数字孪生的引领者:华龙讯达助力广西汽车和欣旺达

目 录

1.先进制造技术:数字孪生与工业互联网平台相映成趣

2.动力电池的数字孪生生产线

3.跨域空间的知识协同

4.附录:深圳华龙讯达介绍



01

先进制造技术:数字孪生与工业互联网平台相映成趣


       数字孪生是制造业数字化转型的关键技术。数字孪生通过仿真工具、虚拟现实等数字化技术,将物理世界的各种数据,实时传输到数字世界中,形成实时同步、高度互动的数字镜像。
       对于国内数字孪生领跑者的华龙讯达而言,数字孪生是人们改造物理世界的第二操作间,借助于知识复用和工业互联网的全要素连接,人们甚至不必去现场。




02

动力电池的数字孪生生产线


       新能源汽车作为发展战略性新兴产业的重点,动力电池是新能源汽车成本最高的部件,占新能源汽车总成本的比例接近40%。作为智能终端的心脏 ,动力电池的优劣将直接影响汽车产品和车企品牌。欣旺达公司就是为电动汽车提供电池包解决方案。具有高度自动化电芯分选、模组成组和电池包装配全自动化生产线。繁忙的电池包生产线上,无数的电池被高速制造出来。良品率对于一个电池厂家至关重要,而质量影响因素却非常多,飞奔的电池洪流背后,都是大量机器逻辑在驱动,而且来自不同的系统指令,工人在现场的顾此失彼,会很常见。如何能够对质量进行实时分析?如何能够快速优化质量,而且在事故苗头期间就获得预知的能力?


       基于工业互联网平台的数字孪生产线,可以挑战这个逻辑麻团。


       华龙讯达的工程师需要为这些高速运转的机器,建立一个庞大的数字孪生大本营,并将质量模型库作为弹药库。



首先是建立物理模型。就像是要重现秦朝帝国的战争,需要按照西安秦俑里的形象,把当年的战士、战车、刀枪的模型构建出来,这是数字化的第一部分。


       随后是关键的一步,建立数字世界的秩序。有模型,有规则,有时间先后,这些实物和逻辑规则需要被重新一一清点。在欣旺达的一条电池包生产线上,近800个动作模型被建立起来,覆盖了从电芯翻转,到机器人堆叠,或者气密性测试等各种工序。当所有的要素,都在工业互联网平台之上得以连接的时候,数字孪生就可以按照这些准则有条不紊的运行。


       然而,这些数字孪生绝非仅仅是模型,它们其实是一种生命体。当工厂里的机器实际开始启动的时候,工业互联网平台实现了连接。而现场数据,就是数字孪生与机器的使者,数字空间和物理世界,都充满了活力——同步的活力。电池包的质量缺陷问题,无法逃过传感器的眼睛,它们被活灵活现地呈现在数字孪生的一侧,工人获得了强大的洞察质量的能力。


       欣旺达动力电池组装数字孪生生产线通过全面实时的数据采集,实时汇聚动力电池组装生产线的设备控制系统、电子标签和二维码系统,以及管理软件的各种数据,构建了智能化分析与决策支持方法,形成了以动力电池Pack生产质量控制为核心的智能化高柔性生产模式。



03

跨域空间的知识协同


       如果能够穿越时空,你可以站在达芬奇的身边,看他如何完成《蒙娜丽莎》的画作。你能感知他的想法,而不是猜测。数字孪生,试图重新找回连接不同时空的方式。


       汽车四大工艺中,焊接和总装的生产现场非常复杂,工艺设计与生产执行缺乏合适的同步仿真与检测手段;产品的质量信息采集手段,由于自动化程度不高,往往滞后,无法有效指导质量改进。



在汽车生产车间里,设计工艺者和最后使用者并非同一团队,他们在时间上也是错开的。如何将产线上已经设计好的诀窍,传递给后来者呢?


       以前的传递方式,都是操作手册,规范说明。说者未尽其意,用者未知其然。一队人排列进行传字游戏,最后一个人得到的指令,跟第一个人可能完全不同。这是文字和语言天生的局限性,也体现了人之间协同的天然。


       而数字孪生,则克服了这种协同的缺陷,大大加强了不连贯性。2019年广西汽车决定在焊接与总装引入数字孪生车间,通过工业互联网平台,来解决多学科、多专业协同设计不足的问题。


       华龙讯达在数字空间中,重新构建了产线的模型,实现了1:1的复原,现场被呈现在遥远的中央集控,各种操作都实现了可视化。然而,可视化只是解决了“空间复制”的,并没有实现“提供远程方案”。十二年前已经实现了机器的可视化的华龙讯达,已经意识到这种的不足。


       作为自动化控制系统的方案商,华龙讯达将底层的数据采集,与工业互联网平台上,跟数字孪生进行了连接。与一般工业互联网的连接只采集机器外部的数据不同,华龙讯达采用了重型采集的方式,下沉到机器最深处,直接从数据端口获得第一手数据。与传统采集方式,数据采集点超过3倍,但是这些数据呈现了多样化、异构化,就像是密码一样。而华龙讯达就是从机器控制的原理,破译这些密码,从而才能获得超越机器外部数据的价值。只有完整而有规则的数据,才能跟人类的知识相匹配。这些数字孪生所获得的数据,正是知识重用的关键所在。而实时数据,则杜绝了延迟性,让车间里的人机互动大大加强。


       当足够多的信息,被重新注入数字孪生车间的时候,一个透明车间就完整地呈现在人们面前,处于高度可控的状态。


       对于华龙讯达而言,数字孪生需要具备可视化、可仿真、实时性、互动性的特点。在此基础上,实现了广西汽车车间的工业互联网平台的部署。在平台上,生产线可视化工艺仿真,能够对关键设备的健康状况进行管理,对车间能耗进行多维分析与优化,对车间动态生产进行调度,对车间生产过程进行实时监控,很好地解决了车间生产管控和资源调配不及时的难题,提高了生产效率,降低了运行成本。

       数字经济在工厂里的表现就是知识经济,因为只是驱动数据。广西汽车的数字孪生车间里,背后就是知识的驱动。


04

附录:深圳华龙讯达介绍





      深圳华龙讯达信息技术股份有限公司是国内数字孪生领域的先行者,专注于打造数字孪生工具集、模型集和服务集,参与智能制造、工业互联网、数字孪生等10余项国际和国家标准的制定工作。华龙讯达自研木星数字孪生平台,配合木星“机器宝”智能数据采集和边缘计算智能终端,可为各行业开展工业互联网数字孪生应用赋能,以数据的有序自动流动解决复杂制造系统面临的不确定性,不断优化研发设计、生产制造、运营管理等资源配置效率为目标,构建了一个以数据为核心,以模型为驱动,将现实世界中的机器、设备、人员、物料等实体通过传感器、控制器和工业APP连接起来,以数字孪生的“虚实映射、以虚控实”,推动实时监测、预防性维修、远程运维、智能控制、产品设计、产业链服务等工业APP的研发与应用,助力制造业数字化转型升级。目前已成功应用在飞机制造、新能源装备、汽车制造、轨道交通、公共交通、石化、风电、核电、医药等行业和领域。

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贺州市市长彭代元等领导一行莅临华龙讯达考察调研