發布日期：2022-04-26 點擊率：80
為了在不擴大生產占地面積且不增加人力資源的情況下達到提高產量的目的，德國設備生產廠家Homag集團(Homag Group)要在機器投入運行前對其進行全面測試。借助于ISG軟件系統，硬件在環模擬解決方案， Homag集團可將真實的部件進行虛擬組合。 現在，Homag集團使用一個能夠使機器虛擬投入運行的工具。該公司在研發新的機器和設備時，不再需要首先制造出樣機，而是用新機器和設備的“數字化雙胞胎”進行測試，測試的結果同樣具有說服力。
Eugen Hornberger和Gerhard Schuler于1960年共同創建Hornberger機器制造公司OHG，現在，該公司已經發展成為擁有6000余名職工的世界領先的木材加工業、手工業機器和設備生產集團，即Homag集團。Homag集團是一家全球性企業，總部設立在德國巴登符滕堡州的Schopfloch，并在世界范圍內重要的和經濟增長迅速的區域總共設有23個銷售和技術服務公司。Homag集團為生產住宅家具、辦公家具、廚房、鑲木地板、層壓板地板、窗戶、門、樓梯乃至木系房屋的客戶制造高新技術機器和設備。Homag集團除了為較小型手工業企業生產單機外，也為高度工業化和個性化的家具生產廠家提供成套生產線。此外，Homag集團還為客戶提供全方位的技術服務和相應的全套組合配置控制軟件。
生產周期縮短促進了改變
過去，人們批量生產櫥柜時須將相應的櫥柜零件存入倉庫。而今天，人們談論的是“準時化生產”。這就要求木材加工工人要能夠盡可能快的為其客戶提供櫥柜零件。在這種背景下，Homag集團便面臨著縮短生產周期的挑戰。除此之外，該集團公司還必須要使一個設備的所有組件處于所謂“結婚”的狀態。這樣，企業不僅需要大量的空間，還需要大量時間和工作人員。現在生產的生產周期在縮短，這就要求Homag集團必須對其設備的控制和程序化作出改變。首先便要求其借助于現實部件及其供貨商提供的外來部組件(如傳動調節器)，把他們研發成為虛擬模塊，之后將虛擬模塊提供給供貨商使用。為了完成這個艱巨的任務，Homag集團需要一個使機器虛擬投入運行的軟件解決方案。優點是：借助機器虛擬投入運行來縮短耗時并改善流程的效益，最后達到降低生產成本的目的。最終，Homag集團找到了ISG軟件系統，硬件在環模擬解決方案這個最佳的工具。借助于該工具人們可在機器投入運行前便能測試其實用性。Homag集團作業處理控制高層主管Michael Zetzsche說，“他們認可我們強大的創新能力，當然希望我們加快流程，這樣，他們便能夠從相應較短的生產耗時中獲益。”Homag集團為大眾說明，在不為其配備新的設備或是在不需要進行更多時間和金錢投資的情況下，是如何能夠做到加快機器設備投入運行的。
圖1 模擬時配置用于測試的設備既很費時，又會大大延緩生產。現在，Homag集團采用模擬技術解決方案可虛擬檢驗全部測試場景
占有一臺設備將其投入測試的目的不僅非常耗時，而且會大大延緩生產。現在，Homag集團借助于模擬解決方案可虛擬檢驗全部測試場景。Michael Zetzsche解釋說，“我們可在感受不到現實世界與虛擬流程之間有任何限制的情況下，全面演示機器設備虛擬投入運行。” 在此，企業不僅可從集成化的測試中受益，而且能依此分析各單個設備之間的協調互動，分析各單個設備之間的協調通常是要求對包括所有實際部件在內的整個系統進行測試。Homag集團做到了，現實控制裝置通過現場總線與虛擬的組件進行組合聯想。這樣不僅能夠實現模擬現實的部件，而且還能夠將非常復雜的設備虛擬的投入運行。Michael Zetzsche說，“15年前，我就已經觀察到了各種不同的模擬解決方案。但是，這些方案的控制并沒有使我信服，這些方案沒能夠做到使西門子(Siemens)或博世(Bosch)等各個不同生產廠家的控制模塊連接起來。”他說，“ISG軟件系統，硬件在環模擬解決方案由于其用戶友好性成為我們選擇的唯一解決方案。”
模擬解決方案在企業中的應用
現在，ISG軟件系統，硬件在環模擬解決方案在部件范圍內已經得到了技術應用。Homag集團已經感受到了采用該解決方案的正面效益。Homag集團在此所遇到的挑戰是，如何將ISG軟件系統，硬件在環模擬解決方案在整個集團范圍內展開應用。Michael Zetzsche說，“由于長年合作，我們知道ISG公司里有一個大膽而又可靠合作伙伴，該合作伙伴可在我們的IT基礎設施里集成復雜的模擬解決方案。”他接著說，“我們明白，ISG軟件系統是在市場上找到的首個令人難以置信的忠實模擬細節的解決方案。”Homag集團于2016年秋首次開始與ISG公司進行接洽，在 2017年年初便啟動了企業范圍內的模擬解決方案項目。2017年5月，Homag集團在Ligna展覽會上推介了該項目的首批成果。Ligna展覽會是關于木材加工和處理的機器、設備及工具的世界展覽會。該項目沒有設立一個具體的項目計劃時間表，而是在合作伙伴緊密合作的基礎上，在雙方經得起考驗的合作中始終堅持著“干”這個原則。Michael Zetzsche說，“我們的合作團隊在以前的項目中已經形成了彼此很好的了解，并且能夠相互緊密配合。我們在與ISG公司的合作中特別重視該公司富有想象力的思維和很強的技術咨詢能力。一旦我們有了一個新主意，我們確信，ISG公司在落實這個新主意方面一定能夠做到使我們完全滿意。”在此期間，我們企業在不同的地點的多個業務單位也與ISG軟件系統方面實現了合作。為了使企業內部的研發前進，Homag集團設立了一個具有競爭力的團隊，該團隊獨立于企業的業務單位，專門負責推動符合需求的進一步研發工作，并且制定出一個適合于自己的規則。
圖2 Homag 集團作業處理控制高層主管Michael Zetzsche說：“我們可在感受不到現實世界和虛擬流程之間任何限制的情況下，全面演示機器設備虛擬投入運行”
ISG軟件系統是一個用戶友好型的軟件系統，用戶可在為期兩天的培訓中完成對該軟件的基礎性技術培訓。鑒于ISG軟件系統，硬件在環模擬解決方案涉及到具有全部需要的功能的封閉式系統，因此，實際上的控制并不復雜，這是一個明顯的優勢。ISG軟件系統，硬件在環模擬解決方案由各種不同的標準組合件組成，這些標準組合件根據用戶需求進行組合。模擬知識庫擁有可個性化匹配并通過接口進行集成的全部基本元素。在Homag集團技術知識庫里，存有每個組件的模擬，之后這些模擬可根據需求進行組態。在此期間，Homag集團進行了大量研發工作，并且不需要在研發的準備階段生成相應的樣機。更確切的說，Homag集團現在已經能夠在產品的研發準備階段便能夠對機械結構進行測試。那么，產品的尺寸和運輸是否適合布局呢?如果生產廠家錯誤的組裝了部件或是錯誤的訂購了部件的話，Homag集團能夠依據模擬軟件立即發現這些錯誤。
生產效益的提高
如果要做到準時化的生產廚房櫥柜，就必須要做到，一臺生產設備能夠不間斷的一個接一個的生產不同尺寸的各種木結構件。在此，如果沒有考慮到這些木結構件的外形尺寸的話，就會導致出現沖突，從而直接導致停產。通過生產設備虛擬的投入運行，使現實的和虛擬的機器工作狀態協調一致，兩者的工作狀態的差異在1?ms以內，這樣，Homag集團能夠在不影響生產的情況下測試正在運行的設備。這樣設備生產廠家能夠識別軟件或者識別開關箱里會導致生產中出錯的如電動機或驅動軸的布線錯誤。Michael Zetzsche說，“在之前的模擬中，驅動器在大多數情況下是理想的。今天，我們的驅動器生產廠家提供他們的驅動器模型，我們在設備的數字雙胞胎里采用驅動器模型，在虛擬驅動器里模型的偏差低于1%。我們不再是僅僅擁有一個單純的模擬，而是擁有一個極其接近于現實設備的數字化雙胞胎。在此，驅動器作為數字化雙胞胎便能夠如同現實的驅動器一樣進行組態。”
圖3 本文介紹的模擬技術解決方案可在虛擬機上進行的相當多的測試，這樣便可使企業實現“準時化生產”，廚房生產領域的企業便是如此
Homag集團證明了這樣做是可行的，是能夠顯著縮短生產時間的。為此，ISG公司和Homag集團確定要繼續進行合作。Michael Zetzsche說，“對我們來說，ISG公司是一個很強的具有強大推動力的科技研發合作伙伴。”他又說，“我們與ISG公司一起，在幾個月內便能實現富有想象力的主意。”Homag集團不僅打算要在軟件里進一步集成組件，還打算要利用進一步進行測試的新的接口。為了能夠自動化的完成模擬模型，今后，Homag集團還計劃要進行技術投資。Homag集團的工作目標是能夠虛擬的完成全部進展，目的是不影響企業的持續運轉，這對于Homag集團的用戶來說是一個巨大的競爭優勢。為了能夠不受地點限制的在企業的運行中采用模擬，并且能夠將在世界范圍內的業務單位相互聯網，Homag集團計劃建立虛擬的云計算連接。在建立一個經常性作業的“虛擬的操作員”連接的同時，也將一個自動化展開測試的技術解決方案考慮在內。對于機器設備生產廠家來說，工業4.0 已經不再是未來的音樂，而是活生生的現實。
