OEM机器制造商利用仿真软件提高效率

日本平田机工致力于利用其自行开发的模块，活跃于汽车及半导体产业，擅长从设计、工程到调试的端对端机器供应。如今从全新的自动化获得质量提升，以及在前置时间方面附加价值的回报。

一切看似顺利，然而程序除错和职务训练长久以来一直困扰着平田机工（Hirata）。虽然程序本身即使在机器制作之前也可以进行检查，但除错只能在机器制作完毕并执行程序后才能进行；接着是进行示教。

「示教」通常是透过人机接口（HMI）输入机器人每个轴的位置来完成。若要输入非常精确的位置，就必须非常小心并花费许多时间。因此，平田机工自然会思考「如果我们不用等候机器制作完成就可以开始除错流程，会是怎样的情况？」

同时，调试是平田机工的另一项挑战。特别是海外的项目，在机器抵达现场之前，现场人员必须等候数星期，甚至数个月的时间—视目的地而定。接着他们想知道他们在运送和装运期间有哪些事情可以做。


 
图1 : 一般来说，程序本身即使在机器制作之前也可以进行检查，但除错只能在机器制作完毕并执行程序后才能进行。（source：Rockwell Automation）

然后平田机工接触到洛克威尔自动化的Emulate3D软件。平田机工和洛克威尔自动化在可程序逻辑控制器（PLC）或伺服产品等组件供应方面有业务关系，特别是运送到美国的机器。

在2019年1月，洛克威尔自动化为扩充其数字工程的功能收购了Emulate3D，并开始推广数字工具的销售。当时虽然盛行透过进行脱机示教，但仿真无法测试程序，因此无法利用仿真工具进行除错。

仿真可以让工程师在虚拟环境利用3D计算机辅助设计（CAD）对象执行程序，因此工程师不需要等候机器制作完成即可开始程序的除错。平田机工对日本洛克威尔自动化技术顾问所做的初次示范留下深刻的印象。


 
图2 : 仿真可以让工程师在虚拟环境利用3D计算机辅助设计对象执行程序，不需要等候机器制作完成即可开始程序的除错。（source：Rockwell Automation）

透过反复试验及错误进行概念验证
日本洛克威尔自动化团队于2019年6月当面向平田机工的工程师展示Emulate3D。平田机工对初次的展示与示范感到印象深刻，但同时也觉得需要进行技术验证。接着开始合作概念验证的过程。平田机工提供部分技术信息给洛克威尔自动化的顾问，让他们打造更客制化的示范。洛克威尔自动化的顾问带着客制化的示范回到平田机电，为平田机电提供更多次设定的额外输入。经过多轮沟通之后，平田机电的工程师对此工具更有信心，并寻求管理阶层核准预算。

熊本事业部事业部门的Shimizu提到那一刻，表示：「我们接触过多种模拟解决方案，但最后都只能小规模部署。不过Emulate3D不一样。我们拿到洛克威尔自动化利用我们实际3D CAD数据开发的示范程序之后，立刻就对其质量有深刻的印象，并且觉得有多种使用案例的巨大潜力。」

预算通过核准之后，平田机工于2020年1月指派专属工程师，并由洛克威尔自动化的技术顾问展开密集的实作培训。数个月的培训让专属工程师可以充分利用仿真工具，而且在某些实际的项目中达到部分优良的结果。这成功催生出全新的「数字工程师团队」，由总经理Kusuguchi担任该部门总经理。

在2021年4月，Kusuguchi组织所属的下一个事业部门，成立了由四名工程师所组成的「3D设计推广团队」。现在，Emulate3D适用范围扩大，将工程时间减少了30%，而且除错的工作效率提高了70%。

意想不到的「副加产物」
Emulate3D可以整合虚拟现实（VR）的功能，因此除了检查执行PLC程序的机器，还可以在虚拟环境中完成详细的安全检查或危险预测。这也可以用来进行虚拟调试，这让平田机工能够缩短需要的工程师派遣与调试时间。

除此之外，故障排除或工厂验收测试（FAT）也可以在虚拟仿真机器作业中完成。事实上，平田机工表示，因为全球疫情的关系，他们接到越来越多远距FAT/故障排除的要求。将业务行为从实际到场/面对面改成远距，不仅是平田机工，连终端使用者都可以大幅获益。

另外，Emulate3D和VR的结合可以实现虚拟培训环境，让现场工作人员可以在等候海运的同时完成操作培训。这项虚拟培训也适用于寻求培训的新进员工。

后续阶段
到目前为止，仿真工具在制造与工程产业的优势显而易见，但平田机工也还在评估这个工具的多元价值。例如，作为供货商，他们可以透过模拟加上VR进行机器展示，而不需要在展场摊位实机操作。他们的销售团队也可以在客户面前快速示范，甚至可以在平板上进行远距展示，因此销售周期可以变得更有效率。

Shimizu的经理Kusuguchi表示：「我们持续提供质量和前置时间方面的附加价值，但我们将能够利用Emulate3D等创新的数字工具增添更多价值。」平田机工将继续成长茁壮。