هل سمعت مسبقاً عن منصة Simumatik ؟ تعتبر Simumatik Open Emulation Platform (OEP) بيئة افتراضية سحابية ثلاثية الأبعاد, تستخدم لمحاكاة أنظمة متنوعة (ميكاترونيكية و هوائية وكهربائية وفيزيائية )، كما أنها تدعم أنظمة إنترنت الأشياء والتي يمكن أن تكون خط إنتاج كامل أو ذراع روبوت وذلك من خلال ربطها بالعديد من المتحكمات مثل PLC و ARDUINO ،وتتميز بإنشاء توائم رقمية يمكن نقلها بعد ذلك إلى أنظمة العالم الحقيقي.
ميِّزات منصة Simumatik
· تطوير واختبار الأنظمة المختلفة في مختبر فيزيائي رقمي ثلاثي الأبعاد.
· تدريب العمال في بيئة افتراضية آمنة من أي مكان في العالم.
· إنشاء مكوِّنات هندسيَّة خاصَّة (كروبوت تقوم بتطويره) و ربطها بالأجهزة الفعلية وبرامج الطرف الثالث مثل: (SIEMENS TIA Portal و RobotStudio)عبر برامج تشغيل مختلفة واستخدامها في الوقت الحقيقي.
· إنشاء توائم رقميَّة للأجزاء المهمة من المشروع أو المشروع الكامل.
· تقليل وقت التشغيل التجريبي الافتراضي.
· مرنة وسهلة الاستخدام ومثالية لتدريب الطلاب والمهندسين، وعملية مع المهنيين والفنيين.
هيكلية Simumatik
· التخزين السحابي (Cloud storage): المكان الذي يتم تخزين جميع البيانات فيه، مثل الأنظمة والمكونات والملفات المساعدة.
· مخدِّم المحاكاة (Emulation server): من أجل بناء الأنظمة وتنفيذها. يمكن تشغيل مخدم المحاكاة على جهاز محلي أو جهاز في شبكة محلية أو في السحابة.
· تطبيق ويب جانب العميل (Web-app client): يُستخدم لتصفح البيانات والمكونات السحابية وللتعامل مع مخدم المحاكاة.
· البوابة (Gateway service): تُستخدم لتوصيل مخدم المحاكاة ببرامج وأجهزة خارجية، مثل RobotStudio وRoboDK وCodesys وTIA Portal، إلخ.
طريقة عمل المنصة
تعني المحاكاة أن الأنظمة الافتراضية التي تُبنى ستتصرف مثل نظيراتها في العالم الحقيقي، ولذلك تتشكل من:
● المرئيات (Visuals): كيف تبدو أجزاء النظام أو النظام كاملاً ،وكيف يظهر في مساحة ثلاثية الأبعاد.
● الفيزياء (Physics): الخصائص الفيزيائية لأجزاء ومكونات النظام، بما في ذلك المادة وحدودها وحركتها. تستخدم جميعها لمحاكاة التفاعل بين المكونات على أرض الواقع باستخدام برمجية محاكاة النُّظم الفيزيائية (physics engine).
● الواجهة (Interface): نقاط الاتصال الخاصة بأجزاء النظام مما يسمح بتوصيله بأجزاء أخرى أو ببرنامج خارج المحاكاة. وتشمل على سبيل المثال المنافذ الكهربائية والهوائية والميكانيكية (مثل ربط جهاز PLC حقيقي مع روبوت افتراضي)
● السلوك (Behavior): يمكن برمجة المكونات باستخدام لغة البرمجة بايثون لإعطائها القدرة على التحكم والعمل بمنطقية.
تسمح هذه الأقسام معًا بنمذجة و محاكاة أي جزء أو قطعة من نظام ما بدءاً من المنتجات الأساسية وأجهزة الاستشعار والمحركات، إلى PLCs وأجهزة التحكم في الروبوت. ومع ذلك، لا تحتاج نمذجة بعض المكونات إلى جميع الأقسام.
التسلسل الهرمي لنموذج أي نظام
تعتبر المكوِّنات (components) هي العناصر الأساسية لأي نظام وعند وضعهم معًا يقومون بإنشاء ما يسمى بالتجميع أو المجموعة (assembly) حيث تشكل مجموعة واحدة أو عدة مجموعات نظامًا واحداً، كما يتم إجراء الاتصالات بين المكوِّنات بمساعدة المنافذ (ports).
يمكن أن يحتوي كل مكوِّن على عدة منافذ من نوع معين (على سبيل المثال، كهربائية، تعمل بالهواء المضغوط، إلخ) والتي يمكن تهيئتها كمنفذ دخل أو خرج.
تخطيط مساحة العمل في منصة Simumatik
مساحة العمل (Workspace) هي نقطة البداية لإنشاء الأنظمة وتشغيل عمليات المحاكاة. تكون دائماً فارغة عند بدء تشغيل مخدم المحاكاة (Emulation server).
تحتوي مساحة العمل على المشهد وشريط أدوات مركزيِّ ولوحتين جانبيتين:
● المشهد (Scene): هو طريقة عرض مساحة العمل ويستخدم لرؤيِّة النظام والتنقل بين أجزائه وإنشاء الأنظمة.
● شريط الأدوات (Toolbar): يحتوي على أزرار للتحكم بتشغيل المحاكاة ومظهر مساحة العمل.
● اللوحة اليسرى (Left panel): تعرض محتوى مساحة العمل وتسمح بتصفح أجزاء النظام المختلفة.
● اللوحة اليمنى (Right panel): تكون مرئية عند تحديد أحد مكونات النظام في اللوحة اليسرى، وهي الواجهة لتحرير المكونات وتوصيلها وفحصها.
تسجيل حساب على المنصة
إذاً هل أنت مستعد لتجريب المنصة الرائعة ؟
من أجل البدء في العمل على المنصة يجب تسجيل حساب ويتم ذلك بالذهاب إلى موقع المنصة simumatik.com ثمَّ النقر على Sign Up / Login.
بعد ذلك نقوم بتعبئة البيانات المطلوبة للبريد الإلكتروني وكلمة المرور للحساب و نوافق على شروط الاستخدام وسياسة الخصوصية.
بعد الانتهاء من التسجيل، سيتم توجيهك إلى صفحة بدء التطبيق، حيث يمكن اختيار المتابعة من خلال حساب شخصي أو حساب مؤسسة. صفحة البداية هي المكان الذي سيتم توجيهك إليه في كل مرة يتم الدخول فيها إلى التطبيق.
بعد تحديد الحساب الذي سيُستخدم، يجب تحديد مكان تشغيل المخدِّم إمَّا محليِّ (Local workspace) أو سحابي (Online workspace). بعد ذلك تُفتح مساحة العمل.
ويتم اختيار المخدِّم المحليِّ و الذي يعني اتصال المنصة ببرنامج مثبت على الجهاز لتشغيل المحاكاة، في حال كان المطلوب السرعة في التنفيذ وعدم وجود حد أقصى من الوقت؛ أمَّا اختيار المخدِّم السحابي المقدم من المنصة يكون إذا كانت إمكانيات الجهاز ضعيفة حيث يتم تشغيل المحاكاة من خلال المتصفح مع ساعتين كحد أقصى من وقت الاستخدام المجاني.
ختاماً نقول سواء كان الهدف هو توفير التكاليف والوقت في الصناعة، أو تدريس التكنولوجيا الجديدة في المؤسسات التعليمية، فإنَّ منصة Simumatik تقدم ميِّزة تنافسية في عصر الثورة الصناعية الرابعة Industry 4.0. حيث تعطي القدرة على إنشاء توائم رقمية وأنظمة افتراضية تعمل بدِّقة كما في الواقع.
إعداد: م. علي حمود, مراجعة: م. مهند العبيد، تدقيق لغوي: بولا ابراهيم, تصميم: علي العلي، تحرير: رؤى حمود
