Siekdama reikšmingo akumuliatorių gamybos pažangos, pirmaujanti Japonijos mašinų inžinerijos įmonė „HIRANO TECSEED“ pasitelkė „Siemens“ daugiafizikinę modeliavimo platformą „Simcenter Amesim“ ir „SIMATIC Converting Toolbox“, kad optimizuotų svarbiausius dengimo procesus. Šis skaitmeninis požiūris leido pastebimai pagerinti gaminių kokybę, sumažinti medžiagų atliekas ir pagreitinti eksploatacinius rodiklius, tuo pačiu sumažinant priklausomybę nuo fizinių prototipų kūrimo.

Sudėtingumo sprendimas precizinio dengimo srityje

Baterijų elektrodų padengimas reikalauja mikrometrų lygio tikslumo. Pagrindai turi būti išvyniojami, padengiami, išdžiovinami ir pervyniojami tokiu greičiu ir įtempimu, kad net ir nedideli nukrypimai gali sukelti defektus. „HIRANO TECSEED“ inžinieriai dabar naudoja „Simcenter Amesim“, kad imituotų tinklo įtempimo dinamiką kiekviename mašinos segmente ir veikimo režime, taip virtualiai identifikuodami galimus lūžius ar defektus. Ši skaitmeninio dvynio galimybė pašalina bandymų ir klaidų metodu atliekamą mašinos reguliavimą, sutrumpindama kūrimo ciklus.

Skaitmeninimas skatina konkurencinį pranašumą

Specializuodamasi dengimo ir laminavimo sistemų, skirtų pramonės šakoms – nuo klijų iki ličio jonų akumuliatorių, – srityje, „HIRANO TECSEED“ siekia dominuoti pasaulinėje rinkoje. Bendradarbiaudama su „Siemens“, bendrovė integravo „Simcenter Amesim“ su savo automatizavimo infrastruktūra, įskaitant „SIMATIC S7-1500 PLC“ ir „SINAMICS S120“ pavaras, kad sukurtų vieningą modeliavimo aplinką. Šis mechatronikos, juostos apdorojimo ir automatizavimo modeliavimo derinys leidžia realiuoju laiku optimizuoti mašinų našumą ir medžiagų parametrus.

Kiekybinis poveikis: sumažintos išlaidos, pagreitintas augimas

„Simcenter Amesim“ platformos speciali konvertavimo biblioteka pasirodė esanti transformuojanti. Importuodami mašinos parametrus ir medžiagų savybes, inžinieriai gali vizualizuoti tinklo įtempimą per 3D animacijas, nuspalvintas įtempių lygiais – net ir zonose be jutiklių. Ši galimybė turi:

• Sumažintos prototipų kūrimo išlaidos, nes nereikia fiziškai testuoti mašinų parametrų koregavimui
• 80 % pagreitintas paleidimo laikas, kuris yra labai svarbus itin konkurencingame akumuliatorių sektoriuje.
• Leido penkis kartus greičiau įvertinti naujas medžiagas ar mašinų konfigūracijas (15 minučių virtualus nustatymas, palyginti su 1–2 valandomis fiziniu)

„Modeliacijos tikslumas ir vizualizacija demokratizavo procesų supratimą“, – pažymi N. Vanshas, HIRANO TECSEED mokslinių tyrimų ir plėtros inžinierius. „Dabar problemas sprendžiame dar prieš joms paveikiant gamybą.“

Sklandi skaitmeninė-fizinė integracija

Be modeliavimo, įmonė įdiegė „Siemens“ „SIMATIC Converting Toolbox“, kuri supaprastina automatizuotą kodavimą, naudodama 80 % iš anksto sukonfigūruotų funkcinių blokų. Ši standartizacija kartu su „Siemens“ judesio valdymo tikslumu užtikrina, kad virtualios optimizacijos būtų tiesiogiai perkeltos į fizines mašinas. Svarbiausi parametrai, tokie kaip juostos greitis ir įtempimas, yra palaikomi milisekundės tikslumu, tiesiogiai pagerinant galutinio produkto nuoseklumą.

Strateginė vizija įgyvendinta

„HIRANO TECSEED“ direktoriui Katsuhiro Omori „Siemens“ partnerystė reiškia paradigmos pokytį: „Sujungdami automatizavimo patirtį su pažangiu modeliavimu, padidinome savo sistemų našumą ir savo pačių inžinerines galimybes.“

Pagrindiniai rezultatai

• Defektų mažinimas: Įtempimo sukeltų defektų proaktyvus identifikavimas atliekant daugiafizikinę analizę
• Atliekų šalinimas: 30 % mažiau medžiagų atliekų, naudojant virtualų procesų derinimą
• Patekimo į rinką laikas: 50 % greitesni įrangos patvirtinimo ciklai
• Tvarumas: Mažesnės energijos sąnaudos dėl optimizuoto mašinos veikimo

Kadangi akumuliatorių paklausa sparčiai auga, „HIRANO TECSEED“ skaitmeninimo strategija pozicionuoja ją kaip inovacijų lyderę. Bendradarbiavimas pabrėžia, kaip modeliavimu paremta inžinerija keičia gamybą – subtilius procesus paverčia nuspėjamais, didelio našumo darbo eigomis.

Nuoroda: HIRANOTEC