Rockwell Automation en JAI 2020 - Sistemas de emulación para la industria

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SISTEMAS DE EMULACIÓN PARA LA INDUSTRIA. REDUCCIÓN DE TIEMPO Y COSTES

Resumen de la ponencia realizada por  Noemí Rodríguez (technology consultant), Rockwell Automation en las Jornadas JAI 2020

Autora de artículo: | Iria Pérez Varela

Como introducción, podríamos decir que Rockwell Automation intenta ayudar a las empresas en su camino hacia la digitalización; se dedica exclusivamente a automatizar en más de 100 países y muchos tipos de industrias, poniendo sus esfuerzos en reducir tiempos y maximizar la producción. En la conferencia a la que he asistido, se ha tratado el ámbito de los gemelos digitales y su empleo.

GEMELO DIGITAL

Un gemelo digital es un modelo virtual de un proceso, producto o servicio. Puede usarse para mejorar todas las fases de un proyecto y tiene todo aquello que se necesita para probar un
modelo de un proceso real.

Si construimos un gemelo digital de una maquina podemos poner a prueba todo lo que usa, haciendo ingeniería digital, con esto realizamos:

• Prototipado de máquinas, ya que puedo crear máquinas sabiendo ya como funcionará porque se puede someter a un testado digital.
• Análisis de producción.
• Puesta en marcha virtual, permitiendo la corrección de los errores de código antes de la puesta en marcha, lo que conlleva reducción de costes.
• Formar operadores que emplearán las máquinas sin necesitar emplearlas como tal.

Se trata de la única forma de seguir sacando la producción mientras se testean y validan cambios.

Permite, en definitiva, reducir riesgos en los proyectos: siempre hay un plan, pero nunca sale todo 100% así, llegando a la puesta en marcha sin tiempo para solucionar lo que no sale como queremos, siendo incapaces de empezar a producir o empezar los procesos cuando queremos. Todo aquello que no sale como queremos se ve reflejado en la puesta en marcha, donde se produce la acumulación de errores. El gemelo digital permite trabajar en varias fases en paralelo, tratando los errores antes y facilitándola.

EMULATE3D

Como habíamos dicho, puedo detectar problemas en la fase de diseño, testear la máquina antes de su puesta en marcha, formar operarios antes de que haya que usar las máquinas realmente... mejoramos los tiempos, en definitiva. Rockwell apuesta por integrar esto mediante EMULATE3D desde la fase de diseño, permitiendo lo ya mencionado y haciendo todo desde el mismo diseño, pero permitiendo añadir características, configuraciones...

La demostración que también nos permite hacer EMULATE3D permite ver, hacernos una imagen física, de lo que hará la máquina; esto es bueno tanto para el que la empleará como para el cliente que comprará una máquina, que tendrá una mejor imagen de su desempeño.

Se pueden hacer también simulaciones, identificando cuellos de botella, viendo diferentes situaciones... veremos las respuestas de la máquina y sus limitaciones, viendo además si una solución diseñada por nosotros solucionará un problema determinado. También se emplea el gemelo digita para verificar la lógica operativa del modelo físico, haciendo allí las mismas pruebas y test que haríamos en la puesta en marcha de un proyecto real.

Hay que diferenciar simulación de emulación: la emulación ya tiene conexión con el PLC, trabaja en tiempo real; en una simulación vamos experimentando con el modelo y el software recopila datos para poder analizarlos, sin estar conectada con el PLC. En una emulación ya tenemos el modelo acabado, vemos todos los datos, con conexión al PLC y viendo todas sus variables, pudiendo añadirlas al sistema, por eso creemos que ofrece un análisis más específico.

Como fabricantes tendríamos un equipo de ingenieros mecánicos que usarían software tipo SolidWorks, ingenieros de automatización que tendrán tiempo reducido... Gracias a EMULATE3D se insertan objetos desde un catálogo sin recrearlos, pudiendo modificar absolutamente todo, aspecto que da mucha potencia al EMULATE3D.

Hay múltiples opciones de programación, podemos modificar todo lo que se nos permite añadir... es capaz de controlar el modelo con el código real de control, en el gemelo convivirán simulación y emulación de algunos elementos. Una vez está el gemelo digital completamente acabado, lo conectamos al sistema de control, aspecto en el que el EMULATE3D es muy abierto, soportando muchísimos formatos de CAD.

¿CÓMO SE HACE UNA EMULACIÓN?

Hay diferentes entradas y salidas en el software. Veremos los fallos, pasando el programa a modo automático y manual (esto nos permite conocer los ‘porqués’, como por ejemplo ajustar mal las coordenadas, y repararlos) y probando una y otra vez el gemelo hasta que funcione como nos gustaría.

También podríamos hacer gemelos digitales de líneas completas, jugando con las velocidades de cada elemento, viendo cuellos de botella, cambiando el número de robots que realizan acciones determinadas, viendo tiempos/ciclo, depurando códigos...

REALIDAD VIRTUAL PARA ENTRENAR EL OPERARIO

Al operario se le permite visualizar el gemelo mediante gafas de RV, un proceso muy sencillo (sólo necesitamos unas gafas tipo Oculus Rift, pues tiene mandos, y darle a un botón) y que se puede usar durante fases diferentes del proyecto (ver si es cómodo, ergonómico... durante la fase de diseño, a aparte de formar el operador) y en entornos seguros como, por ejemplo, oficinas. Esto tiene altos beneficios en término de costes y flexibilidad en cuanto a entrenamiento, sin alterar la producción existente para formarlo. Es una incorporación muy sencilla.

CONCLUSIONES

La puesta en marcha virtual permite testear el control mucho antes, dando soluciones más sólidas y comprobadas, reduciendo el tiempo de depuración y siendo más flexible ante cambios y modificaciones, con más margen para corregir y cambiar todo aquello que ‘no nos guste’.

Por otra parte, es mejor aprender en un entorno virtual, se han realizado estudios que demuestran que es más rápido, siendo además más seguro y produciendo menos residuos. Manejar el EMULATE3D es más sencillo pues partes de tus CADs y tienes todos los catálogos que incorpora el propio EMULATE3D, además de ofrecer enormes posibilidades de configuración en cada elemento.