作者 |Mark Hoske

本文探討了仿真和數字孿生軟件如何通過實現自動化系統的概念、設計、測試、培訓、安裝、升級和優化來加速數字化轉型，從而提高企業的競爭力。

使用仿真軟件和數字孿生可以幫助實現自動化和控制的有效集成，以提高競爭力。系統集成商需要了解客戶的需求，在仿真中直觀表示這些項目的需求，往往會獲得更好的效果。仿真是一種未被充分利用的策略，Huffman Engineering公司的工程經理Keith Mandachit預計，“隨著我們進入數字化時代，能夠看到更多這樣的策略。”

仿真軟件使得可以在安裝前進行測試。它通過測試概念和策略來實現創新，而無需構建系統的資本支出。它允許在準備好運營系統之前對操作員進行培訓。所有這些評估組件都意味著，當實際設計結合在一起時，設計會更智能、更快速、更準確。

Applied Manufacturing Technologies (AMT)公司的首席運營官Craig Salvalaggio表示，仿真軟件可以用于復制離散事件、模擬工廠過程和工作流程，以及為自動化項目進行虛擬調試。

01用于自動化和控制的數字孿生

數字孿生軟件可以幫助創建并徹底測試機器或過程，而無需物理構建和安裝。例如，假設一個項目正在考慮通過機器運行輸送機。創建仿真可以顯示機器設計是否能夠跟上輸送機運行的速度，或者很容易顯示較小的機器如何仍能滿足目標并適應較小的空間。數字孿生甚至可以在系統開始生產之前，幫助進行操作人員的培訓。

在為數字孿生提供更多細節之前，“我們總是能通過編程在軟件中進行仿真，連接開關并對其進行強制，操作數據和寄存器值，并查看邏輯如何工作。”Mandachit說。將其擴展為數字孿生，可以顯示更多過程是如何相互作用的，并有助于規劃、設計、測試和升級控制系統設計。他說，現在我們可以提前測試代碼和整個過程，而不僅僅是零零碎碎的測試。

Salvalaggio建議，通過數字孿生可以顯示如何將元件引入工作單元，并確定對所設計應用程序的工作過程、動作和周界防護的影響，以更好地規劃、查看場景并進行虛擬調試。

02仿真軟件的優勢在數字孿生中得到擴展

Salvalaggio描述了三個不同難度等級的仿真：

·作為一種可視化的規劃工具，仿真可以為工廠的系統設計概念化帶來很多價值，比二維布局更有幫助。

·更進一步，軟件可以仿真進料、有效載荷、運動學、機器人、輸送機、產品流和過程吞吐量，這遠遠超出了一個工作單元的設計。高級仿真有助于進行更多工程級別的工作，為離線編程提供反饋，并減少系統集成和現場安裝時間。

·最有用和最具挑戰性的是完整的數字孿生，它能隨著從工作單元竣工圖紙到工廠實際情況的變化而不斷更新。作為工作流程的一部分，新信息需要更新數字模型，以實現更多價值。

隨著仿真和數字孿生軟件功能的不斷發展，成本也在下降。Salvalaggio預計，“ 五年后，我認為我們將看到數字孿生獲得更廣泛地引用”，尤其是當大公司開發出大量的可實施方案并帶來顯著的價值提升時及增加。

數字孿生可以幫助制造企業實現優化，“在冒險花費時間和資源對系統進行物理改變之前，先看看模擬的改變是否會帶來預期的回報。” Mandachit說。模擬和數字孿生的使用有助于工廠更好地規劃，以適應生產需求和變化。

03高效使用仿真軟件的7個技巧

關于仿真軟件如何助力數字化轉型的實施，ChatGPT給出了自己的答案。Control Engineering雜志近日就自動化和控制應用如何使用仿真軟件詢問了ChatGPT，得到了如下的回復。

仿真軟件可以成為數字化轉型升級的強大工具，因為它允許在安全可控的環境中測試編程升級、重新設計、優化和培訓，然后再在工廠車間的物理環境中實施。

七個技巧可以幫助高效地使用仿真軟件進行自動化和控制：

1.確定仿真的范圍：明確定義需要仿真的過程，包括所有輸入、輸出和影響系統的其它相關因素。

2.選擇合適的仿真軟件：選擇能夠準確表示被建模系統并具有分析所需功能的仿真軟件。

3.準確收集數據：收集有關建模過程的準確數據，如輸入/輸出數據、運營參數和其它相關信息。這些信息將有助于確保仿真能夠準確表示物理系統。

4.驗證仿真：仿真完成后，通過將其結果與真實物理系統的實際結果進行比較來驗證仿真。這將有助于確保仿真的準確性和可靠性。

5.使用仿真進行培訓：仿真軟件可用于對操作員和工程師進行新工藝或升級方面的培訓。它為測試和學習提供一個安全可控的環境，沒有對實際系統造成損壞的風險。

6.使用仿真進行優化：仿真軟件也可以用于優化過程。通過測試各種場景和設置，工程師可以確定最高效、最有效的系統運行方式。

7.迭代和優化：在工廠實施之前，使用仿真軟件測試和完善各種設計、升級或優化策略。這有助于節省時間、資源并防止代價高昂的錯誤。

仿真軟件可以成為自動化和控制應用的寶貴工具，允許在安全可控的環境中測試升級、重新設計、優化和培訓。通過遵循最佳實踐并使用適當的軟件，工程師可以提高控制系統的準確性、可靠性和效率。

關鍵概念：

隨著仿真和數字孿生軟件功能的不斷發展，成本也在下降。

了解使用仿真軟件進行自動化和控制應用的7個技巧。

思考一下：

您是否使用仿真和數字孿生來加快和改進遷移和升級？

審核編輯：湯梓紅