Der Digitale Zwilling im Schaltschrank

18/03/2024

Digitaler Zwilling: Eine Chance für kleine und mittlere Unternehmen

Der digitale Zwilling, das Simulationsmodell mit Echtzeitfähigkeit, wird jede Maschine von der Planung bis zum laufenden Betrieb begleiten. Das gilt nicht nur für die Entwicklungen bei den großen Playern, sondern vor allem für die Arbeitsprozesse bei kleinen und mittleren Unternehmen. Gerade diese Unternehmen schrecken oft davor zurück, sich mit dem Thema Simulationsmodelle auseinanderzusetzen. Das ist aber völlig unnötig. 

Unabhängig von der Größe des Unternehmens kann die digitale Transformation (IIOT) schnell und kostengünstig umgesetzt werden. An der digitalen Transformation wird in Zukunft kein Unternehmen mehr vorbeikommen. Nur so können die immer kürzeren Durchlaufzeiten, die komplexeren Anforderungen und der Wettbewerbsdruck bewältigt werden. Der Einsatz des digitalen Zwillings ist der große Schritt in Richtung Industrie 4.0, den jedes Unternehmen gehen muss, um am Markt bestehen zu können. Niemand wird es sich mehr leisten können, sich auf eine reale Inbetriebnahme zu verlassen, nur um dann langwierige und kostenintensive Änderungen vornehmen zu müssen, die durch eine vorherige Simulation hätten vermieden werden können. Der digitale Zwilling liefert ein perfektes virtuelles Abbild der (geplanten) Maschine. Der Hersteller bietet damit mehr Effizienz in der Entwicklung, der virtuellen Inbetriebnahme, der Produktion und dem Service – auch im After-Sales-Bereich.

Der Digitale Zwilling als Schlüssel zur ganzheitlichen Optimierung

Nur mit Hilfe des digitalen Zwillings wird es in Zukunft möglich sein, den gesamten Wertschöpfungsprozess zu optimieren: Von der effizienten Planungsphase über die unkomplizierte virtuelle Inbetriebnahme und kurze Wartungszeiten bis hin zum reibungslosen Betrieb wird das Simulationsmodell in Echtzeit zur Verfügung stehen.

Machineering setzt schon seit einiger Zeit auf den ganzheitlichen Engineering-Ansatz. Der digitale Zwilling nimmt eine völlig neue Rolle in der Anlagenentwicklung ein, die weit über eine reine Verifikationsfunktion hinausgeht. Der digitale Zwilling unterstützt auch den Instandhaltungsprozess.

 

Instandhaltung mit dem digitalen Zwilling


Mit dem digitalen Zwilling im Schaltschrank ist jederzeit ein virtuelles Echtzeitmodell der laufenden Anlage verfügbar. Alle Anpassungen oder Optimierungen können schnell und sicher durchgeführt werden. Einfach die geplante Änderung vorab am digitalen Zwilling testen und erst wenn die optimale Lösung gefunden ist, wird alles auf die reale Anlage übertragen. Das spart nicht nur Zeit, sondern auch Geld für sonst kostspielige Änderungen. Eine von machineering durchgeführte Feldstudie hat folgende Wettbewerbsvorteile für Unternehmen ergeben:

  • Reduktion der Inbetriebnahmezeit um bis zu 75 Prozent
  • Reduktion der Gesamtdurchlaufzeit um ca. 15 Prozent
  • Steigerung der Softwarequalität um mehr als 40 Prozent
  • Reduktion der Kosten
  • Entwicklungsprozess mit dem digitalen Zwilling

 

Effiziente Entwicklung durch interdisziplinäre Zusammenarbeit

Die Simulation steht als abteilungsübergreifende Plattform zur Verfügung, auf der der aktuelle Entwicklungsstand jederzeit verifiziert und mit anderen Bereichen auf Machbarkeit geprüft werden kann. Eine unmittelbare Rückkopplung ist durch Tests in einem Simulationsmodell, das das Verhalten des Systems realistisch abbildet, jederzeit gewährleistet – ohne zeitaufwändiges Speichern, Umformatieren und Laden von Datenmodellen. Die Abteilungen Mechanik, Elektrik und Software greifen gleichzeitig (Continuous Commissioning) auf die gleichen Modelle zu, die sie jeweils in ihrer nativen Entwicklungsumgebung bearbeiten, gemeinsam weiterentwickeln und im Zusammenspiel mit der Simulation sofort testen.

Auf diese Weise wird der aktuelle Entwicklungsstand in der Mechatronik-Entwicklung bereits in den frühesten Phasen des Entwicklungsprozesses interdisziplinär getestet. Letztlich reduziert dieser kontinuierliche Inbetriebnahmeprozess den Aufwand im Vergleich zur üblichen Endinbetriebnahme deutlich – sowohl zeitlich als auch kostenmäßig. Denn durch den permanenten Abgleich des Arbeitsstandes kann die Machbarkeit und Erreichbarkeit der Ziele jederzeit überprüft werden.

Virtuelle Realität und der digitale Zwilling

Inzwischen ist die Entwicklung noch einen Schritt weiter gegangen. Nicht nur das exakte Modell der realen Maschine steht den Nutzern als digitaler Zwilling zur Verfügung, sondern mit der Anbindung von VR/AR-Brillen an iPhysics bzw. das Industrial Metaverse können die Nutzer noch tiefer in die simulierte Anlage eintauchen – in die Maschine in der virtuellen Realität. Mit der Brille beschreitet machineering neue Wege. Ob komplett abgeschottet von der Außenwelt mit der VR-Variante oder als Hologramm auf Basis realer Daten mit Augmented Reality – hier findet jeder Anwender die für ihn passende Lösung.

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