Adaptable automation driven by simulation and digital twins: Made fast ws3 - agile production systems

Publikation: AfhandlingPh.d.-afhandling

15 Downloads (Pure)

Abstract

Den diskrete fremstillingsindustri bliver stadig mere digitaliseret. Som følge heraf har virtuel design og udvikling længe været en væsentlig forudsætning, på trods af manglende konformitet. Mekatroniske maskiner er i selve hjertet af denne industri, ansvarlige for at skabe og håndtere de produkter, hvorfra deres værdi skabes. Produkterne er derfor kun så gode som de maskiner, der producerer dem. Det er derfor afgørende, at disse maskiner præsterer som specificeret. Virtuel design og udvikling øger kvaliteten og reducerer fremstillingstiden. Små og mellemstore virksomheder mangler dog ofte ressourcer og kompetencer til at påbegynde den virtuel udvikling på det fornødne niveau. Hvad værre er at der ingen konsensus er om kravene til virtual udvikling af digitale tvillinger for mekatroniske maskiner og den virtuelle værktøjskasse er i det store hele uforenelige og spredt.

Derfor har dette Ph.d.-projekt til formål at bryde disse barrierer ved at skabe en struktureret fremgangsmåde fra design til drift, hvor virtuelle modeller benyttes fra maskinbygger til slutkunde. Gennem denne forskning er både generiske og leverandørspecifikke løsninger blevet undersøgt og testet. Selvom maskinkompleksitet i høj grad er situationsafhængig, så kan meget kompleksitet også tilskrives det virtuelle ingeniørværktøj. Sammenligninger af det virtuelle værktøj, bør således foretages på samme præmisser og på samme detaljeniveau. I dette PhD projekt foreslås det derfor, at virtuel udvikling bør udføres med høj præcision, og på flere virtuelle abstraktionsniveauer, for tilstrækkeligt at spejle virkeligheden. Mens usikkerhed i maskindesign og udvikling øger antallet af komponenter, der skal laves med høj præcision, så gælder det modsatte, når tilliden til løsningerne er stor.

I denne forskning er det blevet bevidnet, hvordan virtuel og fysisk modularisering øger maskinernes tilpasningsevne, og hvordan dette skaber tillid til løsningerne. Herved reduceres udviklingstiden. Dette betyder dog ikke, at kompleksiteten er forsvundet; den er blot skjult, for at reducere mængden af ting der skal tages stilling til ved første øjekast.

Den strukturerede og integrerede fremgangsmåde som præsenteres i denne afhandling, gør ændringer og modifikationer mulig, da det inkluderer alle virtuelle abstraktionsniveauer. Dog kan informationsdeling på tværs af det virtuelle værktøj stadig optimeres. Dette betyder dog at der skal være konvergens mellem værktøjet, hvilket kræver harmoniserede standarder og procedurer, eller fuld kontrol af den komplette virtuelle værdikæde. Når dette ikke er muligt, er yderligere procedurer og software integration nødvendig, hvilket komplicerer og øger udviklingstiden. Der er således et presserende behov for åbenhed inden for virtuel design og udvikling på tværs af det virtuelle værktøj og på det rette niveau.

Denne afhandling har undersøgt brugen af virtuelt værktøj til udvikling af digitale tvillinger for mekatroniske maskiner i fremstillingsindustrien. På baggrund af resultaterne er der udviklet og demonstreret en fremgangsmåde for virtuel design og udvikling af digitale tvillinger for mekatroniske maskiner. Fremgangsmåden illustrerer et integreret virtuelt udviklingsforløb fra design til drift. Den viser hvordan fælles virtual udvikling af mekatroniske maskin moduler kan facilitere tilpasningsevnen og øge samarbejdet mellem maskinbyggere og slutkunder. De langsigtede konsekvenser af forskningen mangler stadig at blive undersøgt, dog er der allerede sat en plan i værk for dette.
OriginalsprogEngelsk
Bevilgende institution
  • Syddansk Universitet
Vejledere/rådgivere
  • Bilberg, Arne, Hovedvejleder
  • Ribeiro da Silva, Elias, Bivejleder
  • Madsen, Ole, Bivejleder, Ekstern person
  • Ruff, Henrik, Bivejleder, Ekstern person
  • Hansen, Dennis Fibæk, Bivejleder, Ekstern person
Eksterne samarbejdspartnere
Dato for forsvar27. feb. 2024
Udgiver
DOI
StatusUdgivet - 13. feb. 2024

Fingeraftryk

Dyk ned i forskningsemnerne om 'Adaptable automation driven by simulation and digital twins: Made fast ws3 - agile production systems'. Sammen danner de et unikt fingeraftryk.

Citationsformater