产品:
Plant Simulation
业务挑战
实现单条产线灌装与包装多品类多规格产品
成功的关键
1. 在报价阶段初期即确保客户对方案可行性建立信任
2. 精准验证周期速度、产能等核心指标达成的可能性
3. 通过模块化仿真预演设备全生命周期运行效能
项目成功结果
1. 开发化妆品行业柔性包装设备解决方案
2. 实现跨学科工程师协同开发,最高缩短30%研发周期依托数据复用技术高效设计物流运输方案
关于公司
费斯托
费斯托是一家总部位于德国埃斯林根的家族企业,全球工厂及流程自动化领域的领军者。公司专注为电气与气动系统提供自动化解决方案,服务网络覆盖全球30万+客户。凭借18,700名员工及26.4亿欧元年营收,费斯托以持续提升客户生产力与核心竞争力为使命深耕行业。
机电一体化概念设计平台可清晰呈现独立载具及载具组的运动轨迹,大幅提升设计可视化程度。
——————斯特凡·布拉施克 费斯托多载具系统项目经理
提供灵活的运输解决方案
当化妆品制造商库尔特·沃尔夫博士希望将Alpecin洗发水瓶的灌装量额外增加20%作为节日赠礼时,他不再需要为调整设备而暂停生产线。得益于费斯托与西门子软件公司联合开发的多载体系统,只需轻触按钮即可实现这一目标。费斯托能够通过其“机电一体化概念设计师”软件模块,在几分钟内根据客户需求设计出此类灵活的运输解决方案。
西门子数字化工业软件的创新工具
“机电一体化概念设计师”由西门子数字化工业软件开发,基于其NX计算机辅助设计系统,是一款用于设计、模拟运动学与物理运动序列的解决方案,支持对包含电机、执行器和传感器的设备进行虚拟调试。这一跨学科系统工具服务于机械、电气、软件工程师及自动化专家,使其能够在统一平台中根据客户需求开发和验证机器概念,快速探索替代方案。通过多学科团队并行协作,该工具可将开发周期缩短高达30%。
该软件结合3D建模与多体物理及精准自动化仿真功能,无需制造昂贵的实体样机即可通过真实控制软件模拟并虚拟运行整机系统。费斯托利用该工具创建“数字孪生”机器或系统,并将其模型与实际控制端连接以测试功能,从而大幅缩短真实设备的调试时间。
“机电一体化概念设计师”通过集成Bullet物理引擎(一款开源刚体物理模拟工具),在NX原有设计功能基础上构建了可显示和模拟物理力与运动物体的仿真环境。运动序列通过虚拟凸轮轮廓定义,并可在甘特图中可视化与优化。
“我们从NX中提取组件并赋予其‘生命’,”多载体系统项目经理斯特凡·布拉施克表示。借助该工具,费斯托能够模拟生产过程中每个载体的运动轨迹。
费斯托联合开发
MCS由费斯托与西门子合作伙伴联合开发,旨在为化妆品行业提供高度灵活的包装设备。该行业的核心需求在于通过单条生产线实现多品类、多规格产品的灌装与包装。MCS通过小型线性电机驱动载体,将容器输送至灌装、贴标或包装工位,从而满足这一需求。
MCS仅在需要灵活性与智能化的生产环节中使用,其载体返回路径则通过低成本的传统输送系统连接。随着工业4.0与数字化工厂的普及,该方案也适用于装配线等其他领域。目前,费斯托与西门子已将MCS推广至更广泛的客户群体,助力企业高效设计运输系统,避免重复开发。
布拉施克指出:“使用‘机电一体化概念设计师’有两个核心目标:一是验证能否满足客户对周期速度、产能等要求,并以直观方式展示载体或载体组的运动序列;二是通过精确物理力仿真,确保多载体系统的可靠设计。”
预制运动学模型库
“机电一体化概念设计师”支持从NX或其他CAD系统导入组件与装配体,赋予其物理与运动学属性并定义约束条件。模型可存入库中并复用。例如,费斯托已将MCS所有关键组件在该工具中建模,显著加速了新系统的设计流程。
MCS通过自由同步运输部件至各工位实现最大生产灵活性。费斯托负责开发线性电机、载体、传感器等机电组件,西门子则提供控制与操作所需的电子与软件。双方联合推广的运输系统可自由配置,并轻松集成至现有物流体系中。
“输入客户参数后,我们能在几分钟内生成初步结果,再进一步优化,”布拉施克解释道,“由于已为NX模型添加运动学属性,设计时间大幅缩短。”客户参数(如周期时间、加速度等)通过定制接口导入软件模板,动态调整系统配置以满足产线布局等需求。
视频动画增强客户价值
根据参数生成的定制化运输方案可通过3D模拟录制为视频动画,直观展示给客户。“这在市场中是独一无二的。客户能在报价阶段就确信方案可行性,”布拉施克强调。除动画外,仿真数据还可即时导出以验证电机负载等关键指标。
“机电一体化概念设计师为设备设计节省了大量时间,”布拉施克表示。但用户需投入前期时间构建完整的物理模型库。未来,西门子用户将更便捷地使用费斯托驱动组件。通过与CADENAS合作,费斯托计划提供可下载的预制运动学线性电机等组件,客户可在下单前验证其功能适配性。
“ 这是市场独有的技术优势,可使客户在报价阶段初期即确认方案可行性。"
——斯特凡·布拉施克|费斯托多载具系统项目经理
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