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技术控 | 追踪数字孪生的印记(二)

  2020年01月16日  

  上一期,我们跟随菲尼克斯电气工业4。0方面的资深专家Frank走访了菲尼克斯电气,追踪了生产制造中的数字孪生的印记,虽然隐形不够直观,但是却实实在在简化了生产流程,提高了生产效率,最大程度地保障了生产的灵活性。今天,我们继续追踪数字孪生,寻找数字孪生的更多面。

用虚拟再造现实

  “客户将电脑上的数字孪生数据发送给我们,然后我们打印出现实的图像。未来,3D打印将会是工业环境中不可或缺的一部分。”PROTIQ是菲尼克斯电气在数字孪生领域的子公司,公司的一位主管RalfGärtner对我们说,“我们使用的3D数据集目前仅包含少量信息的记录,所以对我们来说,还需要花很多精力去突破才能真正实现数字孪生。”

  要进行打印,必须提供数据,更准确的说是数字孪生。数据文件通常由客户作为CAD文件提交。PROTIQ将现有实际产品的附加数据(即附加产品信息的完成情况,包括开票和装运信息)作为补充数据。

  我们从数字数据开始,然后通过增材制造创造出真正的产品。这涉及到我们的整个系统,包括商品管理,运输和客户。如果没有CAD数据,我们将使用计算机断层扫描,这与典型的2D打印类似,在2D打印中,打印之前必须先输入信息。

  设计人员完成CAD模型的设计后,打印机可以在一夜之间将其变为现实。然后,便可以在实际产品上对其进行几个小时的测试,大大加快了产品开发的速度。

  首先,以数字方式进行拓扑优化,为3D模型提供优化的外形,从而实现重量减轻和刚度的优化,以及稳定性之间的平衡。“这只是在CAD模型上进行的工作,其目的并不是生产数字孪生。” Dr. Gärtner说,“我们只是改善数据和记录,然后打印出来。”

节省人力成本

  一个打印流程可以同时处理数百个客户订单,随后相关的打印零件都要由工作人员逐一核对,并将其手动分配给相应的订单,这就造成大量的人力成本,也是生产流程中效率较低的部分。Dr。 Gärtner说:“我们最近取得的进展是自动识别这些3D打印零件,并自动分配订单给客户。首先通过摄像头系统拾取大量零件,然后通过人工智能来识别所属销售订单,在真实对象和数字图像之间进行比较,并伴随整个生产过程,节省了时间和人力成本。”

揭开神秘面纱

  在寻找数字孪生的最后阶段,我们来到了菲尼克斯电气的代表产品之一——工具的生产车间。菲尼克斯电气一直强调业务的垂直整合,而我们的工具制造还包括内部生产机器和工具的制造。

  我们再次出发,参观了令人印象深刻的触摸屏。工具制造车间主管Dr. Sven Holsten解释说:“在这里,我们看到了真正的数字孪生的应用。工具制造的所有数据集,即主数据、成本、日期、活动、图片和时间信息都可以在此处调用和查看。”

实时查看产品数据

  在实际生产中情况更为复杂。“为了提高生产效率,我们在工具制造过程中使用增强现实。”负责特殊工具生产的Stefan Flachmann解释说,“使用AR眼镜可以使机器上的工人在需要进行转换时能够独立地装配工具。通过显示有关真实图像的信息,还可以引导员工,正确执行下一步工作。”

  使组装工作更加高效并不是数字模拟技术的唯一优势。通过使用数字孪生,可以获得最佳的质量控制。系统中的任何改动均可以实时更新,有助于避免各生产环节的同事因获得的信息不对称而出问题。

查看产品全景图

  接下来,Henrik Urhahn接待了我们。他负责内部工具车间的测量技术,并使用聚苯乙烯和计算机断层扫描技术创建数字孪生。为什么使用这种不同寻常的组合呢?“我们使用聚苯乙烯泡沫塑料来存放我们的真实工具,因为用X射线机扫描时看不到聚苯乙烯。”将待测组件放入扫描仪,从各个角度拍摄约1500张照片。

  大约一个半小时内就可以看到360°的全景图片。以前一个人力用卡尺费力地完成这样的测量工作需要花费数天的时间。专用软件大约需要20分钟的处理时间即可生成真实工具的数字图像。随后,专用软件生成的数字图像将与现有的原始数字孪生进行比较,来查看生产的工具是否符合我们的质量要求。

  目前的技术已经达到了数字三联,因为除了真实图形和数字孪生之外,还会生成第三种图像进行数字模型检查,以确定是否存在偏差。

  随着产品生命周期的缩短、定制化程度的增强,数字孪生在工业生产中发挥着越来越重要的作用,加快产品的开发周期,提高生产的灵活性和经济性,并逐渐渗透到医疗、城市建设等众多行业,将为我们的生产、生活带来更多的想象空间。

  更多信息,请了解:

标签:菲尼克斯电气我要反馈
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