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Digitaler Zwilling von Machineering

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Reibungslose Abläufe, schnelle Umsetzungen und unmittelbare Ergebnisse sind die Anforderungen der Verpackungsindustrie. Dies gilt sowohl für die Maschinenanbieter als auch für die Betreiber solcher Anlagen. Um diese Herausforderungen zu meistern, haben sich viele Unternehmen dazu entschieden, eine Simulationssoftware wie Industrial Physics von Machineering sowohl in den Entwicklungsprozess als auch in den laufenden Betrieb zu integrieren. Das spart Zeit, Geld und optimiert die Qualität der einzelnen Anlagen.

Beate Freyer, Geschäftsführerin, Machineering GmbH & Co. KG, München

Im Produktionsalltag standen die Mitarbeiter von Bosch Packaging Technology häufig vor der Herausforderung, dass die Steuerungssoftware erst spät im Montageprozess an der bereits vorhandenen Maschine getestet werden konnte. Zudem erschwerten Verzögerungen im mechanischen und elektrischen Aufbau die Software-Inbetriebnahme. Und auch die interne Kommunikation zwischen Software- und Konstruktionsingenieuren im eigentlichen Entwicklungsprozess lief nicht immer reibungslos, da ein gemeinsames Medium fehlte. „Die größte Lücke bestand in der physikalischen Simulation von Produkten bei hohen Prozessgeschwindigkeiten – dafür wollten wir die für uns passende Lösung finden“, berichtet Dominik Unger, verantwortlicher Entwicklungsingenieur für die Simulation am Standort Beringen (CH) und Mitglied der Bosch-Packaging-Technology-Expertengruppe Simulation. Bosch suchte deshalb eine Simulationssoftware, in die sich mehrere Steuerungsplattformen von verschiedenen Anbietern integrieren lassen und die den Ingenieuren eine gemeinsame Basis liefert.
HIL-Simulationen im Fokus
Bosch entschied sich schließlich für Industrial Physics von Machineering. Nach nur vier Monaten wurde die Software beim ersten Entwicklungsprojekt eingesetzt. Nach weiteren sieben Monaten kam ein weiterer Standort hinzu. Etwa ein Jahr nach der ersten Implementierung ist Machineering gesetzter Anbieter für HIL-Simulationen. Die Simulationssoftware kommt dabei hauptsächlich in der Entwicklung zum Test der Steuerungssoftware der Maschinen zum Einsatz. Zudem werden Simulationen durchgeführt, um das Produktverhalten bei verschiedenen Konstruktionen zu evaluieren. Ein weiteres Anwendungsfeld stellt die Auslegung von Maschinen dar. Die Simulation hilft hier dabei, Rückschlüsse auf die Ausbringungsmenge zu ziehen.
Durch den Einsatz von Industrial Physics können die Arbeiten nun parallel ablaufen (Simultaneous Engineering), was sowohl die Kosten als auch die Inbetriebnahmezeit reduziert. Außerdem hat sich die Möglichkeit von Softwaretests deutlich verbessert. Daraus resultiert auch eine höhere Softwarequalität. „Der optimierte Austausch zwischen Konstruktion und Softwareentwicklung hat sich sehr positiv auf unsere Abläufe ausgewirkt“, resümiert Unger. „Auch profitieren wir und unsere Kunden davon, dass wir ihnen früh die Anlagenfunktionen präsentieren können, ohne dafür reale Anlagen zu benötigen.“
Bereichsübergreifende Basis
Die Simulationssoftware steht im Zentrum eines jeden Entwicklungsprozesses und fungiert als bereichsübergreifende Plattform, auf der zu jedem Zeitpunkt der aktuelle Entwicklungsstand verifiziert und auf Realisierbarkeit mit weiteren Bereichen überprüft werden kann. Dabei greifen die Fachbereiche Mechanik, Elektrik und Software zeitgleich auf dieselben Modelle zurück, die sie jeweils in ihrer nativen Entwicklungsumgebung bearbeiten, gemeinsam weiterentwickeln und mittels der Simulation sofort im Zusammenspiel testen. So wird der aktuelle Entwicklungsstand bereits in den frühen Phasen des Prozesses interdisziplinär getestet. Dabei übernimmt die Simulation eine komplett neue Rolle in der Anlagenentwicklung. Weg von einer Überprüfung von Einzelergebnissen hin zu einem Medium, das die unterschiedlichen Komponenten einer mechatronischen Maschine in einem artikulierbaren digitalen Prototypen zusammenführt.
Durch diese kontinuierliche virtuelle Inbetriebnahme lässt sich letztlich der Aufwand gegenüber der üblicherweise finalen Inbetriebnahme deutlich reduzieren – sowohl zeitlich als auch kostentechnisch. Denn durch den permanenten Abgleich des Arbeitsstandes werden jederzeit die Machbarkeit und Erreichbarkeit der Ziele überprüft. Eine Studie von Machineering ergab, dass mit dem Einsatz der Simulation die Zeiten für die reale Inbetriebnahme um bis zu 75 % reduziert werden können. Auch eine deutliche Kostenersparnis sowie eine Verkürzung der Durchlaufzeiten um bis zu 15 % sind möglich.
Unterstützung des laufenden Betriebs
Doch nicht nur während des Entwicklungsprozesses, sondern auch im laufenden Betrieb unterstützt die Software die Betreiber und den Support im täglichen Betrieb. Mithilfe der Simulationssoftware wird die Anlage jederzeit in Echtzeit simuliert dargestellt. Sollte es zu einer Störung oder anderen Problemen kommen, kann dies schnell lokalisiert und behoben werden, ohne dass es zu einem langen Stillstand kommt. Darüber hinaus kann die Simulation auch das gesamte Vorgehen bei geplanten Optimierungen der laufenden Anlage erleichtern. Dafür ist es möglich, jede vorzunehmende Änderung im Vorfeld virtuell durchzuspielen. An dem dadurch erzeugten digitalen Zwilling lassen sich verschiedene Möglichkeiten testen und letztendlich die optimale Lösung auf die reale Anlage übertragen. So minimiert sich das Risiko von Fehleinschätzungen deutlich. ik

Simulation Day 2017

TIPP

Am 18. Mai 2017 veranstaltet Machineering den 2. Simulation Day in München. Dr. Georg Wünsch, Geschäftsführer der Machineering GmbH & Co. KG, wird die Gäste im Rahmen eines Vortrags über alle Neuerungen rund um Industrial Physics, Simulation sowie die VR- und AR-Offensive von Machineering informieren. Die Teilnehmer können außerdem verschiedene VR- sowie AR-Systeme live vor Ort testen. Mit der Krones AG und der Egger-Gruppe konnte Machineering zudem zwei Anwender der Simulationssoftware als Referenten gewinnen, die von ihren Erfahrungen mit Industrial Physics berichten.
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