來自德國的 JenaBatteries GmbH 正在開發(fā)氧化還原液流電池；這些大型存儲系統(tǒng)可用于緩沖可再生電力發(fā)電的波動。這些液流電池的一個(gè)重要優(yōu)勢是：它們不含金屬，不需要鋰、錳或鈷。它們儲存綠色、清潔能源，而不利用發(fā)展中國家的自然和不人道的勞動條件。JenaBatteries 的液流電池可為 100 MWh 以上的大型工業(yè)客戶提供安全且可擴(kuò)展的存儲解決方案，從而為應(yīng)對氣候變化做出重大貢獻(xiàn)。

自動化電池生產(chǎn)

JenaBatteries 想要快速進(jìn)入市場，因此產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)計(jì)劃必須齊頭并進(jìn)。JenaBatteries 需要制造領(lǐng)域的特定專業(yè)知識，因此向 ECOSPHERE Intralogistics GmbH 尋求建議，該公司在生產(chǎn)計(jì)劃、內(nèi)部物流和自動化方面為制造商提供支持。

JenaBatteries 希望為電池的基本組件之一——電池堆建立自動化生產(chǎn)。這個(gè)堆疊由不同的材料堆疊而成；總共需要堆疊并壓縮每個(gè)單元的 300 多個(gè)獨(dú)立部件。

如何優(yōu)化生產(chǎn)？

在項(xiàng)目開始時(shí)，設(shè)計(jì)了不同的生產(chǎn)和組裝方法。除了技術(shù)可行性和成本，還需要回答很多其他問題：需要多少占地面積？如何優(yōu)化機(jī)器布置？什么是最好的材料流？機(jī)器人的觸及范圍是否足夠？如何縮短循環(huán)時(shí)間以達(dá)到所需的堆疊單元數(shù)量？如何使生產(chǎn)更具可持續(xù)性？以及如何在后期擴(kuò)大生產(chǎn)以滿足不斷增長的需求？

Visual Components工廠布局

所有這些問題都只能用數(shù)字工廠模型來回答。ECOSPHERE Intralogistics 選擇了 Visual Components工廠模擬軟件。借助 Visual Components，公司可以創(chuàng)建生產(chǎn)單元和完整工廠的虛擬模型。空間要求、機(jī)器布置、物料流、中間存儲、周期時(shí)間、數(shù)量等所有問題都可以在計(jì)算機(jī)上回答。

ECOSPHERE Intralogistics 董事總經(jīng)理 Alexander Schiffer 談到了他的經(jīng)歷：“幾乎沒有一次會議我的筆記本電腦上沒有打開 Visual Components。無論我是在與新客戶勾勒出最初的想法，還是模擬和優(yōu)化現(xiàn)有系統(tǒng)——Visual Components 都能幫助我達(dá)成共識。”

包括一個(gè)廣泛的工廠組件庫

Visual Components 是3D 工廠規(guī)劃和模擬解決方案之一。該軟件帶有一個(gè)工廠組件庫；這使得生產(chǎn)設(shè)施的設(shè)計(jì)、規(guī)劃和模擬變得容易。工廠規(guī)劃人員可以為小型生產(chǎn)單元和完整工廠創(chuàng)建“數(shù)字雙胞胎”；這樣的數(shù)字雙胞胎可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)規(guī)劃、優(yōu)化甚至虛擬調(diào)試。

Visual Components 的總部位于芬蘭，但該軟件在全球范圍內(nèi)用于許多行業(yè)，從機(jī)械工程和汽車行業(yè)到包裝行業(yè)和物流。即使對于較小的公司來說，購買也是負(fù)擔(dān)得起的，因?yàn)榭梢允褂貌煌姹镜能浖?/p>

機(jī)器人仿真與編程

電池生產(chǎn)的第一步是手動預(yù)組裝。在這里，一名員工將一些組件放在工件搬運(yùn)車上并組裝第一批零件。然后將手推車移動到自動化裝配站，最初是手動的，未來是移動機(jī)器人。在這個(gè)工位，幾臺機(jī)器人組裝電池組的 300 多個(gè)組件。之后，堆棧移動到壓制設(shè)備，然后進(jìn)行質(zhì)量控制和最終組裝。

第一個(gè)概念：工件載體通過傳送帶系統(tǒng)移動到各個(gè)機(jī)器人。當(dāng)堆棧到達(dá)它們時(shí)，它們會添加各自的組件

Visual Components 中的工廠模型：在人工預(yù)裝配工位之后，各個(gè)工位（機(jī)器人、總裝、質(zhì)量控制等）沿傳送帶布置

使用載貨手推車優(yōu)化流程

Visual Components 提供的機(jī)器人庫包含所有重要屬性，例如來自制造商（如 KUKA、Universal Robots 和 St?ubli）的機(jī)器人的運(yùn)動參數(shù)。要組裝的組件的 CAD 數(shù)據(jù)可以直接導(dǎo)入到 Visual Components 3D 工廠模型中。這允許在虛擬模型中非常輕松地完成機(jī)器人范圍和避免碰撞等分析。

還可以進(jìn)行準(zhǔn)確的時(shí)間和運(yùn)動模擬，從而減少非生產(chǎn)時(shí)間、最小化周期時(shí)間并優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)。機(jī)器人的編程直接在 Visual Components 中完成；這意味著如果對產(chǎn)品或流程進(jìn)行更改，則不必為機(jī)器人編程而關(guān)閉生產(chǎn)。

工廠模型允許對變化做出靈活反應(yīng)

對于ECOSPHERE Intralogistics的Alexander Schiffer來說，視覺組件工廠模型能夠輕松適應(yīng)快速變化的需求非常重要：“這個(gè)項(xiàng)目不是一個(gè)典型的機(jī)械工程項(xiàng)目，有著明確的規(guī)格和要求。它是一個(gè)動態(tài)環(huán)境，基本條件幾乎每周都在變化。但視覺組件工廠模型的靈活性使JenaBatteries和ECOSPHERE之間能夠進(jìn)行非常靈活的合作。”

由于當(dāng)時(shí)電池仍處于開發(fā)階段，因此必須規(guī)劃一個(gè)可以靈活適應(yīng)不斷變化的組件和流程的生產(chǎn)系統(tǒng)：“我們必須使機(jī)器的所有核心組件盡可能模塊化和靈活。我們考慮到了成品工廠的畫面，并在早期就開始了組件開發(fā)，例如工件搬運(yùn)車。它們最初是手動移動的，但已經(jīng)為以后的自動化做好了準(zhǔn)備。”

通過工廠模擬節(jié)省大量資金

Visual Components 工廠模型還用于創(chuàng)建信息量非常大的管理圖像。JenaBatteries GmbH 的首席執(zhí)行官 Philipp Hammans 報(bào)告說：“Visual Components 的可視化極大地幫助了我們的戰(zhàn)略規(guī)劃，尤其是因?yàn)槲铱梢院芸炜吹阶詣踊?xiàng)目的當(dāng)前狀態(tài)。在我們的規(guī)劃階段，這些工具讓我們更容易做出明智的決定。”

Alexander Schiffer：“此外，借助 Visual Components 的詳細(xì)計(jì)算和模擬，JenaBatteries 能夠量化其未來投資。例如，我們能夠確定生產(chǎn)設(shè)施所需的空間。這使 JenaBatteries 能夠及早尋找合適的物業(yè)；鑒于目前的價(jià)格上漲，這可以節(jié)省很多錢。”