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详细解读机电一体化系统工程应用技术新进展

—— EPLAN战略市场总监张俊在2018中国制造业产品创新数字化国际峰会上的发言

2018/12/3    来源:e-works    作者:e-works整理      
关键字:机电一体化  EPLAN  系统工程  
2018年11月28-29日,由e-works数字化企业网举办的2018(第十四届)中国制造业产品创新数字化国际峰会在江苏无锡富力喜来登酒店开幕,作为制造业研发信息化领域规模、影响力兼具的专业会议,本次峰会吸引了来自全国各地近千名制造企业和科研院所的信息化主管参与。

EPLAN战略市场总监张俊

EPLAN战略市场总监张俊

    作为本次会议重要的服务商,EPLAN应邀参加本次会议,并于28号上午的主会场由EPLAN战略市场总监张俊做了主题为《机电一体化系统工程应用技术新进展》的主旨演讲,从机电一体化系统工程技术解读、工程应用技术实践方法论以及工程应用技术新进展三个方面深入阐述了当前机电一体化系统工程技术、应用及前沿进展。

    “机电一体化”这个词最初是由安川电机公司的工程师Tetsuro Mori创建并在1971年由日本公司注册为商标,本质是一个多学科的工程领域。随着当前工业产品的智能化发展,现在我们探讨的机电一体化融入了计算机技术、信息技术、机械技术、电子技术、控制技术和光学技术等多学科相融合构成的一门独立交叉学科。

机电一体化系统工程的底层信息化基础

机电一体化系统工程的底层信息化基础

    张俊认为,对于机电一体化的核心功能与目前讨论较多的CPS理念非常接近。随着产品的智能化发展,以及信息化集成度越来越高,越来越多的产品设计与研发过程涉及到的机械、电子、软件、液体等跨学科的交叉功能融合,给传统的设计与制造过程带来越来越大的挑战。而在机电一体化设计过程中,更多看到的只是产品的外在几何信息、原理和连接,更为复杂的是隐藏在产品内部,比如产品结构的内外部关联信息、工艺信息、设计BOM、软件与控制、制造与加工等。

    实际上这个就是CPS谈到的理念,通过构建结构化数据模型,打通软硬件边界,实现数据的交互、协同以及跨学科的集成,这是机电一体化工程的功能核心功能及行业需求所在。

    针对当前制造企业在推动产品研发创新转型过程中碰到越来越多的机电一体化设计问题,张俊提出了自己的方法论。其核心是基于模型的系统工程(MBSE),即一种应用建模方法用于支持系统需求、分析、设计、检验与确认活动,这些互动从概念设计阶段开始,贯穿整个开发过程及后续的生命周期阶段。目的是打通系统不同组件、不同学科之间的联系,提高设计的准确性,构建能重用的系统,实现系统设计的集成。

基于MBSE的EPLAN机电一体化系统工程解决方案

基于MBSE的EPLAN机电一体化系统工程解决方案

    张俊认为,企业只有建立高效的研发体系,才能适应机电一体化产品多样化的市场需求,快速形成企业的创新竞争力。就此他提出了用MBSE“双V”流程模型指导企业研发体系的构建,即以利益攸关方需求为出发点,通过一系列活动建立起系统的各种模型以推进系统验证和确认“双V”流程。

    对于如何建立起基于MBSE的机电一体化工程设计?张俊认为,首先一点是必须构建统一的主数据系统,而这正是EPLAN的优势所在。在EPLAN工程设计元器件库中已经包含了超过100万种电子元器件数据,几乎包含了全球所有主流的电子元器件厂商的工程元器件模型数据,即是除了图纸之外,还包含有生产、安装、制造等信息,用户在设计过程中可随意调用,极大的加速机电一体化的设计效率。

基于MBSE的EPLAN机电一体化系统工程应用技术

基于MBSE的EPLAN机电一体化系统工程应用技术

    其次,在企业完成基于模型的工程定义过程中,EPLAN提供一系列的设计工具和方法帮助企业高效完成。比如预规则、机械设计、PLC程序开发、流体与电气设计、工艺设计与热分析设计、生产制造以及运行调试和维护等。EPLAN的解决方案可以完整的涵盖从概念设计、基础设计、机械、控制、制造、安装以及交付的整个机电一体化设计过程,实现跨学科的机电一体化基础设计和系统工程设计。

汽车涂装产线

汽车涂装产线

    最后,张俊通过结合汽车涂装产线的应用案例,深入解读了EPLAN机电一体化系统工程的技术应用优势,包括实现跨多学科基础设计和系统工程设计、跨软件和平台集成、联通软件和硬件边界等。对于未来机电一体化工程设计的趋势,张俊认为应该重点从服务驱动、数据驱动、AI及机器学习、跨平台和生态系统5个方向进行突破。

    由e-works举办的产品数字化创新峰会是目前国内最大的产品研发创新数字化交流会议,每年都会吸引大批来自制造企业研发主管、工程师和专家参与,共同探究智能制造转型趋势下的产品研发趋势和理念创新,就共同面临的产品研发挑战进行沟通交流。随着产品智能化的不断发展以及产品信息集成度的不断提升,制造企业对机械、电子、软件和液态多学科交叉的融合设计十分关注。

    张俊本次在会议上的演讲也得到了现场专家的高度关注,而在EPLAN的会场展区也迎来了大量的企业专家交流,就自身在机电一体化设计过程中碰到的问题与EPLAN专家进行深入交换意见。EPLAN作为全球机电一体化领域的领导者,未来将秉承不断开拓创新的原则,积极拥抱最新的技术和发展方向,继续优化和丰富现有的机电一体化平台功能,为客户提供效率更高、技术更先进、功能更完备的产品与解决方案。

责任编辑:程玥
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