Palettázó berendezés megvalósítása a virtuális térben

A virtuális beüzemelés a hatékony, gyors és megbízható gépgyártás titka

2023. február 21., kedd, 06:00

Címkék: cad CAD/CAM/PLM célgépek gépgyártás palettázó Plant Simulation siemens Siemens PLM Siemens Zrt. SolidWorks szimuláció szimulációs szoftver

Az ICCS Kft. munkatársai több évtizedes tapasztalattal rendelkeznek az ipari és kutatás-fejlesztési környezetben, de van, ami még számukra is új: az általuk létrehozott automatizált rendszer digitális ikerpárjának létrehozása és virtuális tesztelése. Az eljárás előnyei azonban annyira kristálytiszták, hogy legújabb depalettázó és palettázó berendezésüket már Siemens Plant Sim szimulációs szoftverben tesztelték. A részletekről Reményi Szabolcsot, a Siemens Zrt. értékesítési mérnökét kérdeztük.

Mi okozhat nehézségeket egy célgépépítőnek az üzembe helyezés során?

Reményi Szabolcs: Egyre több célgépgyártó cég szembesül azzal a jelenséggel, hogy adott berendezések tervezéséhez, kivitelezéséhez, beüzemeléséhez mind nehezebb a megfelelő humán és tárgyi erőforrást biztosítani. Az országon belüli távolság nem képez akadályt a projektet elvállalása során, viszont komoly pluszköltséget jelenthet a kivitelezési és beüzemelési fázisban, ha valami váratlan esemény vagy probléma miatt több időt kell a helyszínen töltenie a beüzemelő kollégáknak. Emellett az otthoni munkavégzés, a rugalmas munkaidő mint munkaerő-megtartó „eszköz” sem biztosíthatók ezekben a munkafolyamatokban, hiszen egy berendezés helyszíni tesztelése nehézkes több száz kilométeres távolságból. Nem utolsósorban a globális ellátási lánc átalakulása is nehezíti a helyzetüket, hiszen a hardverek hosszabb szállítási ideje mellett sok olyan munkafolyamat van, amit hagyományos módon nem, vagy csak korlátozottan tudnak elvégezni.

Reményi Szabolcs, a Siemens Zrt. értékesítési mérnöke

Segíthet ezen a digitalizálás?

Az ICCS Kft. például ipari automatizálási rendszerintegrátorként viszonylag hamar felismerte, hogy a fiatal mérnökök ambícióit és elvárásait, valamint a gyártók, szoftverek adta lehetőségeket kihasználva, a folyamatokat és működést optimalizálva növelheti a hatékonyságot. Ez nemcsak az ő előnyükre szolgál, hanem a megrendelőik is profitálnak belőle, hiszen ha a berendezések hamarabb üzemkészek, a legyártott termékek gyorsabban kerülhetnek a boltok polcaira, így mindkét cég növelheti versenyképességét a piacon.

Milyen eszközökkel támogatja ezt a Siemens?

A Siemens hardver- és szoftverportfólió elemei lehetővé teszik, hogy partnereink a gépeket, berendezéseket vagy akár teljes folyamatokat, üzemeket hozzanak létre a virtuális világban, és elkészítsék azok digitális másait, vagyis digitális ikertestvéreiket. A digitális ikerpárok mögött futó szoftverek képesek egymás közt valós időben adatot cserélni, és ezáltal a felhasználó úgy érezheti, mintha egy valódi termelő berendezést figyelne, miközben megadott program és algoritmusok alapján a háttérben több rendszer együttműködése zajlik.

Ezenfelül képesek nemcsak a virtuális térben futni, hanem a termelést vezérlő fizikai valós berendezésekkel, PLC-kel, felügyeleti rendszerekkel is kapcsolatot létesíteni, még jobban tesztelve az eszközök valódi működését. A rendszerek felépítési részletességét – hogy mennyire mélyen képezzük le a valódi eszköz vagy komplett folyamat működését a virtuális térben – mindig az elérni kívánt célok határozzák meg. Ez lehet egy berendezés virtuális beüzemelése és a megírt kódok tesztelése, de lehet csak egy folyamatmodell, melynek segítségével meghatározhatók a gyenge pontok, vagy kipróbálhatók olyan strukturális módosítások a gyártásban, amikkel növelhető a termelés hatékonysága.

Komplett üresdoboz-depalettázó és késztermék-palettázó berendezés modellje

Mit jelentett ez a gyakorlatban a konkrét depalettázó és palettázó berendezésnél?

Az adott feladatban az ICCS Kft. egy komplett üresdoboz-depalettázó és késztermék-palettázó berendezés tervezését, kivitelezését és beüzemelését vállalta el egy hazai gyártó vállalat számára. Mind az ICCS Kft., mind a megbízó preferálja a Siemens termékeket, így a kiválasztásnál a Siemens ipari termékekre és szoftverekre (S7-1200-s PLC és KTP700 HMI panel, SOLIDWORKS, TIA V15, Plant Sim) esett a választás. A PLC programot a fejlesztőmérnökök a TIA Portálban írták meg. A PLC futtatására és a megírt kód alapfunkcióinak letesztelésére a PLCSIM Advanced-ot és egy fizikai teszt PLC-t használtak. A gép működése – a szállítószalagok és különböző munkahengerek, liftek mozgása, valamint az érzékelők adott folyamatokra meghatározott válasza – pedig a Siemens Plant Sim szimulációs szoftverben került megvalósításra.

A berendezés a szimulációs szoftverben felhasználásra került 3D-s modelljét a SOLIDWORKS tervezőprogram segítségével hozták létre. A rendszerek és természetesen az egyes kollégák, mint PLC-programozó vagy szimulációs programozó mérnökök munkáinak összehangolásával az ICCS kollégái a megtervezett berendezést szinte teljes mértékben le tudták virtuálisan tesztelni. Mivel mindkét szoftver külön fejlesztőmérnökhöz tartozik, ezért a megírt kódot a kollégák együttesen tesztelték, és javították az esetleges hibákat. Ennek következtében a gépészeti munkák elkezdése előtt vagy azokkal párhuzamosan zajlott a szoftverfejlesztés.

A gépészet befejezésével a mérnököknek szinte már egy előre kipróbált, letesztelt alkalmazást kellett letölteniük, ami nagymértékben csökkentette a helyszíni munkát, a hibakeresést és ezáltal a beüzemelés költségeit. Természetesen a szimuláció megírása és tesztelése plusz erőforrást igényelt, de egy esetleges hiba – akár a gépészeti tervekben – sokkal nagyobb költséget jelent, mint később a megépített gép átalakítása, vagy az ebből adódó esetleges beüzemelési, átadási csúszás és az együttműködő cégek közti bizalomvesztés.

A Siemens hardver- és szoftverportfólió elemei lehetővé teszik, hogy gépeket, berendezéseket vagy akár teljes folyamatokat, üzemeket hozzunk létre a virtuális világban, és elkészítsük azok digitális másait

Használták a Siemens Plant Sim szimulációs szoftvert optimalizálásra is?

Igen, a meglévő részegységeket és ezáltal a teljes berendezés hatékonyságát igyekeztek növelni a szimuláció eredményei alapján. Mivel azonban a virtuális üzembe helyezéssel az ügyfél egy számára teljesen új területre lépett, ezért a végkimenetellel sem lehetett teljesen tisztában. Az optimalizálás helyett ők a hibák kiküszöbölését tűzték ki célul, azaz közel álltak egymáshoz az elvárások.

Mit jelentett a virtuális beüzemelés során az erőforrás-takarékosság?

Ez főként az élőmunkaigény csökkentését célozta. Az integrátorcégek is gyakran szakemberhiányban szenvednek, amit egy generációs probléma is súlyosbít, hiszen az idősebb korosztály már nem szívesen utazik el napokra egy-egy gép üzembe helyezésére. Az a tény, hogy mindezt az irodából is meg tudták oldani előzetesen, jelentősen megkönnyítette az ő mindennapjaikat is.

A szimuláció a későbbiekben potenciálisan felmerülő hibák hány százalékát képes kizárni?

A partnerünk, az ICCS Kft. véleménye szerint például a lehetséges hibák 80 százalékát a szimuláció során kiküszöbölték.

A projekt sikeres lezárása és átadása után a rendszerintegrátor és a megrendelő is elégedetten nyilatkoztak a végeredményről. Mindkét félnek új feladatokkal és kihívásokkal kellett szembenéznie a projekt során, de a kockázati tényezők, a projektátfutási idők és a váratlan költségek minimalizálása megérte a plusz befektetett energiát.

Molnár László