นับเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญสำหรับการผลิตแบตเตอรี่ HIRANO TECSEED บริษัทวิศวกรรมเครื่องจักรชั้นนำของญี่ปุ่น ได้นำแพลตฟอร์มจำลองมัลติฟิสิกส์ Simcenter Amesim ของซีเมนส์ และ SIMATIC Converting Toolbox มาใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการเคลือบที่สำคัญ แนวทางที่ให้ความสำคัญกับระบบดิจิทัลนี้ส่งผลให้คุณภาพของผลิตภัณฑ์ดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ลดการสูญเสียวัสดุ และเพิ่มประสิทธิภาพการดำเนินงาน พร้อมทั้งลดการพึ่งพาการสร้างต้นแบบทางกายภาพให้น้อยที่สุด

การจัดการกับความซับซ้อนในการเคลือบที่แม่นยำ

การเคลือบอิเล็กโทรดแบตเตอรี่ต้องการความแม่นยำระดับไมโครเมตร วัสดุพิมพ์ต้องคลาย เคลือบ แห้ง และกรอกลับที่ความเร็วและความตึง ซึ่งแม้แต่ความคลาดเคลื่อนเพียงเล็กน้อยก็อาจทำให้เกิดข้อบกพร่องได้ ปัจจุบัน วิศวกรของ HIRANO TECSEED ใช้ Simcenter Amesim เพื่อจำลองพลวัตความตึงของเว็บในทุกส่วนของเครื่องจักรและโหมดการทำงาน ช่วยให้สามารถระบุจุดแตกหักหรือข้อบกพร่องที่อาจเกิดขึ้นได้แบบเสมือนจริง ความสามารถแบบดิจิทัลทวินนี้ช่วยลดขั้นตอนการปรับแต่งเครื่องจักรแบบลองผิดลองถูก และลดรอบการพัฒนา

ดิจิทัลขับเคลื่อนความได้เปรียบในการแข่งขัน

HIRANO TECSEED เชี่ยวชาญด้านระบบเคลือบและลามิเนตสำหรับอุตสาหกรรมต่างๆ ตั้งแต่กาวไปจนถึงแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน โดยมีเป้าหมายที่จะครองตลาดโลก ด้วยการร่วมมือกับซีเมนส์ บริษัทได้ผสานรวม Simcenter Amesim เข้ากับโครงสร้างพื้นฐานระบบอัตโนมัติ ซึ่งรวมถึง PLC SIMATIC S7-1500 และไดรฟ์ SINAMICS S120 เพื่อสร้างสภาพแวดล้อมการจำลองแบบรวมศูนย์ การผสมผสานระหว่างเมคคาทรอนิกส์ การจัดการเว็บ และการสร้างแบบจำลองระบบอัตโนมัตินี้ ช่วยให้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพปริมาณงานของเครื่องจักรและพารามิเตอร์วัสดุได้แบบเรียลไทม์

ผลกระทบที่วัดได้: ลดต้นทุน เพิ่มความเร็ว

ไลบรารีการแปลงเฉพาะของแพลตฟอร์ม Simcenter Amesim ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถเปลี่ยนแปลงโลกได้ ด้วยการนำเข้าพารามิเตอร์ของเครื่องจักรและคุณสมบัติของวัสดุ วิศวกรสามารถสร้างภาพความตึงของเส้นใยผ่านภาพเคลื่อนไหว 3 มิติที่ระบายสีตามระดับแรงดึง แม้ในบริเวณที่ไม่มีเซ็นเซอร์ ความสามารถนี้มีคุณสมบัติดังนี้:

• ลดต้นทุนการสร้างต้นแบบโดยการกำจัดการทดสอบเครื่องจักรทางกายภาพเพื่อปรับพารามิเตอร์
• เร่งกำหนดเวลาการว่าจ้างให้เร็วขึ้น 80% ถือเป็นสิ่งสำคัญในภาคส่วนแบตเตอรี่ที่มีการแข่งขันสูง
• ช่วยให้การประเมินวัสดุใหม่หรือการกำหนดค่าเครื่องจักรเร็วขึ้นห้าเท่า (การตั้งค่าเสมือนจริงใช้เวลา 15 นาที เทียบกับการตั้งค่าจริงที่ใช้เวลา 1–2 ชั่วโมง)

“ความแม่นยำและการแสดงผลของการจำลองทำให้ความเข้าใจกระบวนการมีความเป็นประชาธิปไตยมากขึ้น” เอ็น. แวนช์ วิศวกรฝ่ายวิจัยและพัฒนาของ HIRANO TECSEED กล่าว “ตอนนี้เราสามารถแก้ไขปัญหาต่างๆ ก่อนที่จะส่งผลกระทบต่อการผลิต”

การบูรณาการดิจิทัล-กายภาพที่ไร้รอยต่อ

นอกเหนือจากการจำลองแล้ว บริษัทได้นำ SIMATIC Converting Toolbox ของซีเมนส์มาใช้ ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการเขียนโค้ดอัตโนมัติด้วยบล็อกฟังก์ชันที่กำหนดค่าไว้ล่วงหน้าถึง 80% การกำหนดมาตรฐานนี้ เมื่อรวมกับความแม่นยำในการควบคุมการเคลื่อนที่ของซีเมนส์ ช่วยให้มั่นใจได้ว่าการปรับแต่งแบบเสมือนจะถูกส่งไปยังเครื่องจักรจริงโดยตรง พารามิเตอร์สำคัญๆ เช่น ความเร็วของเว็บและแรงดึง จะถูกรักษาไว้ด้วยความแม่นยำระดับมิลลิวินาที ซึ่งช่วยปรับปรุงความสม่ำเสมอของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายโดยตรง

วิสัยทัศน์เชิงกลยุทธ์ที่เป็นจริง

สำหรับ Katsuhiro Omori ผู้อำนวยการของ HIRANO TECSEED ความร่วมมือกับซีเมนส์ถือเป็นการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่: "การรวมความเชี่ยวชาญด้านระบบอัตโนมัติเข้ากับการจำลองขั้นสูง ช่วยให้เรายกระดับประสิทธิภาพของระบบและความสามารถด้านวิศวกรรมของเราเองได้"

ผลลัพธ์ที่สำคัญ

• การลดข้อบกพร่อง: การระบุข้อบกพร่องที่เกี่ยวข้องกับความตึงเครียดเชิงรุกผ่านการวิเคราะห์มัลติฟิสิกส์
• การกำจัดของเสีย: เศษวัสดุลดลง 30% ผ่านการปรับแต่งกระบวนการเสมือนจริง
• เวลาสู่ตลาด: รอบการตรวจสอบอุปกรณ์เร็วขึ้น 50%
• ความยั่งยืน: การใช้พลังงานลดลงจากการทำงานของเครื่องจักรที่ได้รับการปรับให้เหมาะสม

ในขณะที่ความต้องการแบตเตอรี่พุ่งสูงขึ้น กลยุทธ์ดิจิทัลเป็นอันดับแรกของ HIRANO TECSEED ได้วางตำแหน่งให้เป็นผู้นำด้านนวัตกรรม ความร่วมมือครั้งนี้ตอกย้ำว่าวิศวกรรมที่ขับเคลื่อนด้วยการจำลองกำลังเปลี่ยนโฉมหน้าการผลิต เปลี่ยนกระบวนการที่ละเอียดอ่อนให้กลายเป็นเวิร์กโฟลว์ประสิทธิภาพสูงที่คาดการณ์ได้

อ้างอิง: HIRANOTEC