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使用3D仿真软件实现虚拟设计的好处

www.cechina.cn2022.07.20阅读 8933

  
       得益于技术的进步,3D 仿真软件正从一种可有可无的东西转变为制造商的必需品。
  在十年前,模拟一个制造过程通常会使用2D解决方案,如Excel电子表格,以解读一个过程的效率或有效性。然而,由于该技术为企业在提前规划方便提供的有限洞察力,因此困难仍然存在。
  十年来发生了很多变化,对制造商来说,一个关键的外部因素是工业4.0的崛起。然而,使这个时代不同于以往的迭代的是对制造业数字化转型的关注,以及智能自动化的作用。
  近年来,许多制造商已经采用自动化和机器人技术来提高运营效率,同时还采用了人工智能(AI)、云和边缘计算等新兴技术。制造企业正在为这些新兴的解决方案进行大量的投资,如何能从中获得最大价值,同时还避免因考虑不周的流程变更或调整而带来的重大财务风险?
       
  数字孪生将用于制造企业内部的运营和管理以及多个层面。图片来源:西门子
  代价高昂的错误
  Visual Components公司对 100 位英国制造业决策者进行的一项研究发现,在升级或建设新制造场地时所犯的错误成本平均高达 250 万英镑,而一般错误和相关停机时间的平均成本大约为98,000 英镑。
  与这些新兴趋势和规避风险的需求相一致,这些发展清晰地描绘了未来几年制造业将如何转型,但哪些具体变化将有助于将 3D 仿真软件带入主流?
  回到20 年前,工厂车间的大部分工作都是手动完成的。如今,随着工业 4.0 的实施,越来越多的生产通过机器人技术实现自动化,这使得自动化解决方案可以快速重新编程以处理正在组装的产品的变化。
  部署这项技术的趋势没有放缓的迹象,但制造商缺乏测试某些路径或运动的能力,可能会导致效率低下和成本浪费。由于设计不准确,导致机器人无法很好地触及目标物体,执行简单的操作,可能会成为工厂车间成本高昂且效率低下的问题。
  强大的 3D仿真软件在准确模拟机器人运动及其与其他机器、人类和设备的交互方面发挥着至关重要的作用。
  基于组件的仿真软件
  随着机器人技术和自动化技术集成的增加,对模拟环境的访问将成为必不可少的条件,这使得在将最佳实践技术应用于真实环境。随着机器人技术得到更广泛的采用,对这种软件的需求只会扩大。
  与此同时,工业物联网 (IIoT) 的兴起使机器制造商和集成商能够将低成本传感器集成到他们的生产线中,并将数据流式传输到云端进行分析。通过将这些数据映射并与数字孪生模型配对,有助于企业实现持续改进、远程可视化、问题解决和变更管理。
  3D 仿真软件以前因为是一种昂贵的解决方案而受到阻碍,只有最熟练的人才能充分发挥其潜力。现在有一些平台可供中小型企业使用,并且基于从以前市场上不存在的现有组件创建布局。
  基于组件的仿真软件使用户能够对生产线上的现有机器人进行调整,并且无需从头开始重新启动项目即可进行这些小修改的能力将带来巨大的好处。
  旧式的仿真软件通常适合特定的程序员和员工,而过时的技术意味着项目需要更长的时间。由于需要很长的时间框架,许多制造商会认为 3D仿真软件是一个不错的选择。因为过去模拟工厂布局平均需要一个月才能完成,而现在可以在几周甚至几天内完成。实现最终结果的这种周转时间意味着,对于制造商来说,销售人员可以在3D仿真软件中快速轻松地完成提案。
       
  支持可持续发展
  不仅技术的发展和 3D仿真软件的可访问性使其成为制造企业的必需品,而且环保实践的增长趋势也是如此。在全球各行各业中,提高可持续性的压力正在增长,并将在未来几年继续扩大重要性。多国政府表示希望到尽早实现温室气体净零排放,制造商也希望采用可持续的做法来帮助实现这一减碳目标。
  向前发展的趋势将是制造商通过不同的方法确保可持续性。这将包括通过使用 3D仿真软件在工厂车间测试变化来提高效率。减少浪费也很重要。例如,使用该软件可以测试 AGV 运输路径、叉车的动作和原材料的再利用,从而鼓励部署精益制造方法。
  工厂的设计元素也至关重要。无论是占地面积、生产还是工艺流程,仿真软件都可以让专业人员更好地测试新工艺,从而带来更大的节能效益。可持续实践也可以应用于供应链。通过将仿真软件应用于这些操作,可以将更透明的过程应用于真实环境。
  随着人们更加关注物理差旅(例如通过汽车或航空旅行)产生的碳排放,3D仿真软件也可以在减少对未来工厂布局亲自呈现的要求方面发挥作用。
  3D仿真软件呈现的准确性和细节意味着专业人员能够更轻松地以虚拟方式与同事或客户交流详细的环境,从而减少差旅的碳排放。工作流程通常也是一个比查看图表或电子表格更有说服力的工具,而且诸如VR头盔等支持技术将被更多地用来使工程师沉浸在数字孪生的细节中。
  不断变化的制造环境意味着,3D 仿真软件现在是制造公司工具包中的关键应用。工业 4.0 的兴起以及采用机器人技术和自动化工具等数字化转型战略的趋势,意味着企业需要利用仿真软件来确保其投资回报率 (ROI)最大化。采用该软件还将使人们能够遵循更可持续的做法,从而减少浪费并提高能源效率。
  如今,由于投资成本降低和易用性提高,3D 仿真软件更易于使用,让企业没有理由不利用其优势向前发展。毫无疑问,新一代员工从早期就使用过该软件,例如在大学阶段,这将加速这一进程。随着 3D 成为标准实践并为制造业带来广泛的好处,2D 解决方案将成为过去,我们必须预料到这一点。