Visual Components案例分享—电池生产规划与产品开发携手并进
发布日期:
2022-10-25
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来自德国的 JenaBatteries GmbH 正在开发氧化还原液流电池;这些大型存储系统可用于缓冲可再生电力发电的波动。这些液流电池的一个重要优势是:它们不含金属,不需要锂、锰或钴。它们储存绿色、清洁能源,而不利用发展中国家的自然和不人道的劳动条件。JenaBatteries 的液流电池可为 100 MWh 以上的大型工业客户提供安全且可扩展的存储解决方案,从而为应对气候变化做出重大贡献。


自动化电池生产

JenaBatteries 想要快速进入市场,因此产品开发和生产计划必须齐头并进。JenaBatteries 需要制造领域的特定专业知识,因此向 ECOSPHERE Intralogistics GmbH 寻求建议,该公司在生产计划、内部物流和自动化方面为制造商提供支持。

JenaBatteries 希望为电池的基本组件之一——电池堆建立自动化生产。这个堆叠由不同的材料堆叠而成;总共需要堆叠并压缩每个单元的 300 多个独立部件。


如何优化生产?

在项目开始时,设计了不同的生产和组装方法。除了技术可行性和成本,还需要回答很多其他问题:需要多少占地面积?如何优化机器布置?什么是最好的材料流?机器人的触及范围是否足够?如何缩短循环时间以达到所需的堆叠单元数量?如何使生产更具可持续性?以及如何在后期扩大生产以满足不断增长的需求?


Visual Components工厂布局

所有这些问题都只能用数字工厂模型来回答。ECOSPHERE Intralogistics 选择了 Visual Components工厂模拟软件。借助 Visual Components,公司可以创建生产单元和完整工厂的虚拟模型。空间要求、机器布置、物料流、中间存储、周期时间、数量等所有问题都可以在计算机上回答。

ECOSPHERE Intralogistics 董事总经理 Alexander Schiffer 谈到了他的经历:“几乎没有一次会议我的笔记本电脑上没有打开 Visual Components。无论我是在与新客户勾勒出最初的想法,还是模拟和优化现有系统——Visual Components 都能帮助我达成共识。”


包括一个广泛的工厂组件库

Visual Components 是3D 工厂规划和模拟解决方案之一。该软件带有一个工厂组件库;这使得生产设施的设计、规划和模拟变得容易。工厂规划人员可以为小型生产单元和完整工厂创建“数字双胞胎”;这样的数字双胞胎可以实现生产规划、优化甚至虚拟调试。

Visual Components 的总部位于芬兰,但该软件在全球范围内用于许多行业,从机械工程和汽车行业到包装行业和物流。即使对于较小的公司来说,购买也是负担得起的,因为可以使用不同版本的软件。


机器人仿真与编程

电池生产的第一步是手动预组装。在这里,一名员工将一些组件放在工件搬运车上并组装第一批零件。然后将手推车移动到自动化装配站,最初是手动的,未来是移动机器人。在这个工位,几台机器人组装电池组的 300 多个组件。之后,堆栈移动到压制设备,然后进行质量控制和最终组装。

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第一个概念:工件载体通过传送带系统移动到各个机器人。当堆栈到达它们时,它们会添加各自的组件

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Visual Components 中的工厂模型:在人工预装配工位之后,各个工位(机器人、总装、质量控制等)沿传送带布置

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使用载货手推车优化流程

Visual Components 提供的机器人库包含所有重要属性,例如来自制造商(如 KUKA、Universal Robots 和 Stäubli)的机器人的运动参数。要组装的组件的 CAD 数据可以直接导入到 Visual Components 3D 工厂模型中。这允许在虚拟模型中非常轻松地完成机器人范围和避免碰撞等分析。

还可以进行准确的时间和运动模拟,从而减少非生产时间、最小化周期时间并优化整个系统。机器人的编程直接在 Visual Components 中完成;这意味着如果对产品或流程进行更改,则不必为机器人编程而关闭生产。


工厂模型允许对变化做出灵活反应

对于ECOSPHERE Intralogistics的Alexander Schiffer来说,视觉组件工厂模型能够轻松适应快速变化的需求非常重要:“这个项目不是一个典型的机械工程项目,有着明确的规格和要求。它是一个动态环境,基本条件几乎每周都在变化。但视觉组件工厂模型的灵活性使JenaBatteries和ECOSPHERE之间能够进行非常灵活的合作。”

由于当时电池仍处于开发阶段,因此必须规划一个可以灵活适应不断变化的组件和流程的生产系统:“我们必须使机器的所有核心组件尽可能模块化和灵活。我们考虑到了成品工厂的画面,并在早期就开始了组件开发,例如工件搬运车。它们最初是手动移动的,但已经为以后的自动化做好了准备。”


通过工厂模拟节省大量资金

Visual Components 工厂模型还用于创建信息量非常大的管理图像。JenaBatteries GmbH 的首席执行官 Philipp Hammans 报告说:“Visual Components 的可视化极大地帮助了我们的战略规划,尤其是因为我可以很快看到自动化项目的当前状态。在我们的规划阶段,这些工具让我们更容易做出明智的决定。”

Alexander Schiffer:“此外,借助 Visual Components 的详细计算和模拟,JenaBatteries 能够量化其未来投资。例如,我们能够确定生产设施所需的空间。这使 JenaBatteries 能够及早寻找合适的物业;鉴于目前的价格上涨,这可以节省很多钱。”