之外，還會(huì)生成第三種圖像進(jìn)行數(shù)字模型檢查，以確定是否存在偏差。
隨著產(chǎn)品生命周期的縮短、定制化程度的增強(qiáng)，數(shù)字孿生在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越重要的作用，加快產(chǎn)品的開發(fā)周期，提高生產(chǎn)的靈活性和經(jīng)濟(jì)性，并逐漸滲透到醫(yī)療、城市建設(shè)等眾多行業(yè)，將為我們的生產(chǎn)、生活帶來更多的想象空間。
更多信息，請(qǐng)了解：?1dmy&urile=wcm%3apath%3a/cnzh/web/main/solutions/subcategory_pages/Process_industry_digital_twin/364d6fd3-1e53-4c5a-b5cc-d315b38f6acc
