WHITE PAPER: VẬN HÀNH ẢO – BẢN SAO KỸ THUẬT SỐ CÓ HIỆU LỰC

White paper được xuất bản gần đây tập trung mô tả về phương pháp vận hành ảo, sử dụng hệ công cụ phần mềm đi đôi với phần cứng trong vòng lặp (HiL) đã có trước đó để mô phỏng và xác nhận tính phù hợp, chức năng, tuân thủ an toàn, kiểm soát và đảm bảo hiệu suất của sản phẩm.

Sử dụng hệ công cụ vận hành ảo bằng phần cứng và phần mềm

Hệ công cụ vận hành ảo mới gần đây kết hợp với việc khai thác và vận hành phần cứng đã mô phỏng thử nghiệm được nhiều giá trị theo nhu cầu sản phẩm. Hơn nữa, vận hành ảo cho phép người dùng thử nghiệm nhanh hơn, bao gồm cả những thử nghiệm dễ gây hư hại hoặc khó thực hiện, đồng thời cung cấp thông tin chi tiết hữu ích về sản phẩm. Dữ liệu được thu thập từ nhiều kết quả thực tế cùng IoT có thể thúc đẩy mô hình ảo nhằm đảm bảo các tình huống thực tế có thể xảy ra được kiểm chứng xác thực.

Lợi ích của mô hình thiết bị chức năng này bao gồm mô phỏng, sử dụng phần mềm điều khiển logic được lập trình và đầu vào giao diện giữa người-máy (HMI). Mô hình vận hành 3D tương tác cho thấy phản ứng hoạt động động học được khởi tạo bởi mã PLC hoặc tương tác của người dùng với các thiết bị đầu vào. Vì vậy, trong mô hình này, người dùng mở và đóng cửa, tương tác với HMI và các giao diện khác.

Ngoài ra, vận hành ảo còn cho phép đào tạo ngay từ ban đầu, bao gồm đào tạo từ xa – một tiện ích trong bối cảnh đại dịch COVID-19. Vì vậy, các nhà vận hành và kỹ thuật viên sẽ kiểm tra phần mềm để kiểm soát những khái niệm ảo. Sau đó, một môi trường thực với các điều khiển vật lý sẽ thúc đẩy điều khiển máy ảo. Quá trình này giúp linh hoạt thử nghiệm sớm các ý tưởng, cải tiến sản phẩm và thực hiện đào tạo trước khi sản xuất nhằm đẩy nhanh tiến trình khởi động hiệu quả hơn.

Các vấn đề về cài đặt và vận hành

Lắp đặt máy móc, thiết bị là một quá trình phức tạp và tốn kém. Các thiết bị lớn và nặng thường chịu chi phí vận chuyển cao và được yêu cầu lắp ráp tại chỗ. Việc kiểm tra máy cũng cần sự hỗ trợ từ nhiều chuyên gia, bao gồm cả thợ điện và thợ máy. Thường thì trong lần lắp ráp máy đầu tiên sẽ nảy sinh nhiều vấn đề. Quá trình này bao gồm các mô-đun trợ lực, giao diện và việc xác minh các vấn đề liên quan đến thiết kế và phát triển.

Hơn nữa, các cảm biến và bộ điều khiển phải kiểm soát được sự cố thực có thể xảy ra cùng với sự khác biệt về nguyên liệu, các vấn đề về cảm biến tín hiệu và thời gian. Hầu hết các nhà điều hành chỉ được đào tạo sơ lược về thiết lập và vận hành cơ bản, vì vậy đây có thể là một quá trình tốn thời gian, làm chậm trễ quy trình sản xuất máy. Ngoài ra, các linh kiện điện tử có vòng đời ngắn hơn được phát triển bởi ngành công nghiệp điện tử công nghệ cao và sản xuất khối lượng lớn. Khi những linh kiện này lỗi thời, các chuyên gia phải cập nhật ngay bản thiết kế mới và hiện đại.

Tích hợp phần mềm thường xảy ra muộn hơn trong chu kỳ phát triển máy. Do đó, việc đo lường vòng đời máy được thực hiện trong nhiều năm, thậm chí vài thập kỷ, vì vậy phần mềm phải được quản lý và cập nhật trong suốt quá trình. Vì phần mềm được vận hành trong thời gian dài, nên không dễ tìm được nguồn nhân lực hỗ trợ cho kỹ thuật. Điều quan trọng là phải đảm bảo không xảy ra lỗi vì mã được hiệu chỉnh và gia hạn trong nhiều năm.

Do đó, phần mềm là một nhân tố thiết yếu trong quá trình vận hành ảo. Khả năng quản lý cấu hình đa miền rất cần thiết để áp dụng phần mềm vào cấu hình bản dựng, bao gồm các bản cập nhật phạm vi giám sát với cấu hình được duy trì. Tuổi thọ của máy đòi hỏi việc nâng cấp nhiều lần và bổ sung phần cứng – phần mềm, thay đổi hệ thống điều khiển và các mô-đun phụ trợ để mở rộng khả năng của máy, hỗ trợ cho phức hợp sản phẩm đến tay khách hàng cuối cùng. Sở hữu bản sao kỹ thuật số chính xác và toàn diện giúp xác thực nhiều thay đổi, giảm thiểu không ít thời gian máy bị ngừng hoạt động.

Giải pháp kỹ thuật thiết bị tiên tiến từ Siemens

Siemens Advanced Machine Engineering (AME) là một công cụ hữu ích trong danh mục Xcelerator chuyên hỗ trợ các công ty chế tạo máy qua việc cung cấp nhiều công nghệ phù hợp nhằm hỗ trợ thiết kế đa lĩnh vực, quản lý cấu hình và vận hành ảo.

Một phần quan trọng của AME là kéo dài thời gian vận hành cho mô hình, do đó cho phép vận hành diễn ra gần như xuyên suốt. Nó cung cấp một thư viện dữ liệu có thể tái sử dụng để thiết lập khái niệm máy, định nghĩa chuyển động, cảm biến, bộ truyền động, hành vi va chạm và các thuộc tính động học khác. Do thử nghiệm ảo được hỗ trợ, nên các chức năng của thiết bị có thể được xác thực nhanh hơn nhiều so với sản phẩm vật lý, cho phép kiểm chứng và xác thực nhiều hơn.

Nguồn: Siemens

Leave a Reply

Your email address will not be published.