OEM機器制造商利用仿真軟件提高效率

日本OEM機器制造商平田機工致力于利用其自行開發(fā)的模塊，活躍于汽車及半導體產業(yè)，擅長從設計、工程到調試的端對端機器供應。如今從全新的自動化仿真軟件獲得質量提升，以及在前置時間方面附加價值的回報。

一切看似順利，然而程序除錯和職務訓練長久以來一直困擾著OEM機器制造商平田機工（Hirata）。雖然程序本身即使在機器制作之前也可以進行檢查，但除錯只能在機器制作完畢并執(zhí)行程序后才能進行；接著是進行示教。

「示教」通常是透過人機接口（HMI）輸入機器人每個軸的位置來完成。若要輸入非常精確的位置，就必須非常小心并花費許多時間。因此，平田機工自然會思考「如果我們不用等候機器制作完成就可以開始除錯流程，會是怎樣的情況？」

同時，調試是平田機工的另一項挑戰(zhàn)。特別是海外的項目，在機器抵達現場之前，現場人員必須等候數星期，甚至數個月的時間—視目的地而定。接著他們想知道他們在運送和裝運期間有哪些事情可以做。


 
圖1 : 一般來說，程序本身即使在機器制作之前也可以進行檢查，但除錯只能在機器制作完畢并執(zhí)行程序后才能進行。（source：Rockwell Automation）

然后平田機工接觸到洛克威爾自動化的Emulate3D軟件。平田機工和洛克威爾自動化在可程序邏輯控制器（PLC）或伺服產品等組件供應方面有業(yè)務關系，特別是運送到美國的機器。

在2019年1月，洛克威爾自動化為擴充其數字工程的功能收購了Emulate3D，并開始推廣數字工具的銷售。當時雖然盛行透過仿真軟件進行脫機示教，但仿真無法測試程序，因此無法利用仿真工具進行除錯。

仿真可以讓工程師在虛擬環(huán)境利用3D計算機輔助設計（CAD）對象執(zhí)行程序，因此工程師不需要等候機器制作完成即可開始程序的除錯。平田機工對日本洛克威爾自動化技術顧問所做的初次示范留下深刻的印象。


 
圖2 : 仿真可以讓工程師在虛擬環(huán)境利用3D計算機輔助設計對象執(zhí)行程序，不需要等候機器制作完成即可開始程序的除錯。（source：Rockwell Automation）

透過反復試驗及錯誤進行概念驗證
日本洛克威爾自動化團隊于2019年6月當面向平田機工的工程師展示Emulate3D。平田機工對初次的展示與示范感到印象深刻，但同時也覺得需要進行技術驗證。接著開始合作概念驗證的過程。平田機工提供部分技術信息給洛克威爾自動化的顧問，讓他們打造更客制化的示范。洛克威爾自動化的顧問帶著客制化的示范回到平田機電，為平田機電提供更多次設定的額外輸入。經過多輪溝通之后，平田機電的工程師對此工具更有信心，并尋求管理階層核準預算。

熊本事業(yè)部事業(yè)部門的Shimizu提到那一刻，表示：「我們接觸過多種模擬解決方案，但最后都只能小規(guī)模部署。不過Emulate3D不一樣。我們拿到洛克威爾自動化利用我們實際3D CAD數據開發(fā)的示范程序之后，立刻就對其質量有深刻的印象，并且覺得有多種使用案例的巨大潛力?！?br/>
預算通過核準之后，平田機工于2020年1月指派專屬工程師，并由洛克威爾自動化的技術顧問展開密集的實作培訓。數個月的培訓讓專屬工程師可以充分利用仿真工具，而且在某些實際的項目中達到部分優(yōu)良的結果。這成功催生出全新的「數字工程師團隊」，由總經理Kusuguchi擔任該部門總經理。

在2021年4月，Kusuguchi組織所屬的下一個事業(yè)部門，成立了由四名工程師所組成的「3D設計推廣團隊」?，F在，Emulate3D適用范圍擴大，將工程時間減少了30%，而且除錯的工作效率提高了70%。

意想不到的「副加產物」
Emulate3D可以整合虛擬現實（VR）的功能，因此除了檢查執(zhí)行PLC程序的機器，還可以在虛擬環(huán)境中完成詳細的安全檢查或危險預測。這也可以用來進行虛擬調試，這讓平田機工能夠縮短需要的工程師派遣與調試時間。

除此之外，故障排除或工廠驗收測試（FAT）也可以在虛擬仿真機器作業(yè)中完成。事實上，平田機工表示，因為全球疫情的關系，他們接到越來越多遠距FAT/故障排除的要求。將業(yè)務行為從實際到場/面對面改成遠距，不僅是平田機工，連終端使用者都可以大幅獲益。

另外，Emulate3D和VR的結合可以實現虛擬培訓環(huán)境，讓現場工作人員可以在等候海運的同時完成操作培訓。這項虛擬培訓也適用于尋求培訓的新進員工。

后續(xù)階段
到目前為止，仿真工具在制造與工程產業(yè)的優(yōu)勢顯而易見，但平田機工也還在評估這個工具的多元價值。例如，作為OEM供貨商，他們可以透過模擬加上VR進行機器展示，而不需要在展場攤位實機操作。他們的銷售團隊也可以在客戶面前快速示范，甚至可以在平板上進行遠距展示，因此銷售周期可以變得更有效率。

Shimizu的經理Kusuguchi表示：「我們持續(xù)提供質量和前置時間方面的附加價值，但我們將能夠利用Emulate3D等創(chuàng)新的數字工具增添更多價值?！蛊教餀C工將繼續(xù)成長茁壯。