Simulación y optimización en un entorno completamente virtual

 

Beneficiate de la puesta en marcha virtual con el Digital Enterprise Suite

La digitalización abre nuevas oportunidades para llevar al mercado productos cada vez más complejos con mayor rapidez, permitiendo una mayor flexibilidad y eficiencia con la máxima calidad. Esto es posible gracias a la adopción de un enfoque holístico a lo largo de toda la cadena de valor.

La puesta en marcha de una nueva máquina, célula o línea de producción es una fase crucial de un proyecto. Demuestra si el sistema global - que consiste en la mecánica, los sistemas eléctricos y la automatización - funcionará según lo previsto. El comportamiento no planificado puede provocar rápidamente retrasos y costes elevados; la puesta en marcha virtual reduce en gran medida este riesgo.

El primer paso es preparar un modelo mecatrónico basado en los datos 3D que mapea las propiedades físicas y cinemáticas de la máquina. Este modelo virtual está vinculado al programa PLC real del sistema real, validando así el sistema de automatización global. Dependiendo de los requisitos, se puede utilizar un controlador real o virtual para este propósito. La combinación de estos dos modelos de simulación da como resultado un Gemelo Digital de la máquina real que ayuda a simular, validar y optimizar su comportamiento. Todos los conocimientos obtenidos y los errores descubiertos pueden ser utilizados con fines de optimización antes de que comience la producción real. Esto reduce el tiempo, el riesgo y los costes de la puesta en marcha real.

 

Eliminación de errores a tiempo

El modelo Six Sigma describe la importancia de detectar posibles errores en una etapa temprana. Ayuda a calcular las cuotas de error que se producen durante un proceso empresarial. El hallazgo clave del modelo es que los errores no detectados se propagan a lo largo de la cadena de valor. Cuanto más tarde se detecte un error, más caro será eliminarlo; los costes se multiplican por diez por cada paso de desarrollo. Por eso la puesta en marcha virtual tiene tanto potencial, para los constructores de máquinas e instalaciones y para las empresas de fabricación en general.

 

 

Adoptar un nuevo enfoque

Hacer que una máquina sea productiva de forma rápida y fiable

Durante el desarrollo de una máquina, existen muchos riesgos que pueden poner en peligro la capacidad de introducir la máquina en la producción a tiempo. Por lo tanto, ¿por qué esperar hasta el montaje final para comenzar la verificación interdisciplinaria de la máquina?

La puesta en marcha virtual de Siemens permite realizar pruebas de puesta en marcha de la máquina en una fase temprana del desarrollo. Se pueden probar escenarios hipotéticos sin riesgos, se reduce la cuota de errores de ingeniería y se valida la seguridad, incluso antes de que exista la máquina real.

 

Los problemas o errores detectados en un entorno virtual no causan reparaciones costosas y pueden eliminarse de forma rápida y eficaz. Durante el ensamblaje de la máquina real, la máquina virtual puede utilizarse para probar y depurar el código del PLC, lo que permite un uso más eficaz y flexible de los recursos.

 

Las pruebas y la simulación de una máquina mediante la puesta en marcha virtual permiten una transición sin problemas a la puesta en marcha real. De esta forma se acorta considerablemente la fase de puesta en marcha, que es muy costosa, arriesgada y lenta. Las máquinas grandes y complejas que a menudo solo pueden ser verificadas en las instalaciones del cliente pueden ser probadas con antelación utilizando un gemelo digital de la línea de producción del cliente. La puesta en marcha virtual de Siemens ayuda, por lo tanto, a evitar que se produzcan costosos daños en la máquina real. El tiempo total necesario para la puesta en marcha de la máquina real puede reducirse hasta en un 70 por ciento.

Mediante la conexión en red y la paralelización de las fases de diseño, construcción y programación, las simulaciones y pruebas permiten optimizar completamente los sistemas y procesos de producción antes de la puesta en marcha real. Incluso la ideación de productos de la próxima generación puede beneficiarse de la flexibilidad y la eficiencia que se obtiene en el proceso de simulación.

Los modelos digitales se construyen de forma eficiente utilizando el Mechatronic Concept Designer, que proporciona muchas formas de ahorrar tiempo al crear modelos digitales para la puesta en marcha virtual. Entre ellas se incluyen la reutilización de componentes mecatrónicos y la vinculación y cinemática de los componentes de la máquina.

 

 

A través de la simulación, estos modelos pueden utilizarse en una fase temprana del desarrollo para probar soluciones alternativas, e incluso conectarse a un controlador real para verificar el concepto de la máquina. Esta conexión puede establecerse con un controlador real (SIMATIC, SINUMERIK) o uno virtual (PLCSIM Advanced). Mediante el uso de código PLC real se obtiene una simulación muy realista, también en una fase temprana del desarrollo.

 

 

El Digital Twin no solo puede utilizarse para la puesta en marcha virtual, sino también para la formación de los operarios de las máquinas. De este modo, pueden familiarizarse con el manejo de una máquina o sistema y con la interfaz hombre-máquina (HMI) antes de empezar a operar en el mundo físico. Esto ayuda a reducir el tiempo de orientación en la máquina.

Una base de datos estándar

Un portfolio para todos los pasos de desarrollo

La puesta en marcha virtual es posible gracias a una base de datos consistente. Las representaciones virtuales de los componentes - conocidas como Digital Twins - pueden comunicarse entre sí desde las fases de diseño y construcción hasta la automatización. 

Siemens lo hace posible al vincular rigurosamente el diseño con herramientas de software para la gestión del ciclo de vida del producto (PLM) a los componentes de automatización de Totally Integrated Automation (TIA). Este completo portfolio de productos proporciona una amplia gama de opciones de validación únicas.

Más información

Soluciones totalmente integradas

El espectro de soluciones completamente integradas de Siemens soporta la puesta en marcha virtual, desde el diseño y la automatización hasta las máquinas herramientas en la planta de producción. Los gemelos digitales del producto y la producción, que pueden optimizarse continuamente mediante simulaciones y pruebas, se crean mediante un modelo de datos compartido.

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