數(shù)字化雙胞胎尖端技術概念

2023-03-0214:59

       生產(chǎn)設備的調(diào)試是非常耗時耗力的，這其中的一個重要原因是，調(diào)試只能在生產(chǎn)線安裝完成后才能開始。虛擬調(diào)試則不同。通過虛擬調(diào)試，企業(yè)將節(jié)約大量時間和金錢成本。那么，虛擬調(diào)試是什么？這項技術可以為企業(yè)生產(chǎn)具體帶來哪些好處？

虛擬調(diào)試概念介紹
       數(shù)字化雙胞胎（Digital Twin）指在多維虛擬空間的數(shù)字模型和物理實體的交互映射系統(tǒng)，其中虛擬調(diào)試（Virtual Commissioning）是非常重要的一環(huán)。

虛擬調(diào)試技術可以把真實環(huán)境下的調(diào)試過程轉(zhuǎn)移到數(shù)字世界中。這意味著，把機器人等生產(chǎn)設備甚至整條生產(chǎn)線1:1地復制到虛擬世界中，使系統(tǒng)工程師或終端用戶可以通過交互式三維可視化查看系統(tǒng)的實際行為，而不僅僅是控制程序中的變量。

       一個典型的虛擬調(diào)試項目的實施步驟通常是這樣的：首先，工程師需要規(guī)劃好生產(chǎn)線的布局和設備資源。布局搭建后，需驗證布局（Layout Commissioning），例如可達性（Reachability）和碰撞（Collision）。接著，工程師應優(yōu)化機器的動作流程。集成好數(shù)據(jù)模型后，下一步是工藝仿真程序，分析加工的路徑與工藝參數(shù)，對機器人或機床設備編程驗證。最后我們進入調(diào)試階段，接入機電訊號，與電器行為同時調(diào)試驗證，比如傳感器、閥門、PLC程序和HMI軟件等。虛擬調(diào)試系統(tǒng)可分Software in Loop (SIL) 與Hardware in Loop (HIL) 兩類環(huán)境。SIL把所有設備資源虛擬化，由虛擬控制器VRC、虛擬HMI、虛擬PLC模擬器、虛擬訊號及算法軟件等等進行模擬仿真。HIL則是把全部設備硬件連接到仿真環(huán)境中，使用真實物理控制器、真實HMI、真實的I/O訊號與虛擬環(huán)境交互仿真。在SIL環(huán)境中驗證通過后，可替換任一虛擬資源為真實設備，進行部分驗證，最終全替換為HIL，完成物理與虛擬映射的調(diào)試。