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  • 行業資訊

    數字孿生如何應用在智能制造教學仿真

    2021-07-0913:19
      

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    智能制造多專業融合復合型人才培養


    隨著《中國制造2025》、《機器人產業發展規劃(2016-2020年)》等文件正式發布,明確指出要組織實施智能制造產業人才培養計劃,加強各大高校智能制造相關學科專業建設,加大智能制造相關專業培訓教育力度,加快培養高新科技行業急需的高層次技術研發、管理、操作、維修等各類人才。

    圍繞智能制造是一套綜合性的人才培養機制,各個專業學科之間具有交叉,且基礎學科之間也具有一定的培養方向性,該方案圍繞現有的本科電氣自動化、計算機、機械自動化、電子信息工程四個專業,以智能控制為方向建立虛實一體化的綜合人才培養機制。

    綜合技能培養應用:

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    數字孿生在教學仿真應用


    數字孿生完成的是現實世界中物理模型在虛擬空間的映射。物理模型指的是現實世界中的各種設備:人、機械臂、數控機床、自動化儀表、手機等,虛擬世界您可以簡單的理解為由各種智能計算設備構成的數字世界;通過數字孿生技術,我們現實世界中的每個設備都將在虛擬世界中有一個無論外觀還是內部構造都與其一模一樣的數字實體。

    解決傳統教儀設備“不直觀”,“用不好”,“成本高”等難題。

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    沒有完整的實驗設備及場地,只能面對枯燥的書本和理論知識,學習起來枯燥無味,進展緩慢;

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    傳統模式,需要投入大量實物設備、場地以及人員,還得面對實物正常損耗及意外壞損的問題,無法降低成本;

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    傳統模式,存在學員、設備等安全風險,難以避免;

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    傳統實訓模式,學員實際動手操作受時間、空間及實物設備數量限制,導致每個學員平均的實際操作機會少,培訓周期長;

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    傳統文檔方式,不形象不直觀容易誤解,而且結構原理及拆裝維修過程難以展現,不利于學員的理解和掌握,無法降低學習難度,使學習生動有趣;

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    隨著產品生命周期逐漸變短,更新換代越來越快,傳統的方式成本將會急劇增長,沒有一種手段使產品知識更新更加快捷;

    IOA虛實仿真,即Intelligent On-line Automation,意為在線智能控制仿真,具有虛實結合控制仿真特點,能夠1:1的在線簡歷模型庫,工程庫,資源庫給與傳統教學實驗室升級優化,形成離線仿真、虛實仿真、VR展示以及教學資源包的特點。

    平臺通過以數字孿生 + 傳統電氣實訓系統,1:1的建立虛實一體化的模塊式實訓系統,分別按照工業機器人、PLC、人機交互、嵌入式、物聯網等多個智能制造控制模塊建立和升級為數字孿生式實訓系統,從而實現對智能制造多個單元和應用的教學升級。

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    以在線數字孿生的智能制造控制仿真

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    IOA-Factory虛擬工廠是一套綜合性的實訓平臺,該平臺通過采用數字化雙胞胎技術,將虛擬工廠的機電系統與真實的工業自動化控制系統打通,通過豐富的3D虛擬交互形式,從而實現對智慧工廠電氣配線、編程、控制教學培訓等目的。

    虛擬數字式智慧工廠采用真實/虛擬的機器人示教編程系統,工業機器人運動控制器以及真實的數控系統,通過硬件模擬技術打通控制器與虛擬化的通信,即學生操作實訓采用PLC編程控制,工業機器人示教編程應用,MES調度以及數控設備的實操,通過虛擬裝備的3D展示,達到與真實的智慧工廠同樣的實訓效果。


    ? ? 模擬:用戶自建工廠、虛擬工廠云工程平臺

    ? ? 仿真:虛擬電氣接線、CAD電氣接線

    ? ? 交互:多屏三維互動 + AR交互 + VR沉浸式體驗

    ? ? 內容:電氣CAD、PLC編程、機器人示教、組態控制

    ? ? 資源:虛擬工廠模型庫、高端智造虛實轉化

    ? 特點:以實控虛、以虛代實、虛實結合


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    為解決資源差,靈活性低,以及教學編程驗證困難,實訓場景與產業應用脫節等問題,IOA采用與實際的智慧工廠系統完全一致,且PLC系統,數控系統,機器人運動控制器完全一致,通過虛擬工廠編程可直接復制到實際工廠運行的數字化雙胞胎系統平臺教學,從而解決傳統PLC教儀設備“不直觀”,“用不好”,“成本高”等難題。

    半實物仿真

    真實的PLC、控制器系統,虛擬的三維場景,應用范圍不受限制。不受場地硬件的限制,學員進行虛擬的操作訓練,不用擔心損壞裝備,在操作的過程中如果出現錯誤還可以給出語音和文字提示。

    全虛擬模擬

    虛擬的軟PLC系統,采用博圖軟件開發,不需要物理PLC即可完成編程,電氣接線以及邏輯編程控制及驗證。

    3D工業產線應用布局

    用數字技術對物理(實體)資產進行數字化,從設計開始,也可以在設備進行運行的時候使用各種類型的傳感器來收集運行狀態來對它的工況、位置等進行接近實時的采集和分析。

    全系列控制器仿真

    不僅僅是PLC系統,配套有虛擬AGV控制器,虛擬工業機器人示教器以及多軸伺服運動控制器,能夠按照工業產線系統一步步搭建及規劃整個產線仿真應用。


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