Szybka ścieżka projektowania nowej maszyny pakującej

Linie opakowaniowe firmy WestRock oparte są całkowicie na
modelowaniu cyfrowym. Pozwala to na znaczne skrócenie czasu
projektowania i realizacji zamówień.

W dziale napojów supermarketu można zobaczyć różne rodzaje opakowań
rywalizujących o uwagę klientów. Dlatego wygląd produktu na półce jest
bardzo ważny. WestRock, amerykańska firma specjalizująca się w produkcji
opakowań, projektuje swoje wyroby wyłącznie metodą modelowania
cyfrowego, dzięki czemu pierwsze wrażenie wywierane przez opakowanie
może być dokładnie sprawdzone na długo przed rozpoczęciem jego
produkcji. Projektanci mogą wirtualnie symulować różne wielkości
pojemników i kształty opakowań, a także obliczać takie parametry jak miejsce
zajmowane na półce czy masa pojemnika. Przed przedstawieniem
producentowi napojów nowego opakowania i jego obrazową prezentacją w
wirtualnym supermarkecie, projektanci wysyłają dane wejściowe do zespołu
przygotowania produkcji. Używając oprogramowania do symulacji, zespół
ten sprawdza, czy nowe opakowanie może być produkowane w zakładzie
WestRock oraz jaka byłaby pracochłonność i koszty jednostkowe. Taki w
pełni cyfrowy przepływ pracy jest jak dotąd niespotykany w żadnej innej firmie.

Optymalizacja w ramach symulacji
Projektowanie w oparciu o modelowanie cyfrowe daje firmie WestRock duże
korzyści nie tylko w obszarze planowania zamówień, lecz także w obszarze
konstruowania nowych linii opakowaniowych. Od pierwszego kliknięcia
myszą w programie CAD, wszystkie dane projektowe są przesyłane na
platformę 3DEXPERIENCE firmy Dassault Systèmes. Jeszcze zanim technik
weźmie do ręki pierwszą rzeczywistą śrubkę, projektanci optymalizują
wszystkie napędy i kinematykę, włącznie z funkcjami sterowania,
wykorzystując wyłącznie oprogramowanie do symulacji. „Zdecydowana
przewaga takiego podejścia polega na tym, że inżynierowie mogą
zaprojektować układ sterowania całkowicie wirtualnie, za pomocą platformy
3DEXPERIENCE. Uzyskana stąd wiedza może być zastosowana
bezpośrednio w środowisku projektowania IndraWorks firmy Bosch Rexroth"
— wyjaśnia Philippe Bartissol, wiceprezes ds. wyposażenia przemysłowego,
Dassault Systèmes.

Przejście do rzeczywistości
Połączenie pomiędzy wirtualną platformą 3DEXPERIENCE a rzeczywistymi
sterownikami i napędami zapewniane jest przez oprogramowanie Open Core
Engineering firmy Bosch Rexroth. Umożliwia ono przyjmowanie przez
symulowaną maszynę danych i rozkazów z rzeczywistego układu sterowania
oraz natychmiastowe ich wykonywanie. Ponadto oprogramowanie zapewnia
modelowanie trójwymiarowe i modelowanie zachowania. Takie modele są w
istocie pełnymi wirtualnymi obrazami zainstalowanych elementów. WestRock
wykorzystuje szereg kontrolerów logiki ruchu IndraMotion MLC, które sterują
różnymi modułami linii opakowaniowej. Łącznie zainstalowanych jest ponad
80 inteligentnych bezszafkowych serwonapędów IndraDrive Mi.
Poszczególne kontrolery połączone są interfejsem Sercos, co zapewnia
wzajemną komunikację w czasie rzeczywistym i dokładną synchronizację linii
opakowaniowych.

Pełna elastyczność
Dzięki współpracy firm Bosch Rexroth i Dassault Systèmes, WestRock mógł
zaimplementować nowe rozwiązania automatyki, które zwiększają
elastyczność i produktywność. Cykle życia produktów są obecnie coraz
krótsze, a partie produkcyjne są coraz mniejsze, wobec czego produktywność
w coraz większym stopniu zależy od krótkiego czasu wymiany i od wysokiej
elastyczności. Dlatego WestRock stawia sobie za cel, aby nowe linie
opakowaniowe umożliwiały wymianę poprzez jedno kliknięcie myszą. W
liniach opakowaniowych coraz większa część funkcji, które dotąd były
sterowane mechanicznie, jest przejmowana przez oprogramowanie.
Oprogramowanie bazujące na środowisku projektowym IndraWorks i
platformie Open Core Engineering jest równie modularne jak sprzęt.
Ponieważ użytkownik ma zapewniony lepszy bezpośredni dostęp do układu
sterowania, stosowanie oddzielnych programowalnych kontrolerów PLC jest
już często zbędne. Stanowi to konkretny przykład wykorzystania koncepcji
Industry 4.0 w rzeczywistym zastosowaniu, gdyż programy komputerowe —
takie jak środowisko symulacyjne Dassault Systèmes — komunikuje się
bezpośrednio z układami automatyki.