数字孪生+RTLS：提高人体工程学、效率和安全性

Single RTLS Infrastructure to Boost Ergonomics, Efficiency and Safety

背景

窗户和天窗的全球领导者和创新者

威卢克斯商业部门是威卢克斯品牌下的一个新部门，总部位于丹麦，生产屋顶玻璃解决方案，通过屋顶提供日光和新鲜空气。威卢克斯模块化天窗在丹麦奥斯特布里克制造，可以组合成多种屋顶灯配置，为各种建筑类型创造完美的解决方案：狭窄的走廊、内部庭院、工作室、大型流通空间以及私人住宅。

目标

实现持续改进

威卢克斯模块化天窗的生产经历了生产流程的广泛转变，从手工制造到半自动和全自动流程。数字孪生正在实现物理世界向数字世界的转变，其中：

l  测试可能的场景和想法以证明其好处；

l  轮子上的生产产生无穷无尽的数据，这些数据转化为相关决策的有价值的信息；

l  实时信息支持日常运营管理；

l  生产设置为员工创造了一个符合人体工程学且更安全的环境；

l  操作员虚拟培训支持安全、质量和生产力；

l  自动数据采集、实时监控和分析，以事实为依据，全面了解工厂环境；

l  趋势和分析工具是整个系统未来改进的基础。

挑战

集成多个系统的数字孪生

为了支持当前和未来的用例，系统需要从多个来源收集数据，例如 AGV、操作员、叉车、机器。然后，这些数据被传输并处理成可理解的、透明的和有价值的信息，并通过现实工厂的数字孪生的各种应用以 3D 形式呈现。

解决方案

两个大厅移动的实时数字化

为了实现运动数字化，使用了 12 个 UWB 直接锚点，覆盖两个生产车间，每个车间面积 1,152 平方米。有 40 个个人标签、AGV 上的 17 个标签和 2 台叉车，提供设施内操作的人员和机器的实时定位。实时位置数据与生产、跟踪和追踪以及工厂模拟集成，整个系统通过 Ella 平台进行协调。

结果

通过人机协作提高效率

实时了解 4 个生产要素（人和机器）中的 2 个的状态和位置，可解锁多个用例，并具有以下优势：

l  AGV 的全自动人体工学调整

VELUX Commercial 的 AGV 配有一个夹具，可以在大厅内固定和运输窗框。一旦其中一个到达工作站，其高度就会自动调整以适合当前工人或机器的高度，以提供最 佳的人体工程学体验。

l  工作站监控和管理

每个工作站都受到监控和检查，以了解适当数量的操作员、他们适合工作的技能水平以及他们可以工作的最长时间。如果 AGV 到达工作站并等待特定时间工人出现在其附近，它会自动呼叫该工人 - 该信息显示在大厅的监视器以及 PC 上运行的应用程序中。同样，如果缺少具有适当技能的人员，或者生产步骤比平常需要更长的时间，则会呼叫具有适当技能的额外支持人员。

l  全面生产维护 (TPM)，为操作员提供导航

Ella 平台内的 TPM 应用程序创建了一个环境，可以存储并轻松访问与机器相关的所有信息 - 日常和长期 TPM 活动的标准、日志、机器位置、TPM 贡献者的技能矩阵、报告。TPM 应用程序具有一个由描述和图片支持的任务列表，这些任务需要在机器上执行、需要多长时间以及已分配任务的人员。

执行 TPM 任务后，将通过比较计划和实际情况创建报告，例如任务是否已执行 – 通过指定操作员的本地化证明、使用了哪些材料和润滑剂、所需时间、发现的问题。

l  RTLS 增强型虚拟现实培训

工厂的数字孪生实现了虚拟现实培训，学员在真实环境中进行培训，实时再现实际环境。培训采用 POV（视角）摄像头模式，显示 AGV 接近工作站，监视器向他们显示他们可以在培训期间练习的下一步操作步骤。

v

l  用于可视化复杂统计数据的高级工具

意大利面条图使用连续的流线来跟踪设施内员工和机器 (AGV) 的路径，从而提供视觉表示。作为流程分析工具，连续流程线使流程团队能够识别工作流程中的冗余以及加快流程流程的机会。

此外，热图显示了大厅内的交通密度，以帮助管理人员了解一段时间内的劳动力集中情况。热图提供了一个强大的视觉图像，显示大厅运营中可能存在效率机会的地方。

l  参数化仿真模型

来自 SAP、TaT 和 RTLS 的数据在工厂模拟中相结合，从而可以识别影响生产过程效率的约束和瓶颈、定义生产和物流资源的能力以及模拟和规划每天生产。它可以帮助生产经理找到完全满足客户需求的最 佳效率变体。

 实时 KPI 生产仪表板的单一事实来源

工厂和生产经理利用生产仪表板提供的实时数据来规划、监控和优化生产过程。仪表板显示当前和历史生产数据并允许快速概览。