Diseño e implementación del gemelo digital de célula robotizada para entorno inteligente y validación con software in the loop (sil) distribuido

Abstract

[ES]En esta era de la Industria 4.0 la demanda de los clientes por la personalización de los productos, ha llevado a que los procesos de fabricación sean más flexibles. Por ello, los avances en las tecnologías de la Industria 4.0 han hecho que el concepto de Gemelo Digital haya ido cogiendo reconocimiento dentro de la industria manufacturera. Se puede definir como réplicas virtuales de procesos y/o máquinas reales que simulan su comportamiento. Con tecnologías como el Internet de las Cosas (IoT) hacen posible modelar Gemelos Digitales para simular activos en tiempo real y aumentar la eficiencia de los procesos industriales.

En este sentido, este documento presenta la metodología llevada a cabo para el modelado e implementación virtual y real del Gemelo Digital de una célula robotizada flexible dentro de un entorno inteligente. Se describe los pasos seguidos para el modelado del Gemelo realizado en la herramienta de ingeniería Tecnomatix Process Simulate V16.0.1. Posteriormente, se detalla el diseño del programa de control y la interfaz HMI como sistema de supervisión. Después, se realiza un depurado de los programas y del Gemelo mediante la puesta en marcha virtual con la arquitectura de Software in the Loop (SiL) distribuida. Una vez comprobado el funcionamiento correcto de manera virtual, se realiza la puesta en marcha real de una de las estaciones de la célula.

[EUS] Industria 4.0-ren garai honetan, produktuak pertsonalizatzeagatik bezeroek egiten duten eskariak eragin du fabrikazio-prozesuak malguagoak izatea. Hori dela eta, Industria 4.0 teknologietan izandako aurrerapenen ondorioz, Biki Digitalaren kontzeptua manufaktura-industriaren barruan aintzatespena hartzen joan da. Prozesuen edota makina errealen portaera simulatzen duten erreplika birtualak dira. Gauzen Internet (IoT) bezalako teknologiekin Biki Digitalak modelatzea ahalbidetzen dute denbora errealeko aktiboak simulatzeko eta prozesu industrialen eraginkortasuna handitzeko.

Zentzu honetan, dokumentu honek inguru adimentsu baten barnean robotizatutako zelula malgu baten Biki Digitalaren modelatze eta honen inplementazio birtual eta errealerako gauzatutako metodologia aurkezten du. Tecnomatix Process Simulate V16.0.1 ingeniaritza-tresnan egindako Bikia modelatzeko jarraitu diren urratsak deskribatzen dira. Ondoren, kontrol-programaren diseinua eta HMI interfazea gainbegiratze-sistema gisa zehazten dira. Ondoren, programak eta Bikia araztu egiten dira, Software in the Loop (SiL) arkitektura banatuarekin modu birtualean martxan jarriz. Modu birtualean behar bezala funtzionatzen duela egiaztatu ondoren, zelularen estazioetako bat errealitatean martxan jartzen da.

[EN] In this era of Industry 4.0, customer demand for product customization has led to more flexible manufacturing processes. For this reason, advances in Industry 4.0 technologies have led to the concept of the Digital Twin gaining recognition within the manufacturing industry. It can be defined as virtual replicas of real processes and/or machines that simulate their behaviour. With technologies such as the Internet of Things (IoT), they make it possible to model Digital Twins to simulate assets in real time and increase the efficiency of industrial processes.

In this sense, this document presents the methodology carried out for the virtual and real modelling and implementation of the Digital Twin of a flexible robotic cell within an intelligent environment. The steps followed for the Twin modelling performed in the Tecnomatix Process Simulate V16.0.1 engineering tool are described. Subsequently, the design of the control program and the HMI interface as a supervision system are detailed. Afterwards, a debugging of the programs and the Twin is carried out by means of the virtual commissioning with the distributed Software in the Loop (SiL) architecture. Once the correct operation has been verified in a virtual way, the real commissioning of one of the stations of the cell is carried out.