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Hilfe vom digitalen Zwilling

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Hilfe vom digitalen Zwilling

Sie ist Herausforderung und Chance zugleich, die vierte Industrielle Revolution. Siemens hat diese Chance erkannt und gestaltet durch die Integration von Produktentwicklungs- und Produktionsprozessen die Zukunft der CNC-Produktion aktiv mit.

Exklusiv in KEM Der Autor: Dr. Robert Neuhauser, CEO Business Unit Motion Control Systems, Siemens AG, Nürnberg

Angesichts aktueller Megatrends wie Globalisierung, Urbanisierung, Energieeffizienz und demographischem Wandel muss sich die produzierende Industrie stetig weiterentwickeln, verbessern und anpassen. Die damit verbundenen Anforderungen im Hinblick auf Produktivität, Geschwindigkeit und Flexibilität sind an sich nicht neu und gelten bereits seit Jahrzehnten. Doch die Rahmenbedingungen haben sich verändert. Der Wettbewerbsdruck im internationalen Umfeld ist gestiegen, Kunden werden immer anspruchsvoller und nicht zuletzt aufgrund steigender Rohstoffpreise ist nachhaltiges Wirtschaften wichtiger denn je.
Ziel: kurze Markteinführungszeiten
Die Produktivität von Industrieunternehmen ist somit nicht mehr nur auf Mitarbeiter und Prozesse beschränkt, sondern wird ebenso von Energie- und Ressourceneffizienz bestimmt. Gleichzeitig werden Innovationszyklen immer kürzer, sodass Geschwindigkeit bedeutet, kurze Markteinführungszeiten sicherzustellen. Flexibilität wiederum heißt, auf immer differenzierte Kundenwünsche eingehen zu können. Dies erfordert eine zunehmende Individualisierung von Produkten unter den Bedingungen einer hochflexibilisierten Produktion, häufig in Großserie. Industrie 4.0 ist die Antwort auf diese veränderten Anforderungen und stellt die intelligente Gestaltung der Fertigung und des Fertigungsumfelds in den Mittelpunkt. Mit einer durchgängigen CAD/CAM-CNC-Kette im Bereich Werkzeugmaschinen hat Siemens den Grundstein bereits gelegt. Nun ist es Zeit, in die Breite zu gehen.
Den Boden für Industrie 4.0 bereiten
Maßgeblich durch die Informations- und Kommunikationstechnologie getrieben, bringt Industrie 4.0 ein immer stärkeres Zusammenwachsen von virtueller und realer Welt zutage. Wichtige Schritte werden in naher Zukunft getan, dass autonome Produkte und Entscheidungsprozesse Wertschöpfungsnetzwerke nahezu in Echtzeit steuern. Ein grundlegender und entscheidender Schritt auf dem Weg dorthin ist die intelligente Interaktion zwischen Produktenwicklung und Produktion. Genau hier setzt Siemens an und legt den Fokus verstärkt auf die Integration von Produktentwicklungs- und Produktionsprozessen. An dieser Integration arbeitet Siemens bereits lange und intensiv unter den Stichworten „Digital Enterprise Platform“ und leitet damit einen Paradigmenwechsel für die nächste Produktivitätsstufe ein.
Von der Vision zur Realität
Die sogenannten „Early Adopters“, allen voran einige Leitbranchen der Metallbearbeitung wie der Maschinenbau oder die Automobil- und Flugzeugindustrie, beginnen bereits heute mit der Datenintegration über die gesamte Wertschöpfungskette. Unterstützt werden sie von Siemens im Rahmen des Sinumerik-Portfolios, das schon jetzt die Integration von Produkt- und Produktionsdesign erlaubt. Wo gestern noch Fertigungsprozesse lokal automatisiert wurden, finden heute eine simulierte Werkstückbearbeitung sowie eine horizontale und vertikale IT-Integration statt.
Im konkreten Fall zeigt sich das beispielsweise anhand von „virtuellen“ Maschinen, die es durch Simulierung des Produktionsprozesses ermöglichen, die Produktivität im laufenden Betrieb um 10 % zu steigern und bis zu 80 % Zeit beim Einrichten der realen Maschine zu sparen. Bevor auch nur ein einziger Span fällt, laufen Produktentwicklung und Produktionsplanung über den digitalen „Zwilling“ der Maschine ab, wo die Werkstückbearbeitung simuliert und die Produktionszeiten ausgewertet werden. Mit einem solchen vollständig funktionalen virtuellen Abbild der Maschine wird bereits jetzt die Voraussetzung für jene cyber-physischen Systeme erfüllt, die sich in der Vision von Industrie 4.0 auf Basis virtueller Handlungsmodelle selbst optimieren.
Der messbare Kundennutzen im Fokus der Integration
Einen weiteren wichtigen Grundstein für die Realisierung durchgängiger Fertigungswelten legt Siemens mit der Integration auf Antriebsebene. Das Stichwort lautet „Integrated Drive Systems“ (IDS) und beinhaltet die dreifache Integration des Antriebsstranges – horizontal von Kupplung und Getriebe bis zum Motor und Umrichter entlang des Energieflusses, vertikal innerhalb der Automatisierungspyramide in die Steuerungsarchitektur industrieller Fertigungsprozesse und digital innerhalb des Produktlebenszyklus. Der Fokus ist dabei auf den messbaren Kundennutzen gerichtet. Denn im Zuge all der Veränderungen, die sich derzeit im Rahmen von Industrie 4.0 vollziehen, geht es letztendlich vor allem darum, die Produktivität, Verfügbarkeit und Energieeffizienz von Anlagen und Applikationen zu erhöhen.
Disziplinübergreifende Zusammenarbeit stärken
Mit Blick auf die zunehmende Komplexität von Applikationen fordert der Wandel in der Produktion schließlich auch disziplinübergreifende Lösungen, wie sie beispielsweise Siemens und Kuka mit der Integration von CNC und Robotik vorantreiben. Ein wichtiger Bestandteil der Zusammenarbeit ist die Entwicklung integrierter Prozesse in Form eines durchgängigen Engineerings über die gesamte Wertschöpfungskette, also der vollständigen Einbindung des Roboters in die CAD/CAM-CNC- Kette. I

Info & Kontakt
Siemens
Franz-Ferdinand Friese, Public Relations
Tel.: 0911 895-7946
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