Virtual Commissioning och konstruktion av en digital tvilling för Smarta Fabriker

Tillsammans med projekt Smarta Fabriker och i samarbete med ABB har examensarbetet Virtual Commissioning och konstruktion av en digital tvilling för Smarta Fabriker utförts. Examensarbetet är en fortsättning på ett tidigare arbete inom Smarta Fabriker med att skapa en digital tvilling av en fysisk fabrik. Den digitala tvillingen som hade gjordes innan den fysiska fabriken byggdes stämde inte överens med den fysiska fabriken och målet med examensarbete är att uppdatera geometrin samt att implementera ett överordnat system för fabriken i virtuell miljö. Interoperabilitet är även ett område som berörts och att ta reda på varför det är svårt att få system från olika tillverkare att integrera väl tillsammans. 

20180605 082136
Examensarbetarna Marianne Jakob och Patrik Nilsson i samband med redovisning på Chalmers.

En digital tvilling är en virtuell kopia av den fysiska fabriken med syftet att skapa en digital kopia som ser ut och beter sig precis som den ursprungliga fysiska fabriken. Via den digitala tvillingen kan man samla data från fabriken som kan användas för framtida förbättringar inom produktionen. I examensarbete gjordes en jämförelse mellan den virtuella fabriken och ett inscannat punktmolnet av den fysiska fabriken för att se hur mycket de skiljer i geometri samt att se hur mycket som behöver rättas till så att det stämmer överens med verkligheten. Studien visade att när man jämför överlappningen mellan den virtuella modellen och punktmolnet uppstår skillnader i geometri, se bild. 

Digitala Kopior Exjobb 1
Överlappning mellan punktmolnet och den ursprungliga digitala kopian av fabriken.

Slutsatsen vid skapandet av en digital tvilling är att det är mer komplext än vad det verkar när man pratar om det. Det är ett stort projekt som kräver god planering och god kunskap inom ämnet. Det är även viktigt med en god kommunikation då många parter är inblandade i denna typen av projekt. Ytterligare ett problem som ofta uppstår vid konstruktionen av en digital tvilling är geometrifel pga att riktiga CAD-modeller saknas på vissa objekt. Man eftersträvar att det skall överensstämma till 100%, men det är väldigt svårt att uppnå då vissa av objekten är modeller som man själv CAD:at upp för hand på rund av bristande ritningsunderlag. Beroende på hur programmet för att styra fabriken är uppbyggt kan det även vara svår att ändra geometrin och fortfarande behålla fabrikens funktion. Detta var ett problem som upptäcktes och resulterade i att alla geometrifel som upptäcktes inte åtgärdades, se bild. 

Digitala Kopior Exjobb 3
Överlappning mellan punktmolnet och den justerande digitala kopian av fabriken.

Målet med implementerandet av det överordnade system är att skickar ut kommandon och läser värdena in i PLC:n för att starta produktionen. Skannern och skrivaren för fabriken kommunicerar med det överordnade systemet, vilket gör att hela processen sker automatiskt och ingen manuell inmatning av variabler krävs. För det överordnade systemet låg problemet i värddatorns säkerhetssystem där en programvara blockerade kommunikationen, vilket resulterade i ett system med låg interoperabilitet. Vid implementeringen av de överordnade systemet så används olika tillverkares produkter, dock i detta fall är det inte anledningen till att det inte fungerar. Ibland är det svårt att få system från olika tillverkare att fungera bra tillsammans eftersom företag eftersträvar en högre integrationsnivå med sina egna produkter. Automatiskt orsakar det en situation där interoperabiliteten och flexibiliteten blir lägre med system från andra företag. Detta orsakar en situation där problem med anslutningen mellan systemen uppstår.

Digitala Kopior Exjobb 2
Den slutgiltiga fabriken efter uppdatering.

Länk till rapporten för examensarbetet.


Taggar

Artikeln är taggad med följande taggar. Klicka på en tagg för att se alla artiklar med samma taggning.

Artikeln är kategoriserat som Avancerat  /  Publicerad 2018-08-06  /  Skriven av johan