Modulárna výrobná linka a jej digitálne dvojča
Modulárna výrobná linka a jej digitálne dvojča |Práve tejto problematike je v súčasnosti venovaná pozornosť na Žilinskej univerzite v Žiline - Ústav konkurencieschopnosti a inovácii, ktorá dosahuje významné pokroky. Jeden z autorov prezentuje časť svojich výsledkov. Vývoj prebieha v niekoľkých fázach, pričom prvá fáza zahŕňala modelovanie a matematické modely, simulácie, návrh a tvorbu hardvérových prototypov, návrh a implementáciu riadiaceho systému, komunikačné moduly, atď.
Dnešné výrobné podniky musia čeliť konštantne sa meniacemu trhu a fluktuáciám v dopyte po výrobkoch. Od výrobkov sa vyžaduje vysoká kvalita, kustomizovateľnosť a zároveň cenová dostupnosť. Tieto faktory sú postupne transformované do požiadaviek na výrobné systémy novej generácie, ktoré by mali byť schopné vyrovnať sa so svojou vlastnou dynamickosťou (poruchy, neočakávané zmeny, neistoty, prioritné objednávky, pridávanie, či odoberanie častí systému, atď.) ako aj s dynamickosťou svojho okolia (chýbajúce vstupy, fluktuácie v dopyte, meniaci sa trh či legislatíva, atď.). Inými slovami:
výrobný systém novej generácie by mal brať vonkajšie a vnútorné narušenia ako bežný stav a svoju súčasť. Spomenutými nedostatkami trpia aktuálne výrobné systémy.
Simulácia výsledkov Ústavu konkurencieschopnosti a inovácii, Žilinská univerzita v Žiline, Ing. Lukáš Ďurica, PhD.
V našom projekte modulárnej výrobnej linky sa venujeme riešeniu týchto problémov.
Modulárna výrobná linka
Hlavnou myšlienkou projektu bolo vytvoriť systém, ktorý dokáže transportovať svoje modulárne časti, spájať ich s ďalšími časťami, a tým vytvárať modulárnu výrobnú linku. Tá sa skladá z dvoch častí – fyzického systému a jeho digitálneho dvojčaťa. Na to aby bolo možné vytvoriť digitálne dvojča modulárnej linky, bolo potrebné vytvoriť digitálne dvojča pre každú fyzickú časť systému.
Pre modulárnu výrobnú linku sme navrhli a vyvinuli nasledujúce časti systému:
- Mobilný robotický systém. Hardvérový prototyp schopný transportovať časti modulárnej linky (modulárne platformy) na požadované miesto v linke.
- Digitálne dvojča mobilného robotického systému. Uchováva aktuálne stavy (napr. poloha, orientácia, cieľová pozícia, atď.) hardvérového prototypu a riadi ho. Komunikuje s digitálnymi dvojčatami modulárnych platforiem a poskytuje im služby transportu. Obsahuje algoritmy pre hľadanie optimálnych ciest k modulárnej platforme, a následne k požadovanému miestu v linke. S ostatnými digitálnymi dvojčatami mobilných robotických systémov vyjednáva o rezervácii nájdenej cesty.
