特种设备制造商Emil Schmid公司的成功是建立在质量意识、创新乐趣和远见卓识基础之上的成功。该公司为许多行业领域中企业，尤其是汽车工业中的企业设计制作量身定制的生产设备和专用设备。近年来，前瞻性的开发项目，特别是电动汽车领域中的项目开发已经成为这家企业的专长。

图1  利用可视化仿真模拟软件成功完成了电动汽车电池装配生产线的规划设计

汽车电池的自动化装配设备

该公司当前的一个项目就是研发设计电动汽车底盘中电池组的自动化安装设备。这样的电池组由大约1000个电池组成，大约100块电池串联起来构成一个电池组，以实现驱动电动汽车所需的电力。

首先，将各个电池和中间隔离材料送至装配线上。完成质量检测后，将这些电池逐个连接成电池组。接着，将各个电池组串联并进行焊接。完成功能测试后，将控制电子元器件安装到电池组内，并整体封装进电池壳体中。最终，得到的是完整的电池组件，可直接安装于电动汽车中使用。     

该项目所遇到的最大挑战就是在极短的循环时间里完成电池和电池组的输送：每一块电池都要求在不到1 s的时间里放置到规定的位置处，而且安装过程的空间条件非常有限。因此装配用的机器人必须处于最佳的工作位置，精确计算好机器人手臂和机械手的运动路径以保持工作时间最短且无碰撞。

Emil Schmid机械制造公司在汽车发动机和变速器生产方面拥有多年的丰富经验，但在用圆柱形锂电池组成的电池组系统生产方面却是一个全新的领域。因此该公司正在积极寻找一种尽可能节约场地和空间的机器人解决方案，并要求控制软件具有能够编写机器人复杂运动程序。最终，该公司选择了芬兰Visual Components公司的数字化仿真模拟软件解决方案。

工厂设计和仿真模拟的软件系统

Visual Components公司提供的同名解决方案是一款专注于3D工厂规划设计与仿真模拟的软件系统。借助该软件，用户能够利用其内置的机床设备组件库，轻松设计、开发和模拟生产设备。Visual Components软件还能创建数字孪生模型，覆盖从单一生产设备至整个生产工厂的全方位模拟。这一功能使得生产设备的规划、设计以及优化工作得以精确实施，涵盖物料流规划、虚拟调试等所有关键环节。

Emil Schmid公司采用Visual Components软件系统完成的首个大项目是汽车锂电池组装系统。该项目的核心目标是设计一个最优化的电池单元组装布局方案。为此，不仅需要构思出一个最佳的锂电池装配流程，还需验证该方案的可行性。更重要的是，这一解决方案应能最大化利用空间布局，实现效率与空间的最优配置。

借助Visual Components软件系统中的工厂设施组件库和Schmid程序库，能够迅速设计出完整的生产线。通过Visual Components数字化仿真模拟软件的数据接口，可以直接利用CAD数据生成电池外壳的几何模型。生产线的每个工作站都能进行动态模拟，即能够模拟整条生产线的运动状态，优化各工作站的工作循环。此外，还可以离线编写机器人的控制程序，有效避免碰撞，并实现最短的工作循环时间。

图2 在电池组的装配过程中由于可供使用的场地和空间有限，因此必须对机器人的使用及安装位置进行优化

通过模拟降低潜在风险

Visual Components数字化仿真软件中的3D工厂装备模型极大降低了建造新车间与新设备过程中的潜在风险。“Visual Components可视化数字模拟软件中的丰富组件库，结合Emil Schmid机械制造公司多年的自动化经验，使我们能够在极短时间内开发出一个极具价值的生产线设备解决方案。这让我们能在项目初期就与客户展开深入讨论。”Emil Schmid公司的销售工程师Patric Ruo先生介绍道。

在客户批准设计方案后，我们依据Visual Components软件设计的生产线模型，迅速提供详细的报价。所有生产设备均以图纸、图片和视频形式呈现给客户。

“Visual Components可视化仿真模拟软件让我们能够迅速优化并验证设计方案与设备布局。借助多样化的数据导出平台，如3D-PDF、2D-DWG以及虚拟现实模型，我们能够为客户提供涵盖物流到运营等所有部门的全面信息。”Emil Schmid机械制造公司的销售工程师Jens Lengerer先生表示。

另一个关键优势在于公司内部的信息交流：可视化仿真模拟软件中的工厂设备模型库所蕴含的专业知识，能够高效传递给各个专业领域的相关部门。对工厂设备的统一理解提高了项目执行的透明度与实施效率，进而增强了客户企业的盈利能力。