Digitální inženýrství v režii Lenze

Společnost Lenze je si vědoma toho, že její zákazníci řeší určité úkoly v oblasti digitalizace. Požadují stále flexibilnější stroje a současně potřebují dosáhnout vyšší produktivity. To předpokládá vysokou míru spolehlivosti strojů a včasné varování v případě blížící se poruchy, aby měl provozovatel stroje možnost včas reagovat a předešel tak možnému selhání stroje, a tím i selhání výroby.

Právě v kritických situacích, jaké známe z letošního roku, kdy je omezen přímý kontakt mezi obchodníkem a zákazníkem, se ukazuje prozíravost a perspektiva, se kterou společnost Lenze jako silný partner nabízí svým zákazníkům a obchodním partnerům metodu založenou na vzdálené službě, umožňující přesnou diagnostiku stroje odkudkoli.

Pro tento účel mohou být vzdálené služby z Lenze účinným řešením a přinést výrobcům strojů značný prospěch. Poskytují snadný, bezpečný a spolehlivý způsob připojení k výrobním strojům – kdykoliv a kdekoliv.

Ve strojírenství se neustále prosazují různé časové a nákladové limity, jako je dodržování termínů, zajištění shody s dohodnutými specifikacemi a provádění softwarových úprav na poslední chvíli během uvádění do provozu, kdy zákazník doslova dýchá dodavateli na záda. Jestliže hrozí problémy, je často nutné před uvedením do provozu důkladně prověřit na prototypu, zda plně vyhovuje požadavkům zákazníka. Tím se zakázka prodražuje a původní odhad nákladů mizí v nenávratnu. Je tu ovšem řešení jménem digitální dvojče. Už na veletrhu Hannover Messe 2019 představila společnost Lenze nástroje a služby založené na fenoménu digitálního dvojčete, tedy počítačového modelu reálného zařízení např. v oblasti průmyslové výroby.

Obr. 1. Jednotlivé kroky vývoje digitálního dvojčete

Od jednotlivých aplikací po soubor nástrojů – digitální dvojče je dobrý začátek

Ačkoliv je digitální dvojče již dávno skutečností, stále není úplný soubor nástrojů. Společnost Lenze se snaží přizpůsobit situaci a rozšířit své nástroje a služby tak, aby tuto mezeru zaplnila. Automatizace strojů je téma, které odborníci z Lenze řeší v úzké spolupráci s výrobci OEM.

Digitalizovaný proces vývoje umožňuje dělat přesnější zkoušky v časnější fázi projektu, poskytuje podporu pro programování aplikačního softwaru a připravuje cestu k virtuálnímu uvedení do provozu. Pro výrobce OEM to znamená obrovské příležitosti: kratší vývojové cykly s nižšími personálními náklady a rychlejší dobou uvedení na trh, protože požadavky zákazníka jsou splněny už při prvním pokusu a je ověřeno, že nastavené specifikace byly plně dodrženy.

Digitální dvojče je vlastně model, který umožňuje ukládat a předávat informace o součástech, strojích a systémech plynule a bez ztráty informací – v různých fázích procesu vývoje, jakož i v průběhu probíhajících provozních a údržbových opatření až do konce životního cyklu. V procesu vývoje však stále existuje příliš mnoho izolovaných aplikací, které si nemohou navzájem vyměňovat data, aniž by vynaložily nadměrné úsilí. Bez nepřetržitého toku informací však nelze dosáhnout pozitivních účinků digitálního inženýrství.

Proto je nezbytné vyvinout kontinuální řetěz nástrojů založený na standardizovaném digitálním dvojčeti, přinejmenším v uzavřeném prostředí výrobce. Společnost Lenze se rozhodla jít touto cestou a co nejvíce urychlit předání softwaru, a dostat tak své zákazníky co nejdříve „do obrazu“. Společnost považuje digitální inženýrství za jeden z nejdůležitějších mezi inovačními faktory v průmyslu, které budou určovat témata budoucnosti.

Obr. 2. Tiskařský stroj ve virtuální realitě

Další vývojové kroky

Výchozím bodem pro vývoj v Lenze jsou nástroje, s nimiž jsou uživatelé dobře obeznámeni, jako například oblíbený nástroj Drive Solution Designer, pro kompletní návrh pohonů nebo aplikační softwarový balík Lenze FAST. Kromě toho existují novější aplikace, které jsou vyvíjeny speciálně s ohledem na digitální inženýrství. Základem je koncept „InA“. Umožňuje OEM výrobcům konfigurovat a parametrizovat aplikaci pomocí mechatronických modulů stroje a také automaticky generovat software. Použití holografických brýlí umožňuje reprezentovat virtuální stroj jako objekt s rozšířenou realitou ve 3D prostoru a ukazovat simulaci jednoduchých pracovních postupů. Tímto způsobem se případné chyby nebo problémy projeví už v rané fázi projektu a mohou být odstraněny s nesrovnatelně menším úsilím a náklady, než kdyby byly zjištěny později během uvádění do provozu u zákazníka.

Aplikační softwarový nástroj FAST, který velmi usnadňuje vývoj modulárního řízení stroje, se dalším vývojem stává softwarovým systémem, který může pracovat nejen s digitálním dvojčetem, ale také položit základy pro automatické generování kódu. To bude doplněno funkcemi pro automatické testování kódu, které dále zjednoduší procesy pro oddělení výzkumu a vývoje.

S pomocí dalších nástrojů lze simulovat stroje a/nebo systémy na různých úrovních, které se liší požadavky na dobu výpočtu a výpočetní kapacitu: od fyzikální mechaniky, přes techniku pohonů a pohybových aplikací, až po systémové procesy automatizace a veškeré výrobní procesy – tj. nejenom základní funkce, ale i inženýrské řešení pro daného zákazníka s řadou specifických detailů. S dostatečným výpočtovým výkonem lze tuto metodu použít pro virtuální uvedení zařízení do provozu.

Všechna data potřebná pro tento účel jsou obsažena v digitálním dvojčeti. Navíc poskytuje cenné informace o nových službách a obchodních modelech OEM výrobců. Díky standardizovaným datovým modelům a formátům zjednodušují data řídicího prostředí také použití cloudových aplikací, například pro aplikace strojového učení a použití velkých datových analýz, jako jsou analýzy nezbytné v IIoT.

Obr. 3. Zobrazení provozních, monitorovacích a diagnostických dat virtuálního stroje

V souladu s trhem

Společnost Lenze ve své expozici na zmíněném loňském veletrhu Hannover Messe představila počáteční nástroje, prototypy a koncepční studie – ve snaze ukázat svým partnerům, na co by se měla zaměřit jejich oddělení výzkumu a vývoje. Zároveň jsou zákazníci vybízeni, aby poskytovali zpětnou vazbu a formulovali své požadavky. To umožňuje vyvinout nástroje, které jsou úzce sladěny s potřebami trhu. Lenze tak zaujímá pozici poskytovatele řešení v rámci platformy Průmysl 4.0 a IIoT a přebírá vedoucí roli v digitalizaci průmyslu.

Lenze má ve svém portfoliu řadu různě dimenzovaných PLC pro řešení úloh s různou úrovní komplexnosti. Toto portfolio i neustále rozšiřuje. V kombinaci s platformou x4 dostávají výrobci strojů cloudové řešení na klíč, které kromě monitorování stavu zahrnuje také vzdálenou údržbu stroje a uživatelsky přívětivou správu aktiv.