SEW-EURODRIVE и realvirtual.io: Ускорение виртуального моделирования с Unity

SEW-EURODRIVE и realvirtual.io: Ускорение виртуального моделирования с Unity

SEW-EURODRIVE является международным лидером на рынке технологий привода и автоматизации, основанным в Брухсале в 1931 году. С около 22 000 сотрудников в 55 странах, в настоящее время он генерирует продажи в размере 4,5 миллиарда евро (2023). Компания предлагает инновационные решения для управления движением, передачи энергии, производства и промышленных приложений в различных секторах. Их спектр приводов варьируется от быстрых, динамичных и высокоточных до очень больших и с высоким крутящим моментом.

Это исследование случая подчеркивает, как SEW-EURODRIVE преобразовал процесс виртуального моделирования, интегрировав MOVIKIT® Custom SimInterface в Unity через realvirtual.io. Этот стандартизированный интерфейс, доступный в Unity Asset Store, обеспечивает бесшовное соединение между промышленными контроллерами и цифровыми двойниками, позволяя инженерам тестировать, уточнять и проверять логику автоматизации программируемого логического контроллера (PLC) перед развертыванием.

Результаты и ключевые преимущества

• Снижение времени наладки на 70% – виртуальное тестирование минимизирует задержки в запуске производства.
• 100% предварительно протестированная логика автоматизации PLC – гарантирует, что на месте нужно решать только механические и электрические проблемы.
• Подключение в один клик – MOVIKIT® Custom SimInterface упрощает связь контроллеров MOVI-C® с цифровыми двойниками.
• Устранение логических ошибок – непрерывное тестирование в Unity предотвращает неожиданные сюрпризы в последний момент.
• Быстрая окупаемость инвестиций в автоматизацию – сокращение задержек означает, что капиталоемкие системы начинают приносить ценность быстрее.
• Бесшовная интеграция Unity – realvirtual.io расширяет возможности Unity Industry для промышленных цифровых двойников.

Читать далее, чтобы узнать больше.

Проблемы традиционного пусконаладочного процесса

Промышленные автоматизационные системы обычно требуют обширных усилий по пусконаладке, что часто задерживает производственные графики из-за непроверенного кода автоматизации и отладки в последний момент на месте. Это также высокорисковый процесс, связанный с опасностями для безопасности. Традиционно инженеры должны вручную тестировать системы автоматизации на базе программируемых логических контроллеров (PLC) на месте у клиента, что увеличивает время, затраты и потенциальные риски.

Тестирование на месте часто выявляет логические ошибки в коде автоматизации PLC, что приводит к:

• Задержкам в запуске производства из-за неожиданной отладки на месте у клиента.
• Высоким затратам из-за длительных периодов пусконаладки и отладки в последний момент.
• Увеличению рисков механических и электрических сбоев во время интеграции. Тестирование на месте часто включает в себя работу машин, роботизированных рук или конвейерных систем, что может причинить физический вред операторам в случае неисправностей.
• Ограниченные возможности для непрерывного тестирования и оптимизации, так как изменения должны вноситься в реальном времени с минимальным пространством для итераций.

Для многих компаний, как только автоматизационная система развернута, внесение улучшений становится трудным, дорогим и рискованным.

Стандартизированное решение для виртуальной пусконаладки

SEW-EURODRIVE выявила необходимость в масштабируемом и стандартизированном решении, которое позволяет инженерам непрерывно тестировать логику PLC в реалистичной среде цифрового двойника, обеспечивая полностью оптимизированную и безошибочную систему перед развертыванием.

MOVIKIT® Custom SimInterface — это стандартизированный виртуальный интерфейс пусконаладки для промышленных автоматизированных систем. Он бесшовно интегрирует контроллеры MOVI-C с платформой реального времени 3D-симуляции Unity, обеспечивая точное и динамичное управление цифровыми двойниками в виртуальной среде. Это решает проблемы традиционных решений по пусконаладке с помощью масштабируемого и высокопроизводительного физически обоснованного решения для промышленной симуляции, которое значительно улучшает инженерные рабочие процессы.

Эта методология также приводит к улучшению качества кода, так как итеративное тестирование может проводиться в безопасной среде цифрового двойника, позволяя непрерывное уточнение и оптимизацию без ограничений реального тестирования.

Помимо пусконаладки, цифровые двойники предоставляют дополнительную ценность для обучения, тестирования и продаж, что делает их универсальным инструментом для операторов, инженеров и клиентов. Используя мощную экосистему Unity, он обеспечивает, что виртуальная пусконаладка не только быстрее и безопаснее, но и более адаптируемая и масштабируемая для будущего промышленной автоматизации.

Как SEW EURODRIVE использует Unity и realvirtual.io для ускорения виртуальной пусконаладки

Использование Unity в качестве инструмента виртуальной пусконаладки становится невероятно эффективным и простым в сочетании с решением realvirtual.io . Рабочий процесс обычно начинается с импорта realvirtual.io из Unity Asset Store в проект Unity. После установки 3D CAD данные машины импортируются с помощью Pixyzили загружаются из Unity Asset Manager, позволяя инженерам вносить детализированные CAD модели и настраивать их непосредственно в редакторе Unity.

Часто CAD данные предоставляют только геометрическую и материальную информацию, упуская критические кинематические связи, необходимые для точного воспроизведения поведения модели в физически обоснованных симуляциях. realvirtual.io решает это ограничение, предоставляя специализированные инструменты для определения кинематических отношений вне структуры CAD данных, сохраняя их логическую согласованность.

Это означает, что пользователи могут визуально устанавливать механизмы, такие как соединения, вращения и ограничения, не изменяя оригинальную иерархию CAD.

Более важно, что этот подход сохраняет возможность обновления CAD данных при изменениях в дизайне, обеспечивая, что любые модификации в оригинальном дизайне могут быть легко интегрированы в цифровой двойник без потери установленных кинематических определений.

Вместо того чтобы вручную определять физику, кинематику или поведение датчиков, realvirtual.io предоставляет настраиваемые компоненты "цифрового двойника", которые выполняют эти задачи через понятный и удобный интерфейс. Датчики, такие как световые барьеры, виртуальные приводы и другие элементы автоматизации, могут быть легко добавлены и настроены, устраняя необходимость в сложном скриптинге. Этот упрощенный процесс значительно снижает сложность настройки цифрового двойника, обеспечивая, что как геометрические, так и кинематические аспекты машины точно представлены для реалистичной виртуальной пусконаладки.

Интегрированный в realvirtual.io, интерфейс предлагает подход "подключи и работай" для виртуального пусконаладки. В рамках MOVISUITE® IEC-Editor интерфейс автоматически генерируется, позволяя контроллерам подключаться к цифровому двойнику одним щелчком с использованием протокола передачи сообщений MQTT. Это устраняет сложные процедуры настройки, позволяя инженерам по автоматизации создавать среды виртуального пусконаладки за дни, а не недели.

Почему Unity является идеальным решением для виртуального пусконаладки

Unity предоставляет несколько уникальных преимуществ по сравнению с традиционными инструментами промышленного моделирования:

• Открытая экосистема и обширные ресурсы – Unity предлагает тысячи активов и плагинов в Unity Asset Store, ускоряя разработку.
• Полный доступ и расширяемость – Unity и realvirtual.io предоставляют возможность настройки с открытым исходным кодом, позволяя пользователям адаптировать свои рабочие процессы цифровых двойников.
• Поддержка нескольких платформ – Цифровые двойники на базе Unity могут работать на устройствах от низкого до высокого уровня, обеспечивая широкую совместимость.
• Автономные приложения – Цифровые двойники могут быть упакованы как распространяемые приложения для клиентов, операторов и инженеров.
• Высококачественная визуализация – Универсальный рендеринг Unity (URP) обеспечивает почти фотореалистичные симуляции цифровых двойников.
• Поддержка CAD – С интеграцией Pixyz импортируйте, оптимизируйте и визуализируйте сложные CAD-модели в Unity для промышленного моделирования.

Высокопроизводительное моделирование физики – На базе NVIDIA PhysX Unity позволяет точно моделировать механические взаимодействия, обнаружение столкновений в реальном времени и реалистичное тестирование автоматизации.

Результаты

Используя технологии Unity и realvirtual.io, SEW-EURODRIVE создала стандартизированный подход к виртуальному пусконаладке и экосистему, где ее контроллер MOVI-C® может взаимодействовать с полностью смоделированным цифровым двойником, позволяя инженерам проверять, оптимизировать и отлаживать код и логику автоматизации перед развертыванием на реальной машине, что приводит к:

1. Быстрому и плавному пусконаладке

• Поскольку большая часть логики ПЛК проверяется в среде цифрового двойника, время ввода в эксплуатацию сокращается до 70%.
• Инженеры могут сосредоточиться только на механической и электрической интеграции, что значительно повышает эффективность работы на месте.

2. Более высокое качество кода с непрерывным тестированием

• В отличие от традиционного ввода в эксплуатацию, где изменение логики автоматизации рискованно, цифровые двойники на основе Unity позволяют проводить итеративное тестирование и оптимизацию.
• Инженеры могут уточнять и улучшать код автоматизации перед развертыванием, обеспечивая более надежную систему.

3. Немедленные финансовые выгоды за счет более быстрого возврата инвестиций

• Сокращение времени ввода в эксплуатацию означает, что инвестиции в автоматизацию начинают приносить ценность быстрее.
• В отраслях с капиталоемкими системами автоматизации более быстрое наращивание мощностей приводит к значительной экономии затрат.

4. Н零 риск повреждения оборудования

• Поскольку все тестирования происходят в полностью смоделированной среде, нет риска повреждения физического оборудования во время ввода в эксплуатацию.

5. Расширение за пределы ввода в эксплуатацию: преимущества для обучения и продаж

• Модели цифровых двойников могут использоваться для обучения операторов, позволяя командам набирать опыт перед работой с реальными машинами.
• Теми же моделями также можно воспользоваться для продаж и маркетинга, предоставляя интерактивный способ демонстрации возможностей автоматизации клиентам.

Будущее виртуального ввода в эксплуатацию: Сотрудничество, погружение и связь

Смотря вперед, виртуальный ввод в эксплуатацию эволюционирует в коллаборативный и интерактивный процесс. Многофункциональные возможности Unity, включая VR и AR, позволяют проводить удаленные презентации концепций автоматизации, позволяя инженерам и клиентам испытывать цифровые двойники из любой точки.

realvirtual.io дополнительно развивает совместный виртуальный ввод в эксплуатацию, интегрируя Многофункциональный SDK Unity, позволяя нескольким инженерам в разных местах работать над одной виртуальной машиной в реальном времени. Корректировки кинематики, размещения датчиков и логики автоматизации мгновенно видны, что обеспечивает бесшовное сотрудничество.

Этот подход устраняет географические барьеры, ускоряет циклы итерации и повышает инновации. Используя возможности реального времени 3D и сетевые функции Unity, виртуальная наладка становится более связанной, гибкой и эффективной, что способствует следующему поколению промышленной автоматизации.