更快完成机器

制造业OEM厂商面临的挑战是如何制造越来越定制化、专门化的机器，以及如何使其尽快启动和运行。没有时间花在测试上，他们如何才能更快地将其机器推向市场？答案就是使用仿真和数字孪生技术。

我们都曾经历过这样的事情：在漫长而艰苦的项目结束后，你发现它不符合规定的要求，或者无法按预期的方式工作。突然之间，你感到自己又回到了原点。当你花费数月时间来构建一台非常复杂、非常昂贵的机器时，这些情况尤其具有毁灭性。如果开发人员能够预先测试机器的虚拟版本，那么他们就可以识别潜在的错误，并在制造机器之前对其进行改正。

当客户订购一台新机器时，他们希望它能够尽快启动，并按预期运行。没有人能够负担得起机器在完成后发现未能满足初始要求的结果。可以这么说，无论是现在已经可以免费开发整台机器的机器制造商，还是直到新机器建造完毕才能开始生产的机器操作员，他们都负担不起这一结果。

为了避免最终落入这条死胡同，机器制造商必须依靠仿真。不同的仿真工具可以被用来创建单个机构、整台机器甚至复杂工厂的数字孪生，并使用它们来测试各种不同的制造过程。“一个好的想法只有顺利实现才能体现其价值，”贝加莱仿真和基于模型开发团队主管Kurt Zehetleitner说道。“仿真和数字孪生可以为你提供所需工具使好的想法成真 – 快速、轻松且经济。”

数字孪生正是真实机器的数字副本。它的表现和作用与其兄弟姐妹完全相同。这样就无需构建与所开发机器完全相同的硬件原型。直到一切都以虚拟形式平稳运行，如客户预期的那样顺利实现时，才会构建真正的物理机器。这样做既省钱又节约时间。

根据手头不同的任务，可以使用多种仿真工具。贝加莱充分利用到各种可能性：“我们在我们系统中内置的仿真工具的范围涵盖了从头到尾整个开发过程，”Zehetleitner说道。

在开发的最初阶段，重点在于各个功能和机制 – 机器背后的基本概念。在这方面，MapleSim是理想的仿真工具。“我们在MapleSim的运用方面拥有非常丰富的经验，”Zehetleitner说道。“这是建立机器组件以及相关扭矩和其它力的详细模型的一种非常有效的方式。”

当开发人员将机械零件的CAD数据导入MapleSim时，创建数字模型所需的所有信息都将随之提供。他们可以轻松地定义哪些零件可运动，不必亲自直接进行复杂的计算 – 这是MapleSim的专长。只需点击几下鼠标，即可定义运动顺序和轴点。

开发人员可以快速、轻松地指定组件将如何运动。还可以对影响机器的所有力进行仿真，因此可以轻松地测试各种负载情况。亦可避免浪费时间和资源的情况或者不安全或无法在真实机器上执行的情况出现。开发人员可以一目了然地看到机器是否可以处理给定的负载。

一旦完成了机器组件的数字孪生的设置并定义了所有运动曲线，下一步就是选择相应的电机和驱动器。为此，贝加莱已将MapleSim与SERVOsoft驱动器选型工具结合使用。“贝加莱的所有产品均可在SERVOsoft中找到。一旦从MapleSim中获得信息，驱动器选型工具就会推荐适合该模型的所有驱动器。自动化组件选型过大或过小的情况将成为过去，”Zehetleitner解释道。

FMU可以从MapleSim中导出，以将模型连同所有方程式和CAD数据一起迁移到贝加莱的Automation Studio工程环境中。“在机器的任何一部分被实际构建出来之前，你都可以对软件和硬件进行并行开发，”Zehetleitner说道。数据可以通过任何必要的调整进行轻松地更新。由于所有系统都是相互连接的，因此数字孪生会随之进行适应。该过程不仅节省了大量时间，而且还降低了原型开发的成本。