在2020年，貝加萊提出了針對機(jī)器智能與創(chuàng)新開發(fā)的“簡.易”自動化理念，首要進(jìn)行的便是簡單的規(guī)劃與設(shè)計(jì)，貝加萊與眾多的建模仿真軟件都有著緊密的合作，貝加萊的集成開發(fā)平臺軟件Automation Studio與MATLAB/Simulink、MapleSim、IndustrialPhysics都有著緊密合作，在不同的層面實(shí)現(xiàn)機(jī)電系統(tǒng)與控制系統(tǒng)平臺之間的協(xié)同仿真，以加速開發(fā)過程，此次以IndustrialPhysics為例展開。

圖1-貝加萊與建模仿真軟件不同應(yīng)用的連接

　　如圖2所示，對于生產(chǎn)和制造商而言，生產(chǎn)的工藝配方、尺寸規(guī)格、材料對象、工藝流程、設(shè)備狀態(tài)、訂單規(guī)模、人員水平等都是變化，而生產(chǎn)又是緊迫的，因此，也會要求機(jī)器必須具有非常強(qiáng)的適應(yīng)變化的能力，這就為機(jī)器與產(chǎn)線制造商提出了挑戰(zhàn)：

圖2-總是在變化的生產(chǎn)與制造流程

　　l 更為使得機(jī)器具有適應(yīng)變化生產(chǎn)的能力?

　　l 機(jī)器最大的極限產(chǎn)能在哪里?

　　l 在不同狀態(tài)下的工藝最優(yōu)參數(shù)應(yīng)該如何?

　　l 如何讓知識復(fù)用，加速開發(fā)?

　　l 如何快速交機(jī)?

　　對于機(jī)器與產(chǎn)線集成商而言，提供應(yīng)變能力的設(shè)備與產(chǎn)線成為了必然，但是，測試驗(yàn)證是非常昂貴且耗時(shí)的環(huán)節(jié)，得益于數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，可以對整個(gè)機(jī)器的生產(chǎn)流程進(jìn)行仿真，并與控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)協(xié)作，在機(jī)械的速度、摩擦力情況下的工作狀態(tài)可以被3D方式呈現(xiàn)，也可以在后續(xù)的人員操作培訓(xùn)階段，通過AR/VR連接，實(shí)現(xiàn)交互式培訓(xùn)。

　　這是智能制造的難題，也是今天產(chǎn)業(yè)特別重視“工業(yè)軟件”的原因，因?yàn)?，它包含了大量已有的機(jī)械對象模型在IndustrialPhysics這類軟件中，也包括像Automation Studio中，快速構(gòu)建一個(gè)機(jī)器的電控系統(tǒng)，并通過兩者的銜接實(shí)現(xiàn)機(jī)電測試仿真，提供基于模型的開發(fā)便利。

　　它如何運(yùn)行?

　　為什么說“簡.易”，就是要使用起來方便快捷，IndustrialPhysics B&R Edition是由貝加萊與machineering公司共同開發(fā)，支持與Automation Studio接口連接的版本，支持基于模型開發(fā)，無論其實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)程度如何 – 建模、仿真和虛擬調(diào)試全都融入其整個(gè)產(chǎn)品組合中。

　　B&R industrialPhysics使用CAD數(shù)據(jù)來創(chuàng)建數(shù)字孿生。數(shù)據(jù)以STEP格式導(dǎo)入，這意味著仍然可以使用CAD設(shè)計(jì)中最重要的屬性，例如質(zhì)量和密度。此外，B&R industrialPhysics還為各個(gè)機(jī)械組件提供了額外的屬性，以及組件和控制器接口的自由度。開發(fā)人員可以立即在PC上啟動虛擬模型，并連接到軟件或硬件在環(huán)配置中的控制器。

圖3-通過IndustrialPhysics可以與Automation Studio建立連接

　　工作流程，如圖3所示，簡述如下：

　　1、將CAD(*.step文件)導(dǎo)入industrialPhysics;

　　2、在industrialPhysics中定義模型接口(I/O列表);

　　3、配置目標(biāo)(PLC)的TCP/IP連接并使用HIL(硬件在環(huán))助手導(dǎo)出I/O列表，將創(chuàng)建一個(gè)包含通信庫的ZIP文件;

　　4、將I/O列表導(dǎo)入機(jī)器的AS項(xiàng)目，這些連接將鏈接到AS中的機(jī)器軟件，將項(xiàng)目下載到目標(biāo);

　　5、在industrialPhysics開始仿真時(shí)，目標(biāo)和仿真之間的通信是通過TCP/IP建立的。

　　它可以做什么?

圖4-建模仿真開發(fā)可以實(shí)現(xiàn)的能力

　　如圖4，建模仿真可以達(dá)到以下效果：

　　n 加速開發(fā)周期：因?yàn)閿?shù)字化環(huán)境中的設(shè)備可以快速的調(diào)整;

　　n 硬件在環(huán)測試：通過HiL測試，即可快速生成代碼并直接到PLC上運(yùn)行;

　　n 實(shí)現(xiàn)并行工程：在機(jī)器的設(shè)計(jì)制造階段，即可進(jìn)行測試驗(yàn)證;

　　n 早期安全測試：無論是空間碰撞、干涉，還是人員安全，可以安全環(huán)境下進(jìn)行優(yōu)化;

　　n 物理極限測試：在實(shí)際機(jī)器上，這是危險(xiǎn)的，而在虛擬環(huán)境下，這個(gè)可以大膽嘗試;

　　n 確認(rèn)項(xiàng)目瓶頸：提前發(fā)現(xiàn)問題，避免返工帶來的成本和時(shí)間浪費(fèi);

　　n 優(yōu)化溝通效率：不管是項(xiàng)目的多方協(xié)調(diào)，還是售前展示、或者培訓(xùn)交流，都是可行的。

　　n 創(chuàng)新時(shí)間空間：賦予工程師各種可能性的測試驗(yàn)證。

　　n 加速產(chǎn)品上市：即使機(jī)器在變化，也能快速測試并出機(jī)，交付客戶。

　　案例

　　01機(jī)器開發(fā)或虛擬培訓(xùn)

　　對于企業(yè)的機(jī)器開發(fā)，以及大學(xué)教學(xué)或?qū)嶒?yàn)，可以采用IndustrialPhysics等構(gòu)建一個(gè)機(jī)器或產(chǎn)線進(jìn)行虛擬測試與驗(yàn)證，也可以進(jìn)行人員培訓(xùn)與實(shí)驗(yàn)，其中有一些已有的開發(fā)的機(jī)器應(yīng)用，如：針對臥式包裝的過程、針對飛剪的過程。

　　02構(gòu)建產(chǎn)線的數(shù)字孿生系統(tǒng)

　　ACOPOStrak的生產(chǎn)運(yùn)行仿真，空間干涉等測試驗(yàn)證，如：ACOPOStrak的數(shù)字孿生體

　　03AR/VR場景

　　針對教學(xué)與機(jī)器培訓(xùn)，可以讓操作人員對機(jī)器進(jìn)行基于AR/VR的連接，并可以有最為直觀的體驗(yàn)，提升培訓(xùn)效率。

　　如何獲得IndustrialPhysics?

　　請?jiān)L問貝加萊官方網(wǎng)站“下載”,選擇Software/Simulation，即可看到包括IndustrialPhysics貝加萊版的下載鏈接，點(diǎn)擊下載。

圖5-IndustrialPhysics的官網(wǎng)下載

　　下載IndustrialPhysics B&R 版本軟件并注冊，可以基于已有的模型做開發(fā)，對于更高級的自建模型開發(fā)若需要獲得支持及授權(quán)，可直接聯(lián)系貝加萊技術(shù)支持與培訓(xùn)部:021-54644800，也可以在微信服務(wù)號中留言，留下您的信息，可以獲得貝加萊TM培訓(xùn)模塊或本地工程師編寫的應(yīng)用指南。