Das Prinzip der Blaupause ist nicht neu. Steht einmal ein ausgetüftelter und bewährter Plan, dann kopiert man diesen. Auch Varianten lassen sich so einfacher erstellen. In die heutige Zeit übertragen übernehmen digitale Zwillinge die Rolle der Blaupausen. Diese könnten schon bald beispielsweise Maschinen von der ersten Idee bis zur Wartung und Weiterentwicklung begleiten. Mit dieser Technik kann der Maschinenbau das Potenzial der Digitalisierung für mehr Effizienz und Qualität nutzen. Denn sie sorgt für ein optimiertes Maschinendesign, eine vereinfachte Inbetriebnahme, kürzere Umrüstzeiten und einen möglichst fehlerfreien Betrieb.
Schon in der Konstruktionsphase werden Modelle mit den Daten der realen Maschine hinterlegt; so entsteht ein digitaler Zwilling, mit dem sich Umrüstvorgänge und der Produktfluss über den gesamten Lebenszyklus der Maschine simulieren und nachvollziehen lassen. Ein weiterer Vorteil: Der Hersteller hat so immer das digitale Original zur Verfügung, anhand dessen er Konstruktionsschritte nachvollziehen, Varianten schnell ableiten oder wichtige Informationen für den späteren Einsatz oder die Wartung des realen Produktes entnehmen kann.
Siemens PLM stellt für dieses Konzept viele Werkzeuge bereit, von CAD über CAM bis hin zur Simulation und Datenverwaltung. So lassen sich nicht nur Produkte entwerfen, sondern auch ganze Fertigungsstraßen für die spätere Produktion simulieren. Die digitale Fabrik wird so immer realer. Auch in der Wartung ziehen neue Technologien ein, die auf den Daten der digitalen Zwillinge basieren: Mit Augmented oder Virtual Reality stehen dem Servicetechniker Daten, Bilder und Videos zur Verfügung, die sich mit der realen Umgebung kombinieren lassen.
Alle Daten auf einer Plattform vereint
Speziell für Maschinenbauer bietet Siemens PLM die Lösung Advanced Machine Engineering an. Diese soll Hersteller insbesondere bei steigender Produktkomplexität und kürzeren Lieferzeiten unterstützen. Es handelt sich dabei um eine Plattform, die Daten aus Maschinenbau, Elektrotechnik und Software-Engineering vereint. Konstrukteure und Ingenieure haben so Zugriff auf einen vollständig digitalen Prototyp (Digitaler Zwilling), der während des gesamten Entwicklungsprozesses getestet werden kann. Eine solche Engineering-Plattform kann die Zusammenarbeit zwischen Teams unterstützen und die Entwicklungszeit optimieren. Es können beispielsweise aber auch die Auswirkungen von Variablen wie Schwerkraft, Reibung und Leistung elektrischer Systeme, Flüssigkeiten und Pneumatik frühzeitig simuliert werden. Zudem lassen sich Lieferrisiken und Kosten reduzieren. Der Zeitraum bis zur Implementierung und Inbetriebnahme soll so deutlich schrumpfen. Siemens PLM setzt damit für Maschinenbauer konkret um, was schon seit Jahren als „Time to Market“ bezeichnet wurde. Produktideen sollen schneller reifen, umgesetzt und an den Markt gebracht werden.
In der Praxis können Maschinenbauer beispielsweise die Steuerungssoftware einer neue Anlage parallel zur Konstruktion oder Montage virtuell testen, weiterentwickeln und optimieren, bevor diese in der Werkstatt real programmiert und getestet werden kann. Diese virtuelle Inbetriebnahme ermöglicht es, eventuell auftretende Probleme zwischen Maschinenkonstruktion und PLC-Code-Design zu lösen, so dass Unstimmigkeiten bei der Inbetriebnahme der Maschine vermieden werden.
Gleichzeitige Bearbeitung mechatronischer
Konstruktionen
Advanced Machine Engineering erlaubt die parallele Bearbeitung mechatronischer Konstruktionen, indem ein gemeinsamer Rahmen für Maschinenbau, Elektrotechnik und Software-Disziplinen geschaffen wird. Durch das Einführen einer gemeinsamen Sprache zwischen den Disziplinen, einem digitalen roten Faden, ist eine parallele Zusammenarbeit bereits in frühen Phasen der Produktentwicklung möglich. Diese gemeinsame Sprache ermöglicht auch die Wiederverwendung bereits bestehender Konstruktionen. Beispielsweise können Mechaniker Konzeptmodelle für die Detailkonstruktion verwenden; Elektrokonstrukteure können Modelldaten nutzen, um die besten Sensoren und Aktoren für jede Maschine auszuwählen und Verantwortliche für Automation können Ablaufdaten aus den Modellen in die Softwareentwicklung einfließen lassen.
Auf diesem Weg soll die Anzahl der physischen Prototypen während der Produktentwicklung reduziert und somit Entwicklungs- und Einführungszeit eines Produkts verkürzt werden können. eve
Näheres zum Advanced Machine Engineering von Siemens PLM: http://hier.pro/S0k7l
