Validate and Improve Your Manufacturing Quality with Digital Twin Technology and Point Cloud Data Management

Validate and Improve Your Manufacturing Quality with Digital Twin Technology and Point Cloud Data Management

Zarządzanie danymi i łączność cyfrowa

Walidacja i poprawa jakości produkcji dzięki technologii Digital Twin i zarządzaniu danymi w chmurze punktów 

Poprzez wirtualne przedstawienie obiektów fizycznych lub procesów i symulację rzeczywistości w środowisku wirtualnym technologie cyfrowego bliźniaka osiągają przełom w wielu znaczących dziedzinach, w tym w produkcji, budownictwie i opiece zdrowotnej. Cyfrowe bliźniaki oparte na precyzyjnych danych skanowania 3D usprawniają produkcję i zapewniają jej walidację. Umożliwiają przeprowadzanie cyfrowych procesów montażu i kontroli jakości, co pozwala obniżyć koszty, przyspieszyć czas wprowadzenia na rynek oraz poprawić formę, dopasowanie i działanie wyrobów.   

 

W świecie produkcji Digital Twin Instance (DTI) jest cyfrowym bliźniakiem pojedynczej instancji wyprodukowanej części lub wyrobu. Technologie skanowania do chmury punktów są w stanie szybko i dokładnie odwzorować powierzchnie wytwarzanych detali i składanych wyrobów, co czyni je idealnym narzędziem do tworzenia DTI. Równie ważne jest solidne rozwiązanie do zarządzania danymi cyfrowymi, które pozwala odpowiednio zarządzać dużymi projektami pomiarowymi 3D, ujmować metadane łączące mierzone detale z procesem produkcyjnym oraz cyfrowo udostępniać DTI w całym przedsiębiorstwie. 

Kto potrzebuje fizycznego detalu po całkowitym zeskanowaniu powierzchni?

Praktycznie nikt. Po całkowitym odwzorowaniu za pomocą chmury punktów powierzchni fizycznego detalu przez skaner powstały w ten sposób DTI można skontrolować, zbadać i zasymulować bez potrzeby korzystania z fizycznego detalu.  

Wyobraźmy sobie przykładową awarię produkcji. Po zeskanowaniu wytworzonych detali zespoły kontroli jakości mogą powrócić do elementów, które zostały wytworzone w ciągu ostatnich 24 godzin, aby wirtualnie przeanalizować je w celu precyzyjnego ustalenia, które z nich są nieprawidłowe, i usunąć je z magazynu przed wysyłką, co pozwoli uniknąć kosztownych zwrotów. 

Rozważmy producenta  (OEM), który otrzymuje skany prototypów od kilku dostawców. Ich wirtualne złożenie pozwala odkryć, że jeden z dostawców użył nieprawidłowej wersji modelu CAD. Następuje niezwłoczny kontakt z dostawcą, któremu poleca się użyć właściwej iteracji, zanim element trafi do produkcji i wysyłki.

Albo wyobraźmy sobie sytuację, że niezadowolony klient kontaktuje się z tobą, dostawcą komponentów lotniczych, twierdząc, że zakupiona i dostarczona część nie mieści się w tolerancji. Dzięki skanowaniu wykonanemu przed wysyłką można udowodnić, że element mieścił się w granicach tolerancji i uchronić się przed niezadowoleniem klienta, nie mówiąc o kosztach pozwu sądowego. 

Ostatni przykład: producent części zamiennych skanuje części współpracujące ze swoim nowym produktem, przekształca skany w powierzchnie NURBS, a następnie importuje modele wykonane w procesie inżynierii odwrotnej do oprogramowania symulacyjnego w celu przeanalizowania zachowania nowego wzoru produktu po jego zmontowaniu. Taka symulacja pomaga ujawnić i naprawić problem z wymiarami produktu, który zmniejszyłby jego trwałość. 

Przykłady te pokazują, że w procesach tak różnych jak projektowanie, konstruowanie, produkcja i konserwacja, wykorzystanie cyfrowego bliźniaka stanowi ogromny potencjał w zakresie usprawniania procesów i unikania kosztów. 

Wyzwania związane z wdrażaniem procesów cyfrowego bliźniaka opartego o chmurę punktów w produkcji 


DTI stanowią potencjalnie ogromne korzyści dla organizacji produkcyjnych. Istnieją jednak pewne wyzwania w zakresie wdrażania procesów cyfrowego bliźniaka opartych na modelach wykonanych na podstawie chmury punktów. 

Rozważmy obsługę plików. Skanery chmur punktów wytwarzają megabajty informacji na sekundę. Po zamianie surowych chmur punktów na wielokąty precyzyjnie przedstawiające mierzone powierzchnie jeden plik odwzorowanego detalu może zawierać setki megabajtów danych. Klienci, którzy planują skanowanie wyrobów wychodzących z linii produkcyjnej, mogą być co rok zmuszeni do pracy z dziesiątkami tysięcy plików i terabajtami nowych danych. Ręczne zarządzanie tak ogromnymi ilościami danych jest nie do pomyślenia. 

A do tego dochodzi identyfikowalność. Zeskanowane modele muszą być powiązane z kluczowymi informacjami dotyczącymi mierzonego elementu oraz procesów produkcyjnych i pomiarowych, takimi jak numer seryjny, numer części, identyfikator urządzenia pomiarowego, linia produkcyjna, nazwisko operatora itp. W przypadku operacji produkcyjnych i konserwacyjnych te metadane mają kluczowe znaczenie dla zapewnienia identyfikowalności, ponieważ umożliwiają wskazanie jednoznacznej zgodności między DTI a jego fizycznym odpowiednikiem. 

Pewnym wyzwaniem mogą być również udostępnianie i współpraca. Technologia skanowania jest wspaniała, ale jeśli współpracownicy, którzy najbardziej skorzystaliby z zalet tego procesu, nie mogą w prosty sposób otrzymać potrzebnych im DTI, to raczej nie będą skłonni z nich korzystać. Trzeba usunąć przeszkody, by mieć zysk. 

System zarządzania danymi cyfrowymi umożliwiający stosowanie cyfrowych bliźniaków 

Jak usunąć przeszkody? Wdrażając system zarządzania danymi cyfrowymi zbudowany do obsługi dużych projektów pomiarowych i DTI. Poza wyeliminowaniem potrzeby używania lokalnych dysków poprzez przechowywanie danych pomiarowych 3D na centralnym serwerze ten system zarządzania danymi cyfrowymi: 

  • automatyzuje zarządzanie plikami i folderami, eliminując konieczność korzystania z menedżerów plików; 

  • zapewnia bezpieczeństwa danych i ich integralność, jednocześnie ułatwiając wykonywanie kopii zapasowych; 

  • ustanawia powiązanie każdego DTI z kluczowymi metadanymi opisującymi odpowiadający mu element fizyczny, proces produkcyjny, w którym został wytworzony, oraz proces pomiarowy, który go wytworzył, ustanawiając i zapewniając pełną identyfikowalność cyfrowego bliźniaka; 

  • oferuje dostęp do DTI w całym przedsiębiorstwie poprzez wyszukiwarkę, która szybko znajduje DTI na podstawie słów kluczowych metadanych; 

  • zarządza uprawnieniami w zakresie tego, kto ma dostęp do danych i co może z nimi robić. 

W celu maksymalizacji wydajności systemu zarządzania danymi cyfrowymi organizacje powinny rozważyć opracowanie strategii metadanych, które obejmują identyfikację kluczowych informacji dotyczących mierzonych detali i procesów, które powinny być częścią projektów pomiarowych. 

Skanowanie chmur punktów + system zarządzania danymi = skalowalne procesy cyfrowego bliźniaka

Organizacje, które przewidują szeroko zakrojone użycie procesów cyfrowego bliźniaka z wykorzystaniem chmur punktów, powinny wdrożyć system zarządzania danymi cyfrowymi, np. PolyWorks|DataLoop™ od InnovMetric, aby zapewnić skalowalność ich procesów. Tylko system zarządzania danymi może obsługiwać dziesiątki tysięcy plików i zachować cenne metadane opisujące, skąd pochodzą dane i jak zostały wytworzone. Taki system poprawia skuteczność zespołu, pozwalając konsumentom cyfrowego bliźniaka samodzielnie pobierać dane z systemu bez potrzeby wydawania instrukcji przez producentów danych. 

Wykorzystaj transformacyjną moc technologii cyfrowego bliźniaka i kompleksowego zarządzania danymi dla swojej organizacji. 

PolyWorks|DataLoop to skalowalne rozwiązanie do zarządzania danymi ułatwiające uzyskanie dostępu do ogromnych ilości danych metrologicznych wytwarzanych przez wiele źródeł pomiarów (CNC CMM, skanowanie laserowe itd.) dostępnych dla inżynierów i decydentów w twojej organizacji, dzięki czemu decyzje są trafniejsze i szybciej podejmowane.