數位孿生與虛擬調試

數位孿生在機器和設備製造領域的標準化和統一應用

來探索數位孿生的潛力!數位孿生致力於能夠聯合所有與自動化元件和功能鏈有關的資訊模型,並將其以數位形式表示出來,該種概念在工業 4.0 背景下扮演重要角色。其可以在從工程組態過程到虛擬調試 (VIBN) 和運作階段,再到回收利用的整個生命週期,提供普遍可用的文件、幾何模型和模擬模型等。歡迎探索數位孿生世界,在我們的支援下將生產提升到更高層級。

數位孿生遠不只 3D 模型這麼簡單, 它也包含了物理實體的數位影像,帶有許多元件資訊和系統關聯資訊。其中包括對其能力、在機器中的作用、行為、運動學和動力學模擬及其通訊情況等的明確描述。工業 4.0 機器架構完全基於數位孿生。它具有實用的標準化通訊介面,從虛擬調試到機器控制,再到資料採集和由此產生的增值服務,例如維護、診斷等,在機器的整個生命週期內協助客戶減輕工作負擔。管理殼是實施數位孿生的核心技術元素。

管理殼(Asset Administration Shell,資產管理殼)

管理殼的概念:它為工業 4.0 實際實施數位孿生,在不同供應商的解決方案之間建立互通性。它支援使用不同的通訊通道和應用程式,充當物聯網物件與網路化、數位化、分散式世界的連接紐帶。

管理殼由多個子模型構成,子模型中描述資產的所有資訊和功能性。子模型可以包含特徵、特性、屬性、狀態、參數、測量資料和功能,在所有生命週期階段提供標準化存取功能和跨製造商存取功能。

數位孿生應用案例

數位銘牌

產品上所張貼的銘牌,其資訊內容受產品上可用面積、產品尺寸和可用字體大小限制。「數位銘牌」子模型以數位形式提供包含認證和文件在內的所有相關資訊。

它具有下列優勢:

  • 節約時間和成本:立即取得最新版文件
  • 無列印和物流成本:適用現行公認標準 DIN SPEC 91406
  • 永續性:節約資源,不需要提供紙本文件
  • 全球通用:提供母語版本文件和當地適用認證(CE、CCC 等)

支援機器讀取的結構化技術參數

元件和系統的技術參數記錄在單獨的子模型中,遵循結構化和語義明確兩項原則。因此,這些資訊不同於現行文件,它們可以自動記錄和編輯。

它具有下列優勢:

  • 所有重要產品資料都儲存在中央資訊儲存器中。
  • 不需要瀏覽製造商線上入口網站、或打開紙本文件進行搜尋,既省時又省力。
  • 技術參數和特徵語義描述清晰,並支援機器編輯。

虛擬調試

歸功於為虛擬調試量身定制的行為模型,多個開發步驟可同時展開,藉此縮短上市時間。

它具有下列優勢:

  • 縮短機器和設備的開發和調試時間。
  • 藉由 Festo 的領域知識提高模型品質。
  • 降低模型庫的開發和維護成本。

從哪裡獲取第一批管理殼?

我們已經開始為某些的元件建立管理殼。這些管理殼會不斷擴展,以容納新的子模型和附加產品。上述產品系列已建立第一批管理殼供您試用。其中包括下列子模型:

  • 數位銘牌
  • 聯絡資訊
  • 技術參數
  • 文件
  • CAD 模型
  • ECAD 模型

我們正在不斷為更多產品系列和更多子模型開發管理殼。上述產品的最新管理殼可在 Festo 線上購物「CAD 下載」模組下找到,名稱為「數位孿生」。範例:用於小型滑台式氣缸 DGST 的數位孿生 . (需登入)

我們推薦使用工業數位孿生協會提供的 AASX Package Explorer 瀏覽器,這款瀏覽器方便查看管理殼。為此請瀏覽 idtwin.org .

模擬和虛擬調試

虛擬調試是模擬的一項重要應用。在數位模型中,機器開發人員可以輕鬆測試真實的實體驅動器如何移動,並對位移編碼器或終端位置感測器的訊號進行進一步處理。虛擬調試的好處,不只在於可以在機器或設備設計階段同時展開多個製程,也可在控制程序開發階段確保較高品質的編程,更可縮短工作間內的真實調試時間。

我們積極支援為管理殼開發「模擬模型」子模型,並將行為映射為通用標準格式 FMI/FMU(Functional Mockup Interface,功能模型介面/Functional Mockup Unit,功能模型單元)。目前,這項開放標準的重要性日益突顯,已獲得多家知名工具製造商支援。優勢是可以輕鬆交換模型及其通用整合資料。