Die SPS und der digitale Zwilling

Digitaler Zwilling in der virtuellen Welt

Inzwischen geht die Entwicklung sogar noch einen Schritt weiter. Den Anwendern steht nicht nur das exakte Modell der realen Maschine als digitaler Zwilling zur Verfügung, sondern mit der Anbindung von VR-/AR-Brillen an industrialPhysics taucht der Anwender noch tiefer in die simulierte Anlage ein – in die Maschine in der virtuellen Realität. Mit den Brillen beschreitet Machineering neue Wege. Ob sich nun ein Anwender für die VR- oder die AR-Technologie entscheidet, hängt von der persönlichen Präferenz ab. Derzeit hat Machineering drei verschiedene VR-/AR-Brillen an die Software angebunden: Die ersten beiden Modelle, die HTC Vive wie auch die Oculus Rift, basieren auf einem Virtual Reality (VR)-System mit einem Head-Mounted-Display. Durch die Brille ist der Anwender komplett von der Außenwelt abgeschnitten und bewegt sich frei im virtuellen Raum, beispielsweise in einer Produktionshalle im laufenden Betrieb. Der Vorteil besteht darin, dass der Anwender so tief in die Anlage eintauchen und auch kleine und versteckte Bereiche untersuchen kann, ohne von der Umgebung abgelenkt werden zu können. Diese fokussierte Betrachtung erleichtert die Problemidentifizierung erheblich. Das dritte Modell, die Microsoft HoloLens ist ein Augmented Reality (AR-)System, also die computergestützte Erweiterung der Realitätswahrnehmung, durch das der Benutzer mit der Unterstützung durch ein Natural User Interface interaktive 3D-Projektionen in der direkten Umgebung darstellen kann. Der Nutzer blickt durch transparente Bildschirme, durch die die Projektionen dann direkt zu sehen sind. Die Microsoft HoloLens wird über Gesten, Sprache, Kopf- und Augenbewegung gesteuert. Hier liegt der Vorteil darin, dass der Betrachter trotz VR-Brille seine Umwelt wahrnimmt und mit weiteren Betrachtern interagieren kann.

Der ganzheitliche Engineering-Ansatz

Machineering setzt schon länger auf den ganzheitlichen Engineering-Ansatz. Dabei übernimmt der digitale Zwilling eine komplett neue Rolle in der Anlagenentwicklung, die weit über eine reine Überprüfungsfunktion hinausgeht. Die Simulation steht dabei als eine bereichsübergreifende Plattform zur Verfügung, auf der zu jedem Zeitpunkt der aktuelle Entwicklungsstand verifiziert und auf Realisierbarkeit mit weiteren Bereichen überprüft wird. Über Tests in einem Simulationsmodell, welches das Verhalten des Systems realistisch abbildet, ist dabei stets eine sofortige Rückkopplung gewährleistet – und zwar ohne langwieriges Speichern, Umformatieren und Laden von Datenmodellen. 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 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.

Ein Beispiel aus der Praxis – Bosch Packaging Technology GmbH

Die Bosch Packaging Technology GmbH hat die digitale Transformation schon längst vollzogen – und setzt dabei von Beginn an auf industrialPhysics. Seit mehr als zwei Jahren nutzt der Verpackungsmaschinenhersteller die Simulationssoftware. Die Software kommt hauptsächlich in der Entwicklung zum Test der Steuerungssoftware der Maschinen zum Einsatz, aber auch bei der Evaluierung von Produktverhalten bei verschiedenen Konstruktionen sowie der Auslegung von Maschinen. Die Simulation hilft dabei, Rückschlüsse auf die Ausbringungsmenge zu ziehen. Durch den Einsatz von industrialPhysics können nun die Arbeiten parallel ablaufen (Simultaneous Engineering), was sowohl Kosten als auch die reale Inbetriebnahmezeit reduziert. Der größte Benefit für Bosch ist der HIL-Softwaretest an der virtuellen Maschine inklusive der Simulation des Produkttransports. So können frühzeitig Tests an der Steuerungssoftware vorgenommen und bei Bedarf reagiert werden.


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