Der digitale Zwilling im Schaltschrank: „machineering Digital Twin“

Viele Unternehmen – vom Hersteller bis zum Betreiber einer Anlage – setzen heutzutage bereits auf den digitalen Zwilling. Das virtuelle Pendant zur realen Maschine bietet Unternehmen vielfältige Vorteile, aber es gibt ein Problem: Noch wird der digitale Zwilling in der Regel cloudbasiert gehostet. Eine gute Lösung, wenn da nicht gewisse Sicherheitsbedenken wären. Die Maschinendaten sind höchst kritisch, performant und auch die ständige Aktualisierung der Daten wird so nur zeitverzögert gelingen.  Dafür hat machineering nun die optimale Lösung gefunden: Den „machineering Digital Twin“! So kommt der digitale Zwilling in den eigenen Schaltschrank! Der hardwarebasierte digitale Zwilling bedeutet für Unternehmen einen echten Mehrwert. Endlich können die Maschinendaten inhouse gehostet, verwaltet, bearbeitet und genutzt werden. Keine Angst mehr vor Sicherheitslücken im VPN, keine Unsicherheit mehr über die Echtzeitfähigkeit der vorhandenen Daten. Alle über den digitalen Zwilling generierten Simulationen werden mit dem bekannten industrialPhysics Interface realisiert.

Der digitale Zwilling ist die Weiterführung des Simulationsmodells

Der „echte“ digitale Zwilling kommt erst mit dem Inbetriebnehmen der realen Maschine zum Einsatz. Dann läuft das virtuelle Pendant – in Echtzeit - parallel zur realen Anlage. Der digitale Zwilling entsteht aber schon weitaus früher und zwar in Form eines Simulationsmodelles für die virtuelle Inbetriebnahme. Die Simulation sollte dabei als eine bereichsübergreifende Plattform zur Verfügung stehen, auf der zu jedem Zeitpunkt der aktuelle Entwicklungsstand verifiziert und auf Realisierbarkeit mit weiteren Bereichen überprüft wird. Die Fachbereiche Mechanik, Elektrik und Software greifen dabei 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 in der Mechatronik-Entwicklung bereits in den frühesten Phasen des Entwicklungsprozesses interdisziplinär getestet. Durch diese kontinuierliche 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 Machbarkeit und Erreichbarkeit der Ziele überprüft, vorhandene Daten im digitalen Zwilling verarbeitet und ein echter digitaler Zwilling am Ende der Entwicklung zur Verfügung gestellt.

Der „machineering Digital Twin“ dient ebenfalls als Basis für Remote Maintenance und Predictive Maintenance. Der Endkunde kann einerseits auf schnelle Unterstützung bauen und der Maschinenbauer kann direkt eingreifen und Fehler remote beheben. Auch eine „Failure Documentation“ inklusive Anleitungen für diverse Fehlerszenarien, die nachgestellt und dokumentiert wurden, steht den Anwendern zur Verfügung. Viele Schritte in der Arbeitsvorbereitung können mithilfe des digitalen Zwillings bereits in der Maschine erfolgen, ohne in den Ablauf der realen Maschine eingreifen zu müssen. Erst wenn die optimale Lösung, ggf. mit Look Ahead, gefunden ist, wird diese übertragen. Extrem verkürzte Stillstandzeiten und weniger Fehleranfälligkeiten sprechen dabei für sich. Auch Kollisionsberechnungen sind im „machineering Digital Twin“ möglich. Der Service und After Sales profitieren von der Möglichkeit der Fernwartung mit Zustandsvisualisierung. Auch Augmented Reality lässt sich so direkt an der Maschine realisieren. Machineering hat verschiedene VR-/AR-Brillen in die Software industrialPhysics integriert, welche direkt am Messestand getestet werden können.

„machineering Field Box 1“

Mit der „machineering Field Box 1“ steht den Herstellern einer Anlage eine Rest-BUS-Simulation für Profinet oder Ethernet IP zur Verfügung. Die Field Box 1 kann entweder auf dem Schreibtisch oder als Test Rack mit Anbindung an eine reale Steuerung eingesetzt werden. Verbunden mit der Simulationssoftware industrialPhysics wird die Field Box 1 lediglich via Plug and Play mit dem Rechner bzw. der Steuerung gekoppelt und ist sofort einsatzbereit. Der große Vorteil gegenüber der klassischen virtuellen Inbetriebnahme ist, dass für die Feldbussimulation keine Ressourcen des Simulations-Rechners genutzt werden müssen. Es wird die komplette Feldbussimulation extern in der Field Box geleistet. Somit entfallen Änderungen an der SPS, die bisher zusätzlich den ComTCP-Client implementieren musste.

Die Field Box 1 wird für die virtuelle Inbetriebnahme mit einer realen Steuerung über Profinet oder Ethernet/IP verbunden und das Ergebnis - das Simulationsmodell - wird im bekannten industrialPhysics Design erstellt.

Der Gründer von machineering, Dr. Georg Wünsch, freut sich auf die Messe: „Wir sind schon sehr aufgeregt. So etwas wie den „machineering Digital Twin“ gibt es in dieser Form noch nicht auf dem Markt. Aber wir sind uns sicher, dass wir damit überzeugen können und Besucher und Pressevertreter gleichermaßen begeistern werden.“

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