Realitätsnahe 3D-Simulation Machineering-Chefin Beate Maria Freyer im Interview - wirautomatisierer

Realitätsnahe 3D-Simulation

Machineering-Chefin Beate Maria Freyer im Interview

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Im Gespräch mit der elektro AUTOMATION erklärt Machineering-Geschäftsführerin Dipl.-Kffr. Beate Maria Freyer, wie die Programmierung von Steuerungen nach der virtuellen Inbetriebnahme direkt übernommen werden kann und welche Rolle VR-/AR-Brillen mittlerweile im Bereich der Simulation spielen.

Interview: Irene Knap, Redakteurin der elektro AUTOMATION

elektro AUTOMATION: Frau Freyer, Machineering wurde 2007 aus einem Spin-Off des IWB (Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften München) gegründet. Im Jahr 2009 erfolgte die Umfirmierung in eine GmbH & Co. KG durch Sie und Dr. Georg Wünsch als Gründer. Heute sind Ihre 3D-Simulationslösungen bei führenden Anlagen- und Maschinenbauern sowie Produktionsunternehmen verschiedener Branchen im Einsatz. Wie kam es dazu?
Freyer: Dr. Wünsch hat im Rahmen seiner Promotion am IWB die Idee gehabt, den physikbasierten Kern, der in der Computerspiele-Industrie bereits eingesetzt wurde, für den Maschinen- und Anlagenbau zu nutzen. Dementsprechend sollte nicht etwa das Verhalten der Steine einer einstürzenden Mauer, sondern beispielsweise der Verpackungsablauf eines Produkts realistisch dargestellt werden. Die ersten Ideen und Grundzüge, um die Software aufzubauen, hat Dr. Wünsch ab 2007 entwickelt. Im Jahr 2009 bin ich dazu gestoßen. Seither ist er hauptsächlich für die technischen Aspekte zuständig und ich betreue die Bereiche Marketing, Vertrieb und Personal.
elektro AUTOMATION: Wie habe ich mir die Funktion dieses Physikalischen Kerns in der Praxis vorzustellen?
Freyer: Die sogenannte Starrkörperphysik kann die Abläufe sehr realitätsnah abbilden. Kollisionen und Kontakte werden dabei dynamisch berechnet und es ist möglich, sowohl die Sensorik als auch die Aktorik sowie die Steuerungslogik zu integrieren. Darüber hinaus sind Gelenke, Kinematiken und Reibungsmodelle einstellbar, und in einer Bibliothek lassen sich sogar die Daten von bis zu 800 Industrierobotern von namhaften Herstellern wie ABB, Fanuc und Kuka abrufen. All diese Faktoren zusammengenommen führen letztendlich zu tagesgenauen Simulationsergebnissen auf dem jeweils aktuellen Stand der Entwicklung.
elektro AUTOMATION: Welche Informationen braucht Ihre Software vom Anwender, um diese Simulationen berechnen zu können?
Freyer: In den ersten Planungsschritten einer neuen Maschine oder Anlage wird fast immer zumindest ein grobes CAD-Modell erstellt. Dieses Modell kann über Schnittstellen aus gängigen CAD- und Visualisierungssystemen wie Solidworks, Inventor, Creo (Pro/E), Maya sowie 3ds Max direkt in unsere Simulationssoftware Industrial Physics übernommen werden. Im nächsten Schritt werden die physikalischen Eigenschaften wie das verwendete Material, dessen Gewicht, Geschwindigkeit, der Reibwert einer Bande etc. parametriert. Sobald die entsprechenden Werte hinterlegt sind, lässt sich das direkt sehr anschaulich simulieren. Somit lässt sich unsere Software schon in den ersten Entwicklungsschritten sinnvoll einsetzen.
elektro AUTOMATION: Gibt es dazu ein markantes Beispiel aus der Praxis?
Freyer: Bei einem Rütteltopf für ein Transportsystem handelt es sich um einen topfförmigen Wendelförderer, an dessen entsprechend abgeschrägten Wänden etwa Pillen oder Schrauben vereinzelt und weitertransportiert werden. Derzeit wird bei der Konstruktion eines solchen Topfes stark auf die praktischen Erfahrungen weniger Experten zurückgegriffen – mit von Fall zu Fall mehr oder weniger guten Ergebnissen. Im Gegensatz dazu kann die entsprechende Anlage innerhalb der Software tatsächlich „arbeiten“. Dabei wird nicht nur die Beförderung beispielsweise von Tabletten an sich simuliert, sondern auch ihre Interaktion untereinander. Zudem kann eine kontinuierliche Zufuhr definiert und somit das langfristige Verhalten des Rütteltopfes ‚getestet‘ und die erreichte Taktung abgeschätzt werden.
elektro AUTOMATION: Auf der gerade stattgefundenen SPS IPC Drives 2016 in Nürnberg haben Sie das Release 2.0 von Industrial Physics vorgestellt. Was hat sich damit verändert?
Freyer: In der neuen Version gibt es zum einen Verbesserungen und Erweiterungen in den Bereichen Visualisierung, Simulation und Steuerungsanbindung. Zum anderen wurden neue Schnittstellen zu externen Systemen integriert. So steht unseren Nutzern ab sofort sowohl eine Anbindung an SAP EWM und vergleichbare Materialflusssteuerungen als auch eine Schnittstelle zu Eplan P8 zur Verfügung. Mit der Überführung von Daten aus der Simulation ist uns ein weiterer wichtiger Schritt in Richtung ‚Ganzheitlicher Mechatronischer Engineering-Ansatz‘ gelungen. Außerdem bietet Industrial Physics nun eine echte Anbindung an das TIA-Portal, an die Siemens Simulation Unit PN256 sowie reale Robotersteuerungen. Darüber hinaus ist es nun möglich, Linearsysteme wie Hängebahnen oder schienengeführte Fahrzeuge exakt zu simulieren.
elektro AUTOMATION: Was verstehen Sie unter dem erwähnten ganzheitlichen mechatronischen Engineering-Ansatz?
Freyer: Industrie 4.0 ist ja derzeit ein sehr häufig diskutiertes Thema. Unserer Meinung nach gehen wir damit langsam aber sicher in die richtige Richtung. Wir sind davon überzeugt, dass man die drei Bereiche Mechanik, Elektronik sowie Automatisierung nicht mehr getrennt sehen sollte. Heute arbeiten die einzelnen Disziplinen nacheinander, was nicht nur an den jeweiligen Übergängen regelmäßig zu Problemen führt. Stattdessen sollte die Entstehung einer Anlage ein gemeinsamer kontinuierlicher Prozess sein. Dabei kann unter anderem auch die angedachte Steuerung vorab ‚getestet‘ werden, indem statt der fertigen Anlage Funktionsblöcke genutzt werden, die bestimmte Eigenschaften aufweisen. Das kann so weit gehen, dass die später tatsächlich verwendete Steuerung an das Simulationssystem angeschlossen und im weiteren Verlauf fertig programmiert werden kann. Bei unserem ersten großen Kunden Bosch Packaging zum Beispiel wird die Steuerungssoftware bereits umfangreich ‚offline‘ per Simulation getestet und nach der virtuellen Inbetriebnahme sogar direkt übernommen. Zudem unterstützen wir die neue Vorgangsweise auch dadurch, dass die Simulation so weit integriert ist, dass Änderungen, die in der Simulation an der Konstruktion vorgenommen werden, direkt auf das CAD-Modell übertragen und als neue Version abgespeichert werden.
elektro AUTOMATION: Gab es auf der SPS IPC Drives noch weitere Highlights?
Freyer: Ja, im Rahmen unserer Augmented- und Virtual-Reality-Offensive konnten wir – wie schon auf der Automatica im Juni – die neuen Dimensionen, die sich über solche Brillen erschließen lassen, sehr schön präsentieren. Unsere Besucher konnten dabei über die HTC Vive sowie die Oculus Rift selbst ein Virtual-Reality-System, also einen virtuellen Raum, erkunden. Und über die Hololens von Microsoft wurde ihre Umgebung mit interaktiven 3D-Projektionen angereichert. In der Praxis können die Brillen beispielsweise dann verwendet werden, wenn an einer Entwicklung beteiligte Personen über den Globus verteilt sind oder Servicetechniker die nächsten Arbeitsschritte angezeigt bekommen und dennoch beide Hände frei haben sollen.

Kontakt

40331390

info

Machineering GmbH & Co. KG
München
Tel. +49 89 78005270
Details zu den möglichen Simulationsvarianten:
http://t1p.de/rip6


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