PLM,控制设计

产品生命周期管理(PLM)指的是某物的设计、实现、集成、监控、维护和退役。PLM软件可以集成部件或产品的设计和生产,避免在一种软件中设计,在另一种软件中设计生产控制,在整个过程中保护知识产权和时间。控制设计是创建设备和编程指令的过程,这些设备和编程指令在逻辑设备(控制器)中运行,并与传感器和执行器交互,以监视、更改或优化过程。

PLM,控制设计文章

现代仿真软件如何解决内部物流的挑战

封面故事:先进的模拟软件提供优化洞察,使配送和履行中心能够解决问题并优化效率。看到视频。

学习目标

  • 仿真软件帮助改进内部生产和分销流程的管理和优化。
  • 数字化提供西文仓库设置智能高效操作的新方法。
  • 高级仿真软件年代软件和现场设备的世界在一起。

年尾是出了名的容易引起突然的恐慌,因为节日的压力来袭,人们开始意识到要买礼物了。然而,在每年的这个时候,普通公众所经历的每一种压力,对于配送和配送中心的经理来说,都是一个数量级的成倍增长。

这些经理和他们的员工面临着艰巨的任务,来自公司层面的内部生产期望和来自客户的外部交付期望增加了压力。幸运的是,数字化正在不断为仓库设置的智能和高效操作提供新方法。由于先进的模拟软件,照顾内部物流-内部生产和分销流程的管理和优化-正在不断发展和改进。

任何一个去过现代物流中心的人都知道,它的经理必须有弹性,能够适应和扩大内部物流流程。解决这些问题需要深思熟虑的仓库设计和准备工作,而先进的模拟软件可以帮助履行和配送中心从设计到运营保持竞争力。

模拟软件的内部物流问题

尽管不断增长的消费者需求创造了有利可图的商业机会,但在配送和配送中心的世界中,需要克服的挑战是巨大的。此外,COVID-19大流行产生了新的工作场所安全需求,增加了对低接触和无接触流程的需求。

有限规模的履行中心需要智能地使用技术,以更有效地利用有限的空间(图1)。它还需要有效地规划布局,战略性地放置产品,提高物料流的可用性,以及可维护性和性能。

请看西门子执行中心的视频。

日益增强的全球生态意识和不断上涨的能源价格促使许多公司努力实现碳中和,这影响了仓库的工作方式。为了支持这些努力,必须采取措施监测能源消耗,并就如何进一步提高能源效率提供见解。透明度倡议也经常要求公开这些数据。

除了这些与技术相关的困难之外,通常没有足够的IT人员来跟上自动化技术的进步——数据太多,而信息处理器不够。为了克服这一障碍,仓库员工需要能够生成见解并以易于理解的格式呈现这些见解的系统,从而降低人类、自动化和信息之间交互的复杂性。

要克服这些障碍,实现中心的成功运营,需要增加数字化和高效自动化概念的应用,特别是在安装新的物料搬运设备时,要专注于降低成本和降低风险。此外,为了保持与其他公司的竞争力,并保持满足新订单的能力,企业必须提高履行速度。尽管挑战很多,但有一种方法可以优化效率,满足现代履行中心的许多需求。

用于设计优化的数字孪生

高级仿真软件通过将软件和现场设备世界结合在一起来解决这些问题和其他问题。这样就可以首先在软件中优化仓库环境——在软件中创建原型和修改流程相对便宜且简单——因此最终的实际部署可以有效地运行。尽管模拟需要时间、金钱和注意力,但收益往往大于成本。

先进的模拟软件套件可以帮助仓库经理在概念设计和仓库调试期间以及部署后对提高运营效率的方法进行审查和分析时实现价值链的数字化。

设施模拟工具提供了仓库操作的虚拟视图。在设计时,软件工程师可以与设施设计人员一起创建多维的仓库环境,从而实现仓库如何运行的三维模拟。


图2:西门子工厂模拟工具可用于创建一个数字双胞胎,以优化新设施的设计,或用于试验改善现有仓库操作的方法。礼貌:西门子

用户可以模拟配送中心布局,可视化物料流,监控可编程逻辑控制器(plc),配置智能工业设备,并应用先进的统计工具来分析流程。工程师可以运行这些流程并实时监控每个流程,建模生产数据并优化设施配置,以确定更有效的设计(图2)。监控包括根据程序逻辑可视化实时PLC输入/输出更新的能力。

利用软件分析物流应用

对于材料处理应用,该软件提供了访问工作条件的能力。它还包括内置的人体工程学分析,以优化取放机器、平台和其他机构的定位,为手动人体运动提供机械优势(图3)。

通过使用先进的软件进行迭代模拟,机器人可以学习最佳路径和运动,无轨自动引导车辆(agv)可以确定最佳路线。该软件运行数千种可能的移动方案,考虑到所有提议的设备及其在仓库地板上的位置,并提供最有效的机器人移动和AGV路线。

正确选择电机,驱动器,其他自动化设备

物理计算——包括重力、摩擦和扭矩——被内置到软件中,增加了模拟的真实感,并建立了机电模型的信心。机械工程师的任务是确认运动组件的优化配置,一旦机械组件和统计数据已知,设计师就可以适当地调整电机、驱动器和其他设备的大小。

从这个工具软件套件中,用户可以自动化多领域工程,支持在各种工程规程之间使用一致的数据进行协作。该软件可以自动生成电气图纸和PLC项目,这为工程工作提供了一个良好的开端,并减少了总体设计时间。

一旦生成了这些基本代码,程序员就可以对以后的模拟进行调整,并根据需要进行代码更新。这使用户能够看到未来仓库楼层的完整模型,包括传送带、自动升降机和扫描仪、堆栈灯、agv和物料流,所有这些都同步运行。

仿真软件可以从九方面提供帮助

许多其他类型的设备可以在模拟工作空间中进行:

  • 高密度存储和检索系统的食品,硬物品,和消费包装商品
  • 功能安全装置
  • 先进的光学识别设备,用于产品运动追踪
  • 可扩展和灵活的穿梭系统
  • 先进航天飞机的控制组件,机载和非机载
  • 与工业无线局域网进行实时、防故障通信,实现仓库设备之间可靠、高速和网络安全的连接
  • 用于产品指数跟踪的工业射频识别(RFID)系统
  • 边缘计算设备
  • 紧凑和移动控制器嵌入其他设备。

当工厂车间流程的模拟视图播放时,用户可以同时监控模拟软件中的人机界面(HMI)显示和PLC梯形逻辑操作,以帮助虚拟调试机器。这些虚拟模拟是仓库和配送中心的数字化计划,有助于确保物理部署按预期运行。

不久前,建模经历了从2D表到3D虚拟效果图的转变,现在,实时反馈和运动也可以实现。软件仿真允许设计人员在实际调试之前建模和可视化设施如何运行。因此,多学科的设计团队可以在游戏早期进行调整,从而产生积极的生产力。

仿真软件结果

一家大型家庭护理产品制造商能够将四个配送中心合并为一个设施,以简化操作并降低间接成本。通过使用先进的仿真软件套件,该制造商有效地建模并实现了一个只有以前设施综合面积一半大小的设施,同时提高了处理能力。

它将产品存储密度提高了50%,现在利用了约90%的容量存储容量。此外,与合并之前相比,它在设施内所需的运输减少了20%。通过先进的模拟和先进的内部物流技术,更高的效率成为可能,为制造商提供了更高的利润率和更少的碳足迹。

在另一个例子中,一家全球航运公司最近在其国际机场的一个地点实施了超现代化的分拣和运输系统(图4)。

使用包括plc和驱动器在内的组件,它能够实现每秒8英尺的分拣机运输速度和每小时9000个不同大小的包裹的峰值性能。

运行时仿真软件系统诊断

一旦设备启动并运行,仿真将保持其作为过程或程序调整实验工具的价值,而系统诊断软件功能则为优化工作增加价值。

诊断工具能够通过在设备故障发生之前提醒人员在设施中检测到的问题来实现预测性维护。在某些系统诊断配置中,某些事件(如断线或低压)嵌入在PLC中,用于与配套的HMI通信。在这种情况下,维护技术人员可以直接从HMI屏幕上排除常见问题,而不需要拿出笔记本电脑并插入PLC(图5)。

此外,这些相同的配置可以收集和存储实时数据,并为操作员提供在HMI上回放之前数据的能力,帮助他们确定是什么触发了报警条件。这些工具可在仓库楼层使用,有助于减少停机时间并提高吞吐量。

模拟软件帮助移动,分拣,挑选,包装

随着社会联系日益紧密,仓储技术也在不断进步。客户和企业的期望也在增加。如果使用过时的工具和方法,配送和配送中心就无法跟上。

但是,通过使用先进的模拟软件和现代技术进行移动、分拣、挑选和包装,仓库可以克服这些挑战。虽然模拟需要额外的初始成本和努力,但未来节省的时间和效率通常远远超过成本。

通过项目早期阶段的模拟,系统设计人员可以简化范围,减少实施所需的总时间和精力,并帮助确保更高效的实施中心运营。当遇到困难时,这可能会导致一个愉快的送货收件人和一个因订单丢失在仓库而愤愤不平的客户之间的区别。

投资银行部加文项目组合开发经理的用途是什么西门子数字工业软件.由副主编克里斯·瓦夫拉编辑,控制工程CFE媒体与技术,cvavra@cfemedia.com

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关键词:仿真软件,仓库制造

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你的设备从先进的模拟软件中可以获得什么直接的好处?

PLM,控制设计FAQ

  • 为什么PLM很重要?

    PLM(产品生命周期管理)很重要,因为它帮助组织以集中和有组织的方式管理产品的整个生命周期,从概念到退休。以下是一些PLM的好处:

    1. 提高产品质量:PLM帮助组织确保产品的设计和开发符合质量和安全标准。
    2. 提高效率:PLM简化了流程,减少了开发时间,提高了效率。
    3. 更好的协作:PLM使组织能够在不同的部门和利益相关者之间进行有效的协作,例如工程、制造和营销。
    4. 更好的决策:PLM提供了对集中产品信息的访问,允许组织根据最新和准确的数据做出明智的决策。
    5. 降低成本:PLM通过减少浪费和返工、改善供应链管理和减少产品召回来帮助组织降低成本。PLM功能可以与软件分开执行,但是PLM软件促进了PLM功能,并简化了跨系统的集成,帮助信息随着产品生命周期的发展而发展。
  • 为什么控制设计很重要?

    控制设计非常重要,因为它决定了控制系统的性能和稳定性。设计良好的控制系统可以提高过程或系统的效率、准确性和安全性。以下是为什么控制设计很重要的一些原因:

    1. 改进过程性能:控制设计可以通过减少可变性和确保过程在期望的限度内运行来改进过程性能。
    2. 提高系统稳定性:控制设计有助于确保系统稳定,防止过程中断和停机。
    3. 更好的产品质量:控制设计可以通过减少可变性和确保过程在期望的范围内运行来提高产品质量。
    4. 提高安全性:控制设计可以通过检测和帮助防止不安全条件或过程中断来提高系统的安全性。
    5. 提高效率:控制设计可以通过减少浪费和确保流程在期望的范围内运行来提高效率。
  • PLM与控制设计有何不同?

    PLM是一种全面的方法来管理一个产品的整个生命周期,从构思到退休。PLM涉及管理多个部门和职能部门的数据、流程和人员,包括产品设计、开发、制造和支持。

    控制设计是设计监控和控制过程、机器和其他系统的控制系统的过程。控制设计包括选择和实施适当的控制算法和硬件组件,以确保过程在期望的限制内运行。控制设计可以集成到PLM过程中。

  • PLM系统是如何工作的?

    PLM(产品生命周期管理)系统通过在整个产品生命周期中集中和自动化管理产品相关信息来工作。PLM系统为所有产品信息提供了一个集中存储库,包括设计规范、材料清单、工程变更单和测试数据。

    PLM系统可以与其他系统集成或交换信息,如控制、CAD(计算机辅助设计)、ERP(企业资源规划)和MES(制造执行系统),以提供产品生命周期的全面视图。

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