模拟如何实现连续制造

当你今天早上刷牙的时候，你用的牙膏很可能是用一种非常先进的制造工艺制造的。从称量和混合原料，盖盖，填充，卷管，冲压和包装运输，所有需要使你的呼吸薄荷新鲜的步骤可能发生在同一设施，由高度协调的机器，一个接一个。这种不间断的智能生产过程被称为连续制造。

什么是连续制造?

连续制造是指每个生产阶段之间没有中断的制造。在这个过程中，设备被专门用于特定的任务，被加工的材料是不断运动的。因为连续生产通常意味着一天24小时都在运转，这种生产过程可以快速生产出大量相同的产品。

采用连续制造的行业包括:

• 石油
• 钢
• 纸
• 水泥
• 食物和饮料
  
• 药品
• 电子产品
• 汽车

批量生产与连续生产

连续生产和批量生产在今天都被广泛使用，其中批量生产是标准的工业生产过程。在批量生产中，生产过程跨越多个步骤，每个步骤之间通常会暂停，以评估产品，对设备进行维护，甚至将产品运送到另一个设施进行进一步加工。这些频繁的停止会给生产计划增加相当多的时间。

与批量制造不同，连续制造将所有的生产步骤合并为一个集成流程。这种稳定的生产流程帮助制造商加快生产时间，减少人为错误，并在没有这些停止的情况下提高产品一致性。

批量生产在小公司和测试新产品的公司中很常见。但对于大量生产同一产品的公司来说，持续生产可能是更好的投资。

连续生产的好处包括:

• 缩短生产时间通过消除需要停止设备重复重置，这创造了更好的计划遵守
• 一致的产品因为一旦设置了自动化流程，产品总是按相同的规格生产
• 减少人为错误的风险因为工作人员较少接触产品，所以人类污染大大减少
• 灵活的批大小/简化的缩放是否因为可以通过延长或缩短生产运行的持续时间来改变数量而得到增强
• 自动监视和预测性维护通过对整个系统的不断分析，对关键过程提供了更好的控制

持续制造的挑战是什么?

尽管连续生产可以帮助企业节省时间，提高产品标准化，但它也带来了一些挑战:

• 初始投资高是因为自动化机器的前期费用和所需的占地面积吗
• 有限的灵活性由于不断生产的严格规格，这不利于产品的定制
• 计划外的维修意味着停止一台机器的连续系统，这会使整个过程脱机
• 库存增加如果消费者需求滞后，导致制造商难以出售其大量产品，这是否会成为一个问题

模拟如何改进连续制造?

因为连续生产是完全自动化的，整个系统都在不断地分析信息。这是特别有用的通过使用数字的双胞胎．通过在制造过程中为正在使用的机器提供一个连接的虚拟副本，数字双胞胎为工人提供了设备内部的实时视角，以准确地告知有关性能和维护的决策。

例如,数字双胞胎当物料之间的摩擦使电机处于应变或故障的危险时，工业混合器可以向制造商发出警报。如果没有模拟提供的数字信息的持续供给，工厂工人将不得不基于他们亲眼所见做出假设——这只是实际发生的一小部分。

混合分析在数字双胞胎中的作用

新的混合校准功能进一步提高了预测分析的准确性。通过将基于模拟的数字双胞胎与物理传感器信息混合，工厂工人可以实现虚拟传感器，减少所需的物理传感器数量，从而降低成本。

通过混合分析，数字双胞胎可以大规模部署，在广泛的条件下跟踪不同设备的运行。此外，每个部署的双胞胎可以根据其连接资产的监控数据进行校准，确保数字双胞胎的行为尽可能接近物理系统和设备。

数字双胞胎在连续制造中的好处

一旦部署了数字双胞胎，用户可以预期产品性能将提高25%，并在产品的生命周期内节省高达20%的维护成本¹．这些竞争性收益来自于数字双胞胎提供的许多好处，例如:

• 跨越复杂系统的实时监控
• 预见性维护通过跟踪过去，提供对当前的更深入的洞察，并预测未来的行为，可以防止停机
• 通过以下方法提高操作效率过程自动化
• 对材料和设备的财务决策知情

对于许多致力于将生产方式转移到智能集成制造时代的公司来说，持续制造是一个巨大的飞跃。要了解创新技术是如何帮助各行各业的公司转型运营的，请阅读更多相关内容数字的双胞胎，或者买一个免费试用的Ansys Twin Builder．

参考文献

1. ”用Ansys Twin Builder解锁数字双胞胎的价值”,有限元分析软件．