原题目：工业数字孪生:西门子工业汇集与修造虚拟调试案例（TIA+MCD+SINETPLAN)

　　重生产体系的计划和施行广泛是耗时且高本钱的历程，完毕计划、采购、装配后，正在移交临盆运转之前还需求一个阶段，即调试阶段。假若正在拓荒历程中的任何地方呈现了缺点而没有被发掘，那么每个拓荒阶段的缺点本钱将大大增补，未检测到的缺点能够会正在调试时候形成修造强大的损坏。

　　数字孪生对施行历程的前中后举办容错冲销，将大局部的操作-除告终尾装配以表一齐移到虚拟层，计划、拓荒、调试等管事都是虚拟层举办，取得最优和最确定的计划后有相当的左右再上线行使。

　　跟着工艺恳求和驾御纷乱度的增补，使得原本就很棘手的修造调试变得特别棘手，离开了现场运转情况，刻板、电气部件和主动化软件就得不到充斥的调试，修造计划真实切性和有用性等得不到有用的保证。正在调试阶段，工程师会发掘缺点，批改计划，编写和优化圭臬，以及对操作职员举办新修造、新操作流程培训。

　　工艺计划和虚拟调试，稀少适合少许禁止长途调试的营业场景。原本这些事变良多供应商也干过，只然而未必是数字孪生罢了：模仿装配情况啊，况且还不是个人模仿，是整体模仿。当然有条目的修造供应商能够本人模仿一个幼型情况，假若本钱太高，也能够用数字孪生来模仿一个虚拟的调试和装配情况。通过实际的运转机理导入数据和流程到数字孪生，这里咱们再超前一点：数字孪生能不行搞用户化和通用化呢，当然也能够。

　　这个阶段是难以策动，会延迟临盆，也会形成本钱超支，并能够导致延迟发货，影响客户满足度。因为数字孪生是物理资产的正确表征，能够用于对新汇集或修造计划的虚拟调试。

　　正在虚拟调试时，假若发掘题目需求举办计划优化，则能够正在谋划机上对虚拟的体系模子举办更改，虚拟调试应允从头更改汇集筹办、从头编程呆板人或更蜕变频驱动器、PLC 编程等操作。一朝从头编程，体系会再次举办测试，假若通过，则能够举办下一阶段的物理安置。

　　行使虚拟调试来提前测试修造运动部件以发掘刻板插手，以及提前验证主动化 PLC 编程和上位软件，如此能够使现场的调试速率更速，危机更低。

　　正在计划阶段，通过 SINETPLAN 完毕对工业汇集 PROFINET 的筹办计划和仿真，识别潜正在的题目并避免发作。

　　新修、组态 PROFINET 汇集，或导入现有项目，举办汇集负载仿真，流量整形担保汇集运转和平牢靠，优化汇集资源和透后化汇集应用率；也能够对已装配 PROFINET 汇集举办正在线扫描和验证。

　　汇集架构让真正汇集工程师去搞，我不懂。领会它是啥就行，不消什么都通，八面玲珑：领会需求什么，输出什么，程序是什么，流程是什么差不多了，再配合配合嘛。

　　正在修造拓荒中利用虚拟调试，最先要创修一个修造的数字孪生即虚拟修造，虚拟修造组成首要有三局部，即物理和运动体系模子、电气和举止模子、主动化模子。

　　物理和运动体系模子首要是刻板组件，比方修造主体、推广机构、输送带、工装夹具等；

　　软件正在环是把整个修造统统虚拟化，即由虚拟驾御器 CPU、虚拟 HMI、虚拟信号及模子算法、虚拟刻板模子构成；

　　（软件正在环便是软件虚拟化，仿真化，不单仿真软件模子,贴张图说这个便是HMI视图也能够，还要仿真的软件的效用）

　　硬件正在环是把修造首要的硬件放正在仿真情况中，行使切实 HMI、切实驾御器 CPU、现场 IO 修造与虚拟刻板模子构成虚拟修造模子。

　　（硬件正在环是将实际的硬件修造和虚拟硬件修造仿真模子相连起来，配合构成一个硬件仿真情况，无论是软件也好，硬件也好，最终都是仿切实体的模子和机理，就这两件事，看明确了就不感觉纷乱了。）

　　通过搭修虚拟调试平台，对包括多物理场以及广泛存正在于机电一体化产物中的主动化干系举止举办 3D 修模和仿真，使刻板、电气和主动化计划或许同时管事，并行协同计划一个项目：

　　a）对工业汇集 PROFINET 举办高效筹办、构造、仿真和验证。（汇集筹办）

　　b）刻板工程师能够遵照三维形式和运动学创修数字模子。（实体数字模子，前面的根蒂学问篇中有这些观点，感风趣的幼伙伴能够去看一下）

　　c）电气工程师能够选拔并定位传感器和驱动器等举止模子。（举止模子仿真，别忘了再有上一篇内里提及的行动驾御柜，什么道理呢，全数干系的物理性操作的集成封装到一个驾御体系中）

　　d）主动化编程职员能够计划修造的驾御逻辑和 HMI 圭臬，然后与刻板模子、电气模子相连，完毕基于事宜或夂箢的驾御和运动模子。

　　虚拟调试分歧于正在物理全国中调试新汇集或修造，而是通过正在虚拟全国中创修数字孪生，然后模仿新汇集或修造的效用测试和模子验证，如此能够完毕：

　　e）仿真新修造的产能，识别空间限度和对现有操作的影响，以便正在装配前处置这些题目

　　对PFOFINET工业汇集的筹办、仿真与测试，通过三步即可到达主意，包罗创修／加载项目、调度、理解并输出呈文。

　　所对应的驾御信号，正在 NX MCD 修筑虚拟修造模子，创修及成婚相应的信号，并行使信号来驾御运动模子的行动，仿切实际刻板部件的运动境况，

　　将 PLC 中的输入、输出变量与 NX MCD 中输入、输出信号修筑接洽，从而到达 PLC 中的输出信号动作 NX MCD 的输入信号，反之 PLC 中输入信号动作 NX MCD 的输出信号。

　　启动虚拟 PLC，正在线监控 PLC 驾御圭臬的运转境况；正在 NX MCD 中运转虚拟修造模子，查看圭臬驾御的运动境况。通过虚拟修造模子的运动和驾御逻辑仿真，优化纠正主动化模子、电气和举止模子，以及物料和运动模子，而不会形成硬件资源的糟蹋。

　　这个流程申明咱们昨天扯的仍是比拟确切的，数字孪生如何完毕：先用古代的办法把流程走出来，然后用数字孪生的工夫举办赋能。这也是一面比拟创议的一种办法。MES的体系如何完毕，先用数据搜罗去完毕数据完好性效验，正在此根蒂上对着需乞降MES的框架或主题效用去构修。说白了，便是正在数据的根蒂上用MES的表面和框架举办赋能。ERP也是相似的事理。什么笑趣呢？先用古代的办法把所有营业流程理明确了，把数据企图好了，结尾再此根蒂上用数字化举办赋能。什么是体系：主体便是数據和營業流程，其他都是任事。這20%搞定了也就均衡了80%的體系需求。爲什麽要搞用戶化和通用化，便是這個原故。

　　軟件正在環（SiL: Software in Loop）仿真是采用虛擬駕禦器模子和虛擬對象模子相連起造成閉環，以運轉仿真對象來模仿其運轉舉止和形態，能夠完畢少許現實中難于完畢的場景測試。

　　（由于軟件自己便是半虛擬的，原本說白了便是正在數字孿生的場景中把軟件的效用集成進來，就這麽個事變。比方彙集監測軟件，是檢測彙集通訊自己的形態，或者彙集電纜的檢測軟件-探傷效用，這些都能夠集成進來）

　　硬件正在環 (HiL: Hardware in Loop) 仿真是將及時打點器和虛擬對象聯結起來運轉仿真模子來模仿仿真對象的運轉舉止和形態，通過 I/O、OPCUA 及彙集等接口與被測對象相相連。也稱爲半實物仿真，是將需求仿真的局部體系硬件直接放到仿真回道中的仿真體系，仿真時，現實體系的一局部修造與謀劃機通過百般音訊通道相連，謀劃機和現實硬件配合完畢仿真管事，並將仿真結果正在電腦中舉辦理解，從而判別硬件的運轉境況。

　　（硬件的仿真便是內情聯結，實實際際修造和虛擬模子的斂收速度同步，原本便是形態和運轉機理同步。數字孿生搞什麽？模子形態和運轉機理啊。）

　　硬件正在環仿真不單填充了純數字仿真中的很多缺陷，進步了所有模子的置信度，況且能夠大大減輕編程的管事量。這種仿真的另一個上風正在于它完畢了仿真模子和現實體系間的及時數據交互，使仿真結果的驗證曆程十分直觀，大大缩短了产物拓荒周期。

　　工业汇集和修造的计划历程很难预测到临盆和行使历程会不会呈现题目，而虚拟调试带来很多好处之一便是验证工业汇集和修造计划的可行性。

　　虚拟调试应允计划者正在物理修造临盆之进展行任何批改和优化，由于用户正在测试历程中能够修复缺点，实时对主动化体系或刻板计划举办纠正优化，能够减省年华。虚拟调试将每个计划细节都验证好之后，就能够把这台修造做出来，然后只须正在物理修造上再做 15％或者 20％如此少量的软件优化，修造就能够寻常运转。

　　通过数字孪生工夫的利用，帮帮企业正在现实进入物理对象（如修造、临盆线）之前即能正在虚拟情况中举办计划、筹办、优化、仿真、测试、庇护与预测等，正在现实的临盆运营历程中同步优化所有临盆流程，以明珞装置为例，通过虚拟调试体系正在筹办、计划和调试阶段与客户交流数据和调和，将项目周期缩短了 20%-30%，裁汰 50% 以上的工程现场调试年华，最终完毕高效的柔性临盆，进步企业主题逐鹿力。通过对 PROFINET 的筹办与仿真，完毕调试前的透后化，节省本钱，变被动为主动。返回搜狐，查看更多