Ứng dụng
Vận hành ảosiemens.com/virtual-commissioning
Unrestricted | © Siemens 2021 | Siemens Digital Industries Vietnam | 2021-03-24
Doanh nghiệp số: Cơ sở để tối ưu hóa liên tục
An ninh Công nghiệp
Bản sao sốcủa sản phẩm
Bản sao sốcủa dây chuyển sản xuất
Bản sao sốcủa hiệu suất
Nền tảng Cộng tác
Quy trìnhsản xuất ảo
Sản phẩm ảo Sản phẩm thực
Dữ liệu về hiệu suất
Hiện thực hóa và tối ưu hóa
Quy trình sản xuất thựcTự động hóa
Unrestricted | © Siemens 2021 | Siemens Digital Industries Vietnam | 2021-03-24Page 2
Ứng dụng Vận hành ảo (Virtual Commissioning)
1
3
2
4
Tổng quan về Vận hành ảo
Các bước tạo ra Bản sao số (Digital Twin)
Video thực hành
Lợi ích từ Vận hành ảo
Unrestricted | © Siemens 2021 | Siemens Digital Industries Vietnam | 2021-03-24Page 3
Vận hành ảo (Virtual Commissioning) giúp các nhà chế tạo máy giải quyết các thách thức lớn trong quá trình kiểm tra, chạy thử
Làm thế nào để đẩy nhanh quá trình kiểm tra,
chạy thử máy móc ?
Những biện pháp nào để giảm rủi ro và chi phí trong quá trình kiểm tra, chạy thử ?
Làm sao để tránh các tình huống chưa thể
lường trước ?
Làm cách nào để xác định các lỗi cơ khí và
phần mềm từ rất sớm ?
Cách hiệu quả nhất để đẩy nhanh quá trình
kiểm tra, chạy thử, đồng thời cải thiện chất
lượng sản xuất, là sử dụng Vận hành ảo
Unrestricted | © Siemens 2021 | Siemens Digital Industries Vietnam | 2021-03-24Page 4
Bản sao số (Digital Twin) của máy móc giúp kiểm tra, chạy thử nhanh hơn, giảm chi phí và rủi ro
• được tạo ra mà không cần mô hình mẫu thực tế
• cho phép xác định lỗi từ rất sớm trong quá trình
phát triển sản phẩm máy
• tiết kiệm thời gian & chi phí khi thực hiện kiểm tra,
chạy thử thực tế
• cho phép kỹ sư thiết kế và lập trình máy từ bất kỳ
nơi đâu, vd: văn phòng, tại nhà …
• có thể sử dụng để kiểm thử, tối ưu hóa máy móc
hoặc hướng dẫn vận hành trên môi trường ảo
Bản sao số của máy móc
Unrestricted | © Siemens 2021 | Siemens Digital Industries Vietnam | 2021-03-24Page 5
Mô hình Vật lý
và Động học
Cấu kiện cơ khí, tương tác
động học giữa các cấu kiện
Mô hình
Tự động hóa
Logic lập trình PLC
và hiển thị
Mô hình Điện
và Đặc tính
Đặc tính điện, chất …
SIMATIC Machine Simulator
Gói phần mềm sử dụng trong Vận hành ảo bao gốm các công cụ mô
phỏng:
SIMITSIMATIC
S7-PLCSIM Advanced
NX Mechatronics
Concept Designer
Phần mềm mô phỏng các
thiết kế cơ khí làm cơ sở để
kiểm tra, chạy thử trong môi
trường ảo
Bản sao số
(Digital Twin)
Bản sao số (Digital Twin) của máy móc là sự kết hợp của 3 mô hình mô phỏng …
Bộ ba phần mềm tích hợp giúp mô phỏng, kiểm tra, chạy thử trong môi trường ảo,
từ các cấu hình đơn giản đến phức tạp.
Unrestricted | © Siemens 2021 | Siemens Digital Industries Vietnam | 2021-03-24Page 6
Mô hình Vật lý
và Động học
Mô hình
Tự động hóa
Mô hình Điện
và Đặc tính
Bản sao số
(Digital Twin)
Kiểm thử thiết kế cơ khí, chương trình PLC, tương tác các đối tượng và mô hình tự động hóa trên cùng một nền tảng
Thực hiện đồng bộ việc mô phỏng cơ khí, chương trình điều khiển, tương tác các thành phần
giúp cho quá trình kiểm tra, chạy thử đáng tin cậy hơn
SIMATIC Machine Simulator
SIMITSIMATIC
S7-PLCSIM Advanced
• Cảm biến & Cơ cấu chấp hành
• Quá trình Process
• Nhiệt độ & Áp suất
• Thủy lực & Khí nén
• Tác động của Input/Output đến
toàn bộ mô hình máy
• Quy trình khởi động, tắt máy,
xử lý lỗi
• Kiểm soát thời gian
• Điều khiển vị trí, tốc độ
NX Mechatronics
Concept Designer
Chuyển động | Chạy liệu | Va chạm
Unrestricted | © Siemens 2021 | Siemens Digital Industries Vietnam | 2021-03-24Page 7
Xây dựng bản sao sốBước 1: Mô hình vật lý và động học - NX MCD
NX MCD: Tạo ra mô hình máy và mô phỏng chuyển động cơ học
• Tạo ra mô hình vật lý của máy dựa trên dữ liệu CAD
• Bổ sung các thành phần trong thực tế như chuyển động, di
chuyển của nguyên/vật liệu (chạy liệu), trọng lực, va chạm …
• Các thiết kế khác nhau của cấu kiện dễ dàng được kiểm tra,
chạy thử
• Tùy chọn: NX MCD Player cung cấp phương thức tiết kiệm chi phí
chạy mô phỏng tại nhiều máy tính trạm. Cần bản license đầy đủ
của NX MCD để cấu hình.
Mô hình Điện
và Đặc tính
Bản sao số (Digital Twin)
SIMIT
Mô hình Vật lý
và Động học
NX Mechatronics Concept
Designer (NX MCD)
Mô hình
Tự động hóa
SIMATIC
S7-PLCSIM Advanced
Unrestricted | © Siemens 2021 | Siemens Digital Industries Vietnam | 2021-03-24Page 8
Xây dựng bản sao sốBước 2: Mô hình điện và đặc tính - SIMIT
SIMIT: mô phỏng đặc tính vận hành
• Mô phỏng các ngoại vi phân tán thông qua mô hình đặc tính, vd:
cảm biến, các cơ cấu chấp hành, các đặc tính quy trình như nhiệt
độ, áp suất, thủy lực
• Cho phép mô phỏng đồng thời
• Thành phần / Giao diện giả lập chức năng
• Kết nối trực tiếp đến công cụ mô phỏng (AMESIM, Matlab)
• Ngoài ra, có thể kiểm tra trên phần cứng thật và kết nối đến các
phần mềm bên thứ ba (3rd party) bằng SIMIT Unit
Real
controller
Hardware-in-the-loop(*) Software-in-the-loop (**)
SIMIT
Unit PLC ảo
Nền tảng
mô phỏng SIMIT
Phần cứng thật
Mô hình Điện
và Đặc tính
Bản sao số (Digital Twin)
SIMIT
Mô hình
Tự động hóa
SIMATIC
S7-PLCSIM Advanced
Mô hình Vật lý
và Động học
NX Mechatronics Concept
Designer (NX MCD)
(*) (**) Hardware-In-the-Loop (HIL) và Software-In-the-Loop (SIL) là hai phương pháp tích hợp
phần cứng và phần mềm bên ngoài vào hệ thống mô phỏng, giúp quá trình mô phỏng chính xác hơn
Unrestricted | © Siemens 2021 | Siemens Digital Industries Vietnam | 2021-03-24Page 9
Xây dựng bản sao sốBước 3: Mô hình tự động hóa - SIMATIC S7-PLCSIM Advanced
SIMATIC S7-PLCSIM Advanced: Mô phỏng bộ điều khiển SIMATIC S7-1500
• Mô phỏng các chức năng mở rộng bao gồm truyền thông, khóa
bảo vệ chương trình, chức năng về Safety và Web Server
• API trao đổi dữ liệu với các hệ thống mô phỏng khác
• Hỗ trợ chạy đồng thời nhiều PLC ảo cho các hệ thống vận hành
nhiều PLC cùng lúc
• Kiểm soát thời gian và đồng bộ hóa
S7 Communication,
OPC UA, Softbus
AP
I
Dữ liệu
Mô hình Điện
và Đặc tính
Bản sao số (Digital Twin)
SIMIT
Mô hình
Tự động hóa
SIMATIC
S7-PLCSIM Advanced
Mô hình Vật lý
và Động học
NX Mechatronics Concept
Designer (NX MCD)
Unrestricted | © Siemens 2021 | Siemens Digital Industries Vietnam | 2021-03-24Page 10
Lợi ích của Vận hành ảo: vận hành nhanh hơn, giảm chi phí và rủi ro
Bộ công cụ SIMATIC
Machine Simulator(*) hỗ
trợ Vận hành ảo trong
nhiều ứng dụng:
• Phát triển các hệ máy mới
• Mở rộng chức năng các
máy hiện hữu
• Chỉnh sửa hay tối ưu hóa
máy móc
Chất lượng • Tối ưu hóa chương trình điều khiển và chức năng máy từ môi trường ảo
Tốc độ• Giảm thời gian kiểm tra, chạy thử tại site khách hàng
• Triển khai song song việc thiết kế cơ khí và lập trình điều khiển
Chi phí• Càng tối ưu hóa sớm, càng tiết kiệm
• Giảm chi phí kiểm tra, chạy thử (T&C)
Rủi ro• An toàn thực hiện kiểm tra, chạy thử trên mô hình mô phỏng
• Giảm rủi ro khi vận hành thực tế, tránh ít lỗi vận hành hơn
Linh động• Vai trò “Phòng thí nghiệm” ảo để tìm ra các phương án tối ưu
• Đánh giá những thay đổi có khả năng ảnh hưởng khi vận hành
(*) SIMATIC Machine Simulator bao gồm SIMIT và PLCSimAdvanced
Unrestricted | © Siemens 2021 | Siemens Digital Industries Vietnam | 2021-03-24Page 11
Khoảng đầu tư cho Vận hành ảo nhanh chóng mang lại lợi ích
Chi phí vs.
Lợi ích
Chi phí
Lợi ích
Thời gian
Chi phí bao gồm
License & Đào tạo
Khấu hao nhanh:
• Chi phí license gói phần
mềm Vận hành ảo
• Chi phí Đào tạo
Lợi ích dài hạn:
• Tiết kiệm chi phí
• Mở rộng mô hình kinh
doanh
Tiết kiệm chi phí
Máy mẫu ảo hóa
Triển khai song song
Đưa ra thị trường
Thử nghiệm toàn diện
Mở rộng mô hình kinh doanh
Các dịch vụ mới
Đổi mới hình ảnh
Đào tạo Vận hành
Unrestricted | © Siemens 2021 | Siemens Digital Industries Vietnam | 2021-03-24Page 12
Vận hành ảo mang lại lợi ích cho người vận hành, mang lại lợi thế cạnh tranh cho nhà chế tạo máy
“Trước sản xuất” - Đào tạo
• Người vận hành máy có thể làm
quen với hoạt động của máy trước
khi chính thức vận hành
Lợi ích đối với người vận hành
• Bước vào vận hành nhanh chóng &
suông sẻ
• Khắc phục sự cố sớm
• Tránh lỗi sai sót khi vận hành
• Giảm thời gian máy dừng
Các nội dung có thể đào tạo bằng Bản sao số (Digital Twin)
Đối với người trực tiếp vận hành
• Vận hành HMI
• Cách chạy máy
• Xử lý các tình huống lỗi
Ưu điểm của phương pháp đào tạo
• Đào tạo trong tình huống thực tế
• Các tình huống lỗi phổ thông
S I M I T
Đối với nhà máy, có thể mô phỏng không chỉ từng máy riêng lẻ mà còn có thể mô
phỏng toàn bộ quá trình sản xuất. Trong tình huống này, phạm vi đào tạo có thể
mở rộng với các hệ thống SCADA (WinCC) để mô phỏng toàn bộ nhà máy.
Unrestricted | © Siemens 2021 | Siemens Digital Industries Vietnam | 2021-03-24Page 13
Cảm ơn sự quan tâm của quý vị!
Để tìm hiểu thêm hoặc cần trợ giúp, xin vui lòng liên hệ:
Lê Tiến Vinh
Ban Công Nghiệp Số - Bộ phận Tự động hóa
Công ty TNHH Siemens
Email: [email protected]
www.siemens.com.vn
www.facebook.com/Siemens.Vietnam
Page 14 Unrestricted | © Siemens 2021 | Siemens Digital Industries Vietnam | 2021-03-24
Top Related