Simulation and visualization model of an overhead crane

Simple item page
dc.contributorAalto-yliopistofi
dc.contributorAalto Universityen
dc.contributor.advisorAutiosalo, Juuso
dc.contributor.advisorUbis, Fernando
dc.contributor.authorHannonen, Jouni
dc.contributor.schoolInsinööritieteiden korkeakoulufi
dc.contributor.supervisorKuosmanen, Petri
dc.date.accessioned2020-12-20T18:13:10Z
dc.date.available2020-12-20T18:13:10Z
dc.date.issued2020-12-14
dc.description.abstractAs the concept of a digital twin and virtual commissioning is getting more interest in the industry, it is essential to develop existing software tools used to design and maintain products and their lifecycle to work seamlessly with the digital twin ecosystem. Simulation tools are traditionally used independently of other tools and used only to serve a limited purpose or have a limited scope to measure only the asset itself, not considering its environment. In this study, a concept of an overhead crane simulation model was developed. It enables better cross software functionality with real-time control and visualization of the physical crane in a 3D virtual environment in real-time. Communication with the simulation model is achieved with OPC UA that is the same communication architecture used to control and monitor the physical twin. An external Python OPC UA server was implemented to communicate control and monitoring signals between the user and the simulation model. The simulation model of the crane can also be used as a part of a production system without external control and used to collect statistics for optimization or evaluating feasibility. It was shown that a satisfactory level of accuracy of the kinematic simulation model was achieved without anti-sway control and that the model can be used for system-level virtual commissioning and as a system-level digital twin.en
dc.description.abstractTeollisuuden kiinnostuksen kasvaessa kohti digitaalista kaksosta ja virtuaalista käyttöönottoa, on oleellista, että olemassa olevia suunnittelu- ja tuotehallintaohjelmisto-ja kehitetään toimimaa paremmin tässä ympäristössä. Perinteisesti simulointityökaluja käytetään itsenäisesti eri tarkoituksiin ja ratkomaan rajattuja ongelmia, usein muuta ympäristöä huomioimatta. Tässä työssä toteutetaan siltanosturin simulointimalli, joka hyödyntää OPC UA -arkkitehtuuria reaaliaikaisen ohjauksen ja fyysisen kaksosen kolmiulotteisen visualisoinnin toteutuksessa. Se mahdollistaa myös ohjelmistojen välisen kommunikoinnin. Työssä toteutettiin ulkoinen OPC UA -palvelin, jonka rajapinta vastaa fyysisen nosturin rajapintaa ja joka välittää ohjaus- ja anturisignaalit simulointimallin ja käyttäjän välillä. Simulointimallia on mahdollista käyttää myös ilman ulkoista ohjausta osana tuotantojärjelmän simulointia ja siitä voidaan kerätä tilastotietoa optimointitarkoituksiin ja soveltuvuuden arviointiin. Simulointimallin kinemaattinen tarkkuus saavutti hyväksyttävän tason ilman heilunnan estoa ja malli soveltuu käytettäväksi järjetelmätason virtuaalisessa käyttöönotossa ja digitaalisena kaksosena.fi
dc.format.extent43 + 5
dc.identifier.urihttps://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/97591
dc.identifier.urnURN:NBN:fi:aalto-2020122056418
dc.language.isoenen
dc.programmeMaster's Programme in Mechanical Engineering (MEC)fi
dc.programme.majorfi
dc.programme.mcodefi
dc.subject.keywordsimulationen
dc.subject.keywordcraneen
dc.subject.keyworddigital twinen
dc.subject.keywordvirtual commissioningen
dc.subject.keywordkinematicsen
dc.subject.keywordOPC UAen
dc.titleSimulation and visualization model of an overhead craneen
dc.titleSiltanosturin simulointi- ja visualisointimallifi
dc.typeG2 Pro gradu, diplomityöfi
dc.type.ontasotMaster's thesisen
dc.type.ontasotDiplomityöfi
local.aalto.electroniconlyyes
local.aalto.openaccessno
Files
Collections
[dipl] Insinööritieteiden korkeakoulu / ENG