Virtuelle Inbetriebnahme und digitaler Zwilling für den innovativen Maschinenbau.
Die schnelle und einfache Lösung für Anlagen, die wirklich funktionieren.
Virtuelle Inbetriebnahme
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Von der virtuelle Inbetriebnahme zur Inbetriebnahme
Virtuelle Inbetriebnahme – VIBN
Im Anlagen- und im Maschinenbau werden die zeitlichen Fenster zwischen der ersten Anfrage und dem erforderlichen Liefer- bzw. Abnahmetermin immer kürzer. Der dafür erforderliche Prozess startet bereits mit den ersten Gesprächen beim Kunden und setzt darauf, schon zeitnah erste Ergebnisse zu liefern.
Durch die agile Entwicklung der Simulationssoftware für SPS-Systeme und für ereignisbasierte Systeme steht mit dem digitalen Zwilling bzw. der virtuellen Inbetriebnahme (VIBN) ein leistungsfähiges Tool für die Anwender zur Verfügung, welche so die an sie gestellten Herausforderungen meistern können.
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Gestern – die klassische Inbetriebnahme
Durch die virtuelle Inbetriebnahme werden nicht nur Möglichkeiten zu technischen Verbesserungen an der Maschine, sondern zeitgleich an der Arbeitsweise aufgedeckt. Wenn dabei die Taktzeiten nicht optimal ausgelegt sind oder es im Produktionsprozess zu Kollisionen kommen könnte, kann dies präventiv vermieden werden. Auf diese Weise werden nur noch Maschinen und Anlagen montiert, die schon im Vorfeld getestet und optimiert wurden und so von vornherein ein hohes Maß an Leistung erbringen.
Viele Vorteile, aber auch Grenzen
Verbessertes Engineering
Virtuelle Inbetriebnahme – Vorteile und Grenzen
Besonders das Engineering profitiert von der virtuellen Inbetriebnahme und von dem digitalen Zwilling, da so schon in der Konstruktionsphase die spezifischen Vorgaben des Kunden umgesetzt und gleichzeitig auf Machbarkeit überprüft werden können. Besonders komplexe Zusammenhänge zwischen verschiedenen Anlagen- und Maschinenbereichen können dank der Digitalisierung daher schon im Engineering Prozess überprüft und Lösungen vorab getestet werden. Das Risiko von fehlerhaften Planungen wird hierdurch effektiv vermindert und gleichzeitig die Qualität der Software, der Anlagen und der Maschinen verbessert.
Zugleich erleichtert die VIBN ebenfalls die Einbindung der Anlage bzw. der Maschine in die bestehende reale Umgebung im laufenden Betrieb.
Kürzere Projektlaufzeit
Natürlich kann dabei nicht auf den Ingenieur verzichtet werden. Doch der Einsatz einer virtuellen Inbetriebnahme ermöglicht es, die Reisetätigkeit zu den Kunden deutlich zu reduzieren. In einem global handelnden Arbeitsgebiet wie dem Anlagen- und dem Maschinenbau ist das ein großer Vorteil. So nimmt die eigentliche Inbetriebnahme etwa ein Viertel der gesamten Projektlaufzeit in Anspruch. Wenn die Anlage oder die Maschine in ein bereits bestehendes System integriert wird, reduzieren sich durch eine VIBN zudem die Ausfallzeiten der Maschinen und der Anlagen bei der Systemumstellung. Diesen Vorteil können Anlagen- und die Maschinenbauer schon bei den Verhandlungen für sich nutzen. Vor allem kleine und mittlere Unternehmen gewinnen durch die VIBN eine größere Flexibilität und können sich so gegenüber Großunternehmen positionieren.
Einfaches Retrofitting
Zu den großen Vorteilen einer virtuellen Inbetriebnahme gehört vor allem, dass sie sich ebenfalls auf das Retrofit und die Umkonfiguration von Anlagen und Maschinen anwenden lässt. Die Voraussetzung dafür ist der digitale Zwilling, das virtuelle Pendant zur realen Maschine, in welchem nicht nur der derzeitige Zustand, sondern auch zwischenzeitlich durchgeführte Änderungen festgehalten sind, wie zum Beispiel der Ersatz eines beschädigten Sensors durch ein anderes Produkt und die hiermit verbundene Adaption der Steuerungssoftware.
Schnellere Fertigstellung
Auch die Inbetriebnahmezeiten können durch die virtuelle Inbetriebnahme signifikant verringert werden. Dieser Umstand ist besonders im Anlagenbau und verbunden mit der 3D- Simulation und Simulationssoftware einer der größten Hebel, um die Entwicklungs- und Produktionskosten so gering wie möglich zu halten. In den einzelnen Entwicklungsphasen können so häufige Mehraufwendungen auf ein Minimum reduziert werden.
Frühzeitige Fehlerbehebung
Welche weiteren Vorteile hat eine VIBN?
Das Engineering profitiert vor allem von der virtuellen Inbetriebnahme, da schon in der Konstruktionsphase die spezifischen Anforderungen des Kunden prüfbar sind. Besonders komplexe Zusammenhänge zwischen den einzelnen Maschinen- und Anlagenbereichen werden daher schon im frühen Engineering beachtet und Lösungen vorab getestet. Das Risiko möglicher Fehlplanungen wird hierdurch effektiv vermindert, die Qualität der Anlagen und der Maschinen optimiert. Ebenso erleichtert die VIBN vor allem die Einbindung der Maschine in die reale Produktionsumgebung in der Produktion, was ein erheblicher Vorteil ist.
Muss ich mir anschauen
Jetzt die Vorteile der VIBN nutzen
Das Engineering profitiert vor allem von der virtuellen Inbetriebnahme, da schon in der Konstruktionsphase die spezifischen Anforderungen des Kunden prüfbar sind. Besonders komplexe Zusammenhänge zwischen den einzelnen Maschinen- und Anlagenbereichen werden daher schon im frühen Engineering beachtet und Lösungen vorab getestet. Das Risiko möglicher Fehlplanungen wird hierdurch effektiv vermindert, die Qualität der Anlagen und der Maschinen optimiert. Ebenso erleichtert die VIBN vor allem die Einbindung der Maschine in die reale Produktionsumgebung in der Produktion, was ein erheblicher Vorteil ist.
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VIBN – in vielen Branchen anwendbar
Simulationslösung für viele Branchen
Die virtuelle Inbetriebnahme von Anlagen und Maschinen besitzt einen hohen Nutzwert im Bereich der Fertigung – jedoch nur dann, wenn sie optimal durchgeführt wird und zudem noch einige weitere Voraussetzungen erfüllt werden.
Dabei liegen die Vorteile klar auf der Hand: Die Inbetriebnahme- und die Entwicklungszeiten werden verkürzt und zudem wird eine erhebliche Steigerung der Effizienz und Qualität in der Produktion erreicht.
Eine virtuelle Inbetriebnahme wird dann empfohlen, wenn eine Maschine besonders komplexe Abläufe zeigt oder das Zeitfenster für die Inbetriebnahme der eigentlichen Anlage besonders eng gefasst ist.
Ebenso wird diese zum frühzeitigen virtuellen Testen einer Maschine eingesetzt sowie bei deren Umbau. So reduzieren sich bei der Erweiterung bestehender Anlagen Stillstandzeiten, was zu mehr Planungssicherheit führt.
Im Ergebnis werden vor allem Kosten eingespart, Programmier-und Planungszeiten verkürzt, das Risiko von Fehlern vermindert sowie die Qualität der Maschinen und Anlagen optimiert.
So geht’s
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Virtuelle Inbetriebnahme und digitaler Zwilling –
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Virtuelle Inbetriebnahme – für mehr Planbarkeit und Effizienz
Die klassische Inbetriebnahme mechatronischer Maschinen und Anlagen kann sehr hohe Kosten und Aufwände verursachen, wenn die Maschinen nicht schon zu Beginn funktionieren wie gedacht – und dies tun sie erfahrungsgemäß eher selten. Wenn die übermittelten Spezifikationen nicht erreicht oder Termine nicht eingehalten werden, dann drohen Streit mit den Kunden, nachträgliche, preisintensive Anpassungen der Anlage sowie Vertragsstrafen. Das muss nicht sein.
Dank der virtuellen Inbetriebnahme mithilfe einer Simulationssoftware können die Maschinenbauer vorher schon viele dieser Risiken vermeiden und dabei Zeit und Geld einsparen. Mit passenden Lösungen für Simulation und Visualisierung lassen sich die Kosten für die Inbetriebnahme deutlich senken und zugleich die Qualität der mechanischen Bestandteile, der Elektronik und der Elektrik vorher sicherstellen und optimieren.
Der digitale Zwilling
Was ist ein digitaler Zwilling
Der digitale Zwilling ist das virtuelle Pendant einer realen Maschine, das während der virtuellen Inbetriebnahme entsteht und mit der realen Inbetriebnahme zum Leben erweckt wird. Alle Daten der realen Maschine stehen dem Anwender in Echtzeit digital zur Verfügung. Die Überwachung, Anpassung und Erweiterung der Maschine oder Anlage wird so deutlich erleichtert.
Der digitale Zwilling wird in den kommenden Jahren in der Entwicklung und in der Forschung immer mehr an Bedeutung gewinnen. Dabei wird deutlich, dass es sich hierbei nicht um ein monolithisches Modell der Daten handelt, sondern um verschiedene Aspekte digitaler Funktionalitäten, Repräsentationen, Schnittstellen und Modelle. Dies führt zu einer nachhaltigen Effizienzsteigerung.
Warum virtuelle Inbetriebnahme mit digitalem Zwilling?
Eine optimal durchgeführte virtuelle Inbetriebnahme mit einem digitalen Zwilling bietet eine Reihe an Vorteilen. Speziell hervorzuheben sind dabei die Zeit- und die Kostenersparnis. Die Programmierung einer digitalen Anlagensimulation ist durchaus mit einem hohen finanziellen Aufwand verbunden Dieser wird durch die Einsparungen bei der folgenden realen Inbetriebnahme schnell amortisiert.
Eine einmal in Betrieb genommene und montierte industrielle Anlage zu bearbeiten, kostet sehr viel Zeit und ist lediglich mit hohem Aufwand möglich. Eine virtuelle Inbetriebnahme hilft, jene Kosten schon im Vorfeld zu vermeiden. Wenn jedoch die ersten Simulationsmodelle schon während der Konstruktions- und der Planungsphase erstellt werden, können mögliche Schwachstellen und Potenziale zur Optimierung früh identifiziert und bearbeitet werden.
Der digitale Zwilling bei der SPS-Programmierung
Das über die Simulationssoftware erstellte virtuelle Modell einer Maschine kann mit der virtuellen oder auch der realen Steuerung gekoppelt werden. Beim Austausch der Daten werden die Daten des Sensors in die Steuerung hineingeschrieben. Die Signale am Ausgang werden gelesen und dabei den Objekten auf der Fläche zugewiesen. Auf diese Weise kann der SPS-Programmierer das Programm zur Steuerung fast vollständig auf Funktionsfähigkeit prüfen, ohne dass diesem die eigentliche Anlage im Unternehmen zur
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