Biki digitalak 4.0 industrian: Siemens NX-Simit, Simumatik eta Factory I/O-ren analisi konparatiboa

Sarrera hau beste hizkuntza hauetan dago eskuragarri: Español

Sarrera

Bizi garen mundu aldakor eta teknologikoki aurreratu honetan, modelatzeko eta simulatzeko tresnek funtsezko garrantzia hartu dute Lanbide-Heziketan. Soluzio hauei esker, ikasleek ingurune seguru eta kontrolatuan eskuratu ahal izango dituzte gaitasun praktikoak, eta bertan esperimentatu, akatsak egin eta haietatik ikasi ahal izango dute, mundu errealean izango lituzketen ondoriorik gabe.

1. Irudia SMC-ren SIF-401 estazioa eta Simumatiken sorturiko Biki Digitala

Modelatzeko eta simulatzeko tresna hauek elikatzen dituen teknologia nagusietako bat Biki Digitalen teknologia da. Biki Digitala produktu, prozesu edo sistema baten irudikapen birtuala da, bere kontraparte fisikoa denbora errealean islatzen duena. Teknologia hori sistemak simulatu, iragarri, optimizatu eta irudikatzeko erabiltzen da, eta bereziki Lanbide Heziketarako, hainbat arrazoiengatik, baliagarria da.

Lehenik eta behin, biki digitalak ikasleei ikasten ari diren sistemak eta prozesuak hobeto ulertzeko aukera ematen die, ingurune birtual batean nola funtzionatzen duten ikus baitezakete. Bigarrenik, biki digitalak segurua den eta arriskurik gabeko ingurune batean esperimentuak eta probak egiteko erabili daitezke, eta, horri esker, ikasleek beren akatsetatik ikasi eta trebetasunak hobetu ditzakete, benetako kalteak eragiteko beldurrik gabe. Hirugarrenik, biki digitalak eragiketak planifikatzeko eta optimizatzeko erabil daitezke, eta horrek pentsamendu kritikorako eta problemak ebazteko trebetasunak garatzen laguntzen die ikasleei.

Artikulu honetan, gaur egun lanbide heziketan gehien erabiltzen diren hiru simulazio-plataformak aztertu eta alderatuko ditugu: Siemens NX + Simit, Factory I/O eta Simumatik. Plataforma horietako bakoitzak bere indarguneak eta ahuleziak ditu, eta egokiagoak edo desegokiagoak izan daitezke, modulu edo erakundearen behar eta baliabide espezifikoen arabera.

Garrantzitsua da aipatzea azterketa hau ahalik eta objektiboen izaten saiatuko garen arren, une honetako argazki finkotik eratorritako gure iritzia besterik ez dela. Baliteke, etorkizunean, konparazio hau erabat aldatzea, edo artikulu honetan aipatutako ezaugarrietako batzuk aldatzea. Azkar eboluzionatzen ari den edozein industriatan gertatzen den bezala, simulazio-plataformen gaitasunak eta ezaugarriak aldatu egin daitezke denborarekin, teknologia berriak garatu eta Automatizazio eta Robotika Industrialeko eta Mekatronikako formakuntzetan behar berriak identifikatu.

Analisi hau baliagarria izango delakoan eta plataforma horiek ikasgelan erabiltzeko asmoa dutenentzat artikulu honen ikuspegia baliotsua izatea espero dugu. Hala ere, irakurleei gomendatuko nieke beren kabuz ikertzeko eta plataforma horiek probatzeko, beren behar eta testuinguru zehatzetarako egokiena zein izan daiteken zehazteko.

Hiru plataformen azterketan sartu aurretik, ezinbestekoa da simulazioaren eta biki digitalaren arteko desberdintasunak argitzea.

Simulazioaren eta biki digitalaren arteko desberdintasuna:

Simulazioak sistema baten irudikapen sinplifikatuak dira, sistemaren zenbait portaera edo alderdi ulertzeko erabilgarriak. Simulazioak normalean eredu matematikoetan oinarritzen dira eta ez dituzte zertan denbora errealeko datuak erabiltzen. Bere helburu nagusia sistema baten portaera hainbat egoera edo baldintzatan aurreikustea da.

Bestalde, biki digital batek sistema baten bertsio zehatzago bat eta holistikoago bat irudikatzen du. Eredu horiek sistema fisikoa erreplikatzen dute eta etengabe eguneratzen dira sistematik datozen denbora errealeko datuekin. Hala, biki digitalek sistemaren egungo egoera islatzen dute eta etorkizuneko portaera zehaztasun handiagoz iragartzen dute.

2. Irudia  Simulazioa biki digitalarekin alderatuz

Desberdintasuna ilustratzeko, simulazio bat sistemaren “argazki” zehatz baten antzekoa dela pentsa genezake, eta biki digital bat, berriz, sistemaren egungo egoera islatzeko etengabe eguneratzen den “zuzeneko bideo” baten antzekoa izango litzateke.

Hala ere, ezinbestekoa da kontuan hartzea simulazioen eta biki digitalen arteko ezberdintasunak txikiak izan daitezkela praktikan, eta termino horien erabilera zertxobait alda daitekela testuinguruaren arabera. Esate baterako, simulazio batzuek denbora errealeko datuak txerta ditzakete, eta zenbait biki digitalen inplementazioek sistemaren alderdi espezifikoetan arreta handiagoa izan dezakete beste batzuetan baino.

2- Simulazio-plataformen konparazio integrala: Siemens NX + Simit, Simumatik eta Factory I/O

Atal honetan aipatutako hiru plataformak aztertuko ditugu. Horretarako, alderdi hauek hartuko ditugu kontuan:

• Ereduak sortzeko, simulatzeko eta osagaiak integratzeko gaitasunak.
• Ikaskuntza-kurba, erabilgarritasunaren eta osagaiak partekatzeko eta klonatzeko aukerak.
• Lizentzia eta harpidetza kostuak eta softwarea klasean erabiltzeko beharrezko ekipamenduaren zeharkako kostua kontutan izango dugu.

a. Siemens NX + Simit:

Siemens NX + Simit irtenbide profesional eta integratua da, sistema mekatroniko konplexuetara bereziki bideratua, diseinutik hasita makiren martxan jartzerarte. Pakete hau ingeniaritza integratuaren ikuspegitik nabarmentzen da, mekanika, elektrizitate eta automatizazio arloetako lankidetza errazten baitu. PLC-en eta roboten simulazio-zatian, Simit-ek, NX konplementatzen du prozesuak simulatzeko gaitasunarekin.

3. Irudia Siemens NX eta Simit-ekin sortutako Biki Digitala

Sistema konplexuen ingeniaritzarako garatutako software gisa, Siemens NX + Simit-en abantaila aipagarriena Siemens-en hardware eta software-arekin guztiz integratzen dela da, eta hori oso interesgarria izan daiteke Siemens-ekin lan egiten duten ikastetxeentzako, batez ere sistema baten fabrikazio-ziklo osoa lantzen duten tituloentzat. Mekatronikan adibidez, sistemaren diseinua, logika eta martxan-jartzea lantzen direnez, software pakete hau erabiltzeak zentzu guztia dauka. Hala ere, ikastetxe batean ikasleekin erabiltzeko egin beharreko inbertsioa beste soluzioekin alderatuz, software guzti hau lokalean erabiltzeko behar diren ekipoen ezaugarri minimoak kontuan izanda, handiagoa izan daiteke. Ikasketa-kurbari dagokionez, nahiko aldapatsua izan daiteke batez ere gaiak bere konplexutasuna duelako tresna menperatzeko, eta horrek ikasleei prestakuntza intentsiboa ematea ekar lezake.

Siemens NX + Simit-ek modeloak pertsonalizatzeko eta diziplina desberdinen arteko paraleloko lana egiteko aukera ematen du, honela gure maketak eta ekipo propioak pertsonlizatu ditzakegu. Hala ere, plataformak ez dirudi funtzionalitate espliziturik duenik ereduak erraz eta azkar partekatzeko, Siemens NX-en sortutako fitxategiak era tradizionalean partekatzea da modu bakarra eta horrek mugatu egin dezake ereduen erabilgarritasuna ikasgelan esperimentatzeko eta talde-lanerako.

b. Simumatik:

Simumatik aukera interesgarria da Lanbide Heziketarako, dituen irisgarritasunagatik, malgutasunagatik eta ikuspegi modularragatik. Hodeian oinarritutako plataforma denez, ikasleek edozein lekutatik sortu, programatu eta probatu ditzakete sistemak. Malgutasun horrek balio haundia du batez ere hurruneko formakuntza eta baliabideak eskaintzeko aukera ematen duelako, honela ikasleek ikasgelatik kanpo baliabideak eskuratzeko aukera izango dutelarik. Gainera, Simumatik-ek hainbat fabrikatzaileren osagaiak erraz integratzeko aukera ematen du, eta ikasleei esperientzia praktiko baliotsua eskaintzen die sistema eta teknologia desberdinekin.

4. Irudia Usurbil LHII eskolak Simumatik-ekin “Eraiki zure laborategi birtuala” pilotuetan sortutako Biki Digitala

Simumatik hodeiean eskaintzen den plataforma bat denez, softwarearen ordainketa urteko harpidetzak kontratatuz burutzen da eta honek hardware-an egin beharreko inbertsioan eta software-aren mantenimendu kostuan eragin zuzena du.  Gainera Simumatik-ek marka eta irtenbide ugarirekin integratzeko aukera ematen du, hala nola Siemens PLC-ekin, CODESYS-ekin eta beste hainbat PLC markekin lan egin dezakegu eta horrek malgutasun nabarmena ematen dio. Ikaskuntza-kurbari dagokionez, Simumatik-en kurba lauagoa da bere interfaze intuitiboari eta eskura dauden prestakuntza-baliabideen ugaritasunari esker. Gainera, nabarmendu behar da Simumatik-ek publikoak diren sistemak doan erabiltzeko aukera ematen duela, eta horrek are erakargarriagoa egiten duela kostuari eta eskuragarri dauden errekurtsoeri dagokionez.

Ereduak partekatzeko, klonatzeko eta pertsonalizatzeko aukerari dagokionez, Simumatik  arlo honetan nabarmentzen da. Erabiltzaileek denbora errealeko sistemetan lan egin dezakete eta hodeian oinarritutako baliabideetara 24/7 sarbidea izan. Gainera, plataformak ikasle eta irakaslei laborategi fisikoak digitalizatzeko eta hezkuntza baliabideak zabaltzeko aukera ematen die, lankidetza-lana eta esperimentazioa gehiago erraztuz. Momentuz Sistemen 3D modelatua Simumatik-etik kanpo egiten da, beste software bat erabiliz.

c. Factory I/O:

Factory I/O tresna interesgarria da biki digitalaren oinarriak irakasteko eta ikasleei modelizazioarekin eta simulazioarekin esperimentatzeko aukera ematen bait die. Gure ustez bereziki erabilgarria da prestakuntzaren hasierako fasean. Bere ikuspegi praktikoa eta eskeintzen duen liburutegiari esker, ikasleek esku artean dituzten osagai eta sistemetan oinarritutako prestakuntza-eszenatokiak eraiki ditzakete. Makina pertsonalizatuak eraikitzea aldiz konplexuagoa da eta hau izan daiteke bere desabantaila nagusiena.

5. Irudia Factory I/O-rekin sortutako Biki Digitala

Prezioari dagokionez Factory I/O ziurrenik hiru aukeretatik merkeena da. Aukera merke bat izan arren, biki digitalaren oinarrizko edukiak irakastea errazten duten hainbat ezaugarri eta funtzionalitate eskaintzen ditu. Erabiltzeko errazak diren interfazeak eta 3D edizio-tresna intuitiboek ikaskuntza-kurba leuna eskaintzen dute, ikasleek sistema industrialak sortzen eta simulatzen azkar hasteko.

Plataformak eszenak eraikitzeko eta aldatzeko tresnak eskaintzen dituen arren, ez da esplizituki aipatzen ereduak partekatzeko eta klonatzeko funtzionaltasuna eskeintzen duenik.

3. Ondorioak

Hiru simulazio-plataformen funtsezko ezaugarriak, erabiltzeko erraztasuna, kostuak eta pertsonalizaziorako eta lankidetzarako gaitasunak aztertu ondoren, hainbat ondorio garrantzitsu atera ditugu.

Ezaugarriak	Siemens NX+Simit	Simumatik	Factoy I/O
Sistemaren integrazio maila	Altua	Moderatua	Baxua
Beste markekin konpatibilitatea	Moderatua	Altua	Baxua
Zure sistema propioa eraikitzeko gaitasuna	Altua	Altua	Moderatua (eskeintzen duen liburutegian oinarritua)
Ikaskuntza-kurba	Altua	Baxua	Baxua
Erabiltzeko erreztasuna	Moderatua	Altua	Altua
Lizentzia/harpidetza kostuak	Moderatua	Moderatua	Baxua
Hardware eta mantenimendu kostua	Altua	Baxua	Altua

Siemens NX + Simit irtenbide sendoa eta aurreratua da, sistema mekatronikoen ingeniaritza integratuan eta simulazioan nabarmentzen dena. Siemens-en beste produktu batzuekin erabat integratzea puntu sendoa da, lan-fluxu leuna eta koherentea ahalbidetzen duena. Hala ere, baliteke integrazio hori ez izatea hain sendoa beste markekin. Bere ikaskuntza-kurba aldapatsua izan daiteke eta epe luzera inbertsio handiagoa izan dezake, batez ere hardware-eskakizunak eta behar den prestakuntza intentsiboa direla eta. Erronka potentzial hauek izan arren, ereduak pertsonalizatzeko gaitasun handiak eskaintzen ditu, esperimentaziorako eta ikasteko onura handia izan daitekeena. Irtenbide hau bereziki egokia izan liteke dagoeneko Siemens produktuekin lan egiten duten ikastetxeentzat.

Factory I/O tresna erakargarria da, eta erabiltzeko prest dauden eszena eta osagai industrial ugari eskaintzen ditu eszenatokiak diseinatzeko eta simulatzeko. Bere erabilera nahiko erraza da eta kostu nahiko baxua du, eta hau kontutan izanda hasierako prestakuntzarako egokiagoa litzatekela esango nuke. Ez dirudi ereduak partekatzeko eta klonatzeko funtzionaltasun esplizitua eskaintzen duenik, beraz ikasgelan lankidetza eta esperimentazioa lantzeko mugatuagoa dago. Hau aukera sendoa izan daiteke Automatizazio eta Robotika Industrial eta Mekatronika zikloentzako, simulazio irtenbide merke eta erabilera erraz baten bila bazabiltza.

Konparazio honetan, Simumatik alderdi hauetan nabarmentzen da: erabilera errazean, eredu propioak pertsonalizatzeko eta sortzeko gaitasunean, ikasleen eta erakundeen arteko lankidetzan eta kostu/prezio erlazio bikainean. Plataformak erabiltzaileei denbora errealeko sistemetan lan egiteko eta hodeian oinarritutako baliabideetarako 24/7 sarbidea eskaintzen die hurruneko formakuntzetarako tresna ezin hobean bihurtuz. Gainera, Simumatik-ek beste marka batzuekin lan egiteko eskeintzen dituen aukerei esker adibidez CODESYS bezalako soluzioekin, oso tresna interesgarrian bihurtzen dute batez ere ARI-ko zikloan eta  Mekatronikako zikloan. Azkenik, Simumatik-en publikoak diren sistemak doan erabiltzeko aukera dagoenez, horrek are erakargarriagoa egiten du kostuari dagokionez.

Orokorrean, funtzionalitatearen, erabiltzeko erraztasunaren eta malgutasunaren arteko oreka kontuan hartzen badugu, Simumatik arlo hauetan trebatzeko aukerarik oso egokia dela iruditzen zaigu. Bere irisgarritasun, pertsonalizazio eta lankidetza gaitasunek eta kostu/prestazioa erlazioak bereziki erakargarria egiten dute irakasleentzat. Hala ere, kontuan izan behar da azken aukera ikasgela edo erakunde bakoitzaren behar eta baliabide zehatzen araberakoa izango dela.