Hiệu quả của việc ứng dụng công nghệ song sinh kỹ thuật số trong ngành bao bì (Phần 1)

Ngoại trừ nhà sản xuất thiết bị cơ khí chính xác, hầu hết các nhà sản xuất trong lĩnh vực khác đều thường không quan tâm đến ý tưởng tạo ra sản phẩm từ công nghệ song sinh kỹ thuật số (Digital Twin). Các doanh nghiệp sản xuất bao bì cũng là một trong số đó.

Tronrud Engineering, một doanh nghiệp của Na Uy đã quyết định tạo một bước đột phá mới cho ngành bao bì. Đối mặt với rất nhiều vấn đề giống như các nhà sản xuất phụ tùng khác ở trên thế giới – các khách hàng của họ muốn máy móc phải linh hoạt hơn và các thiết bị đã được giao thì rẻ hơn và hoạt động nhanh hơn. Trornud đã tìm ra giải pháp cho những vấn đề trên: Công nghệ song sinh kỹ thuật số (DT).

Thực tế, việc ra mắt thiết bị đóng gói mới nhất được tích hợp công nghệ DT đã giúp Trornud  nói riêng và ngành công nghiệp thực phẩm nói chung mở ra một lĩnh vực cải tiến mới. Thiết bị này có thể in được 300 chiếc vỏ bao bì và đóng gói chúng vào hộp trong vòng 1 phút, với lượng nguyên liệu ít hơn 10% so với thông thường và công ty giảm 25% thời gian chạy thử.

Nếu không có sự trợ giúp của công nghệ thì tất cả những thành công sẽ không thể thực hiện được. Cụ thể là sự kết hợp giữa những thiết kế 3D có sự hỗ trợ của máy tính và phần mềm mô phỏng đã tạo ra mô hình hóa cho các máy móc.

Song sinh kỹ thuật số là mô hình ảo của một sản phẩm hoặc quy trình vật lý. Trong sản xuất, mô hình hóa này có thể là đại diện ảo động của toàn bộ nhà máy hoặc có thể tập trung vào một khu vực, như một cỗ máy.

Tại Tronrud, họ đang chế tạo một máy đóng gói mới hoạt động với tốc độ gấp đôi so với mô hình hiện tại và có thể xử lý tất cả các thay đổi sản phẩm nhanh chóng trong cùng một khu vực. Máy đã phát triển từ khí nén sang hoạt động hoàn toàn bằng điện, và điều đó có nghĩa là sẽ có những thay đổi cơ bản trong cách thức máy cần thiết kế để cung cấp một hệ thống nhanh, gọn có thể xử lý các loại bao bì khác nhau. Và, tất nhiên, nó phải được thử nghiệm đầy đủ với điều mà Tronrud đã làm với một mô hình kỹ thuật số sử dụng công nghệ của Siemens, bao gồm NX Mechatronics Concept Designer (MCD), một phần mềm kỹ thuật hệ thống tích hợp đa ngành, Simatic S7-PLCSIM Advanced – cho phép mô phỏng thực tế các bộ điều khiển không có phần cứng thực và Totally Integrated Automation (TIA), một khung kỹ thuật số cho thiết kế cơ khí và điện và kỹ thuật tự động hóa để kiểm tra và xác định các lỗi trước khi đưa vào vận hành thực sự.

Kiểm tra chức năng của máy trên phần mềm mô hình hóa là một sự thay đổi mạnh mẽ trong cách mà hầu hết các OEM kiểm tra thiết kế của máy, bằng cách xây dựng một mô hình vật lý của riêng nó. Nhưng khi hệ thống xảy ra lỗi thì chi phí để sửa khá đắt. Colm Gavin, chuyên gia bán hàng số hóa tự động tại một nhà máy ở Siemens, đã nói về kỹ thuật song sinh trong buổi thuyết trình tại PACK EXPO Las Vegas rằng: “Chi phí liên quan đến vấn đề bị lỗi trong hệ thống thường sẽ tăng gấp 10 lần so với khi bạn đi từ cấp độ giá trị gia tăng này sang một cấp độ khác. Nhưng nếu bạn đang ngồi tại bàn  và làm việc với CAD và bạn thấy có hệ thống báo lỗi, thì chi phí sửa nhanh là rẻ”.

Áp dụng công nghệ kỹ thuật song sinh vào trong hoạt động sản xuất được cho là đem lại nhiều lợi ích. Nếu các OEM còn không tiếp tục chú trọng đến việc áp dụng và phát triện hệ thống mô hình hóa này vào trong nhà máy sản xuất thì sự thành công đến với họ là rất chậm.

Văn phòng NSCL biên dịch