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採用Digital Twins技術 可大幅提升機械製造效率

  • 陳瑋
許多企業採用Digital Twin虛擬測試機械工件運作品質,不僅增加效率也節省成本。法新社

工具機數位化腳步加速,過去所有數據擺在眼前,工程師可能需要一番功夫整理出脈絡才能進行下一步行動,而現在產業已能將大數據導入機器中,透過演算法即可有邏輯性的在短時間內產出成品,甚至還能透過數位模擬(Digital Twin)技術,讓機器投入工廠運作前透過電腦輔助繪圖軟體,在呈現給客戶前進行修正與調適,不僅能確保品質也能減少不必要的工時。

據Automation World報導,隨著日漸升溫的全球化競爭以及消費習慣的改變,工具機產業正朝著數位化邁進,對於分析能力的需求也就與日俱增。西門子(Siemens)工具機數位業務發展經理Ramona Schindler透露,該公司近年來正強化工具機的數位模擬技術發展,透過演算法,自動找出機器中的哪部分工件品質有問題。

數位模擬技術可以讓大數據在整個產品,甚至是工具機製造過程中的價值鏈更有意義,也就是讓每一份數據都不會被浪費掉,可以物盡其用。Schindler舉例,測試機器時,需要以非常慢的速度運行,以確保沒有任何人員受傷與工具機受損。

除了簡化並加速調試過程,數位模擬還有助製造商進行虛擬測試。但透過數位化的電腦繪圖技術,製造商可以在機器仍在建造時,透過虛擬測試,避免產品與機器在製造出來後產生嚴重問題。

虛擬測試的經驗加上模擬物理的知識,原本的電腦繪圖技術也可以基於這些來進行優化,在虛擬環境下,對機器進行修正,由於測試僅是虛擬的,製造商甚至可以嘗試對產品進行更大膽的研究與實驗,來得到更多數據與經驗。

這樣的做法可以幫助製造商節省開銷,藉由多次的機器虛擬測試來確保機器產出的品質,同時也可以嘗試創造出新的商業模式,Schindler表示下一步就是要讓終端消費者的生活能越簡單容易越好。不僅如此,數位模擬降低虛擬調試時間,大幅節省成本。

以德國一間電腦數值控制工具機(CNC)製造商MAKA Systems為例,該公司採用西門子工具機系統SINUMERIK 840D sl與其機電一體化設計(MCD),在虛擬環境中驗證可程式化邏輯控制器(PLC)與NC程式,讓虛擬調試的時間從6週縮短為僅僅1週。

此外,西門子的數位模擬產品SinuTrain是該集團的基礎程式設計系統,也有學校採用該系統進行教學,Schindler透露,許多終端消費者在程式或零件送到工廠前使用SinuTrain先進行虛擬測試,如此便不需要實際透過機器測試,減少時間與成本。

無論對機器製造商或是終端使用者來說,數位模擬技術助益良多,同時也讓雙方都可瞭解到該如何得到數據,以及如何將數據正確使用在正確的地方,如此一來可以透過虛擬測試來改變及調試機械工具,讓工具在生產出來後能夠確保品質與效率,也能降低機器發生停機意外的機率。