模拟如何实现连续制造

当你今天早上刷牙时，你用的牙膏可能是用非常先进的制造工艺制造的。从称量和混合原料，盖上盖子，灌装，卷管，冲压和包装运输，所有让你呼吸清新所需的步骤都可能在同一设施中发生，通过高度协调的机器，一个接一个。这种不间断的、智能的生产过程被称为连续制造。

什么是连续制造?

连续制造是一种每个生产阶段之间没有中断的制造方式。在这个过程中，设备被专门用于特定的任务，被加工的材料不断地运动。由于连续生产通常意味着一天24小时运转，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

批量制造vs.连续制造

连续生产和批量生产在今天都被广泛使用，批量生产是标准的工业过程。在批量生产中，生产跨越多个步骤进行，通常在每个步骤之间都要停下来评估产品，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处理。这些频繁的停顿会给生产计划增加大量的时间。

与批量制造不同，连续制造将所有的生产步骤组合成一个集成的流程。这种稳定的生产流程有助于制造商加快生产时间，减少人为错误，并在没有这些停顿的情况下提高产品的一致性。

批量生产在小公司和测试新产品的公司中很常见。但对于生产大量相同产品的公司来说，连续生产可能是更好的投资。

连续生产的好处包括:

• 缩短生产时间由于无需停止设备进行重复重置，因此可以更好地遵守计划
• 一致的产品因为一旦设定了自动化流程，产品总是按照相同的规格生产
• 减少人为错误的风险由于工作人员较少接触产品，因此人类污染大大减少
• 灵活的批量大小/简化的缩放由于可以通过延长或缩短生产运行的持续时间来改变数量而增强
• 自动化监控和预测性维护通过对整个系统的持续分析，对关键流程提供更好的控制

连续生产的挑战是什么?

虽然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:

• 初始投资高是由于自动化机械和所需面积的前期费用
• 有限的灵活性由于不断生产的严格规格，这并不适合产品定制
• 计划外的维修意味着停止一台机器的连续系统，从而使整个过程脱机
• 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

仿真如何改进连续制造?

因为连续生产是完全自动化的，信息在整个系统中不断被分析。的使用尤其有用数字的双胞胎．通过在制造过程中提供在用机器的连接虚拟副本，数字双胞胎为工人提供了设备内部的实时视图，以准确地为性能和维护决策提供信息。

例如,数字双胞胎当材料之间的摩擦使电机处于疲劳或故障的危险时，工业混合机的警报可以提醒制造商。如果没有数字信息模拟提供的持续反馈，工厂工人将不得不根据他们亲眼所见做出假设——这只是实际发生情况的一小部分。

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，并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，以跟踪不同设备在各种条件下的运行情况。此外，每个部署的双机都可以根据从其连接的资产监控的数据进行校准，确保数字双机尽可能接近物理系统和设备。

连续制造中数字双胞胎的好处

一旦部署了数字双胞胎，用户可以预期在产品的生命周期内将产品性能提高25%，并节省高达20%的维护成本¹．这些竞争优势来自于数字双胞胎提供的许多好处，例如:

• 跨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见解，并预测未来的行为，可以防止停机
• 改善运作效率过程自动化
• 关于材料和设备的财务决策

对于许多致力于将生产方法转移到智能集成制造的下一个时代的公司来说，连续制造是一个巨大的飞跃。要了解创新技术如何帮助各行各业的公司转变业务，请阅读更多数字的双胞胎，或获得一个Ansys Twin Builder免费试用．

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．