Fyysisestä virtuaaliseksi – Tuotantosolun simulointimallin luominen Visual Componentsilla

Abstract

Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli kehittää simulointimalli Satakunnan ammattikorkeakoulun yhteiskäyttölaboratoriossa sijaitsevasta tuotantosolusta. Mallin tarkoituksena oli luoda virtuaalinen vastine fyysiselle solulle, jonka avulla voidaan harjoitella ja kehittää tuotantoprosesseja ilman, että fyysistä laitteistoa tarvitsee jatkuvasti varata. Simulointimallia voidaan hyödyntää sekä opetuksen tukena että tutkimus- ja kehitysprojekteissa, mikä lisää laboratorion käyttömahdollisuuksia ja monipuolistaa sen tarjoamia oppimisympäristöjä.

Työn toteuttamiseksi perehdyttiin simulointiprosessiin sekä simuloinnin tarjoamiin käyttökohteisiin ja mahdollisuuksiin teollisissa sovelluksissa. Lisäksi tutustuttiin perusteellisesti työssä käytettävään ohjelmistoon ja sen käytettävissä oleviin työkaluihin ja ominaisuuksiin, jotta simulointimallin rakentaminen voitiin toteuttaa tarkoituksenmukaisesti.

Simulointimalli toteutettiin Visual Components -ohjelmistolla hyödyntäen tuotantosolusta ennalta luotua 3D-mallia. Mallia muokattiin simulointikäyttöön sopivaksi yksinkertaistamalla geometrioita ja rakentamalla solun keskeiset toiminnallisuudet neljässä osassa: kuljetinjärjestelmä, varasto, mittauspiste sekä robotti ja konenäkö. Mallin toiminnallisuuden luomisessa käytettiin Python-skriptiä, jonka avulla saatiin luotua mahdollisimman realistisesti käyttäytyvä virtuaalinen kokonaisuus. Simulointimallin kehittämisessä keskityttiin erityisesti kuljetinjärjestelmän toimintaan, varaston ohjauslogiikan toteuttamiseen sekä mittauspisteen toiminnallisuuden mallintamiseen.

Työn tuloksena syntyi simulointimalli, joka vastaa riittävällä tarkkuudella fyysisen tuotantosolun rakennetta ja toimintaa. Mallin avulla voidaan opettaa muun muassa automaatiotekniikkaa ja robotiikkaa sekä testata uusia ratkaisuja turvallisessa ympäristössä.