Virtuell lässt es sich wie an der realen Maschine arbeiten

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Szenarien lassen sich durchspielen

Was virtuelle Inbetriebnahme in der Digitalen Fabrik bedeutet, definiert Henning Bruns, Leiter Consulting Production Planning, bei der Cenit AG wie folgt: „Die virtuelle Inbetriebnahme ist die Verwendung digitaler Modelle zur frühzeitigen Validierung von SPS-Programmen, Anlagenverhalten und Benutzerschnittstellen.“ So gilt für ihn: „Die virtuelle Inbetriebnahme ist eine konsequente Weiterentwicklung der Digitalen Fabrik, da sie als Bestandteil der Durchgängigen Planungs- und Simulationskette auf Erkenntnisse, Informationen und Daten aus den vorangegangenen Planungs-/Siumlationsschritten aufsetzen kann. Sie verzahnt die mechanische und elektrische Sicht auf die Anlage.“ Was für eine virtuelle Inbetriebnahme spricht, für Henning Bruns hat das auch folgende Gründe: Große Teile von SPS-Programmen müssen man nicht erst in der realen Anlage validieren, schon frühzeitig lassen sich „What-If“-Szenarien durchspielen, Fehler kann man schon am PC-Arbeitsplatz beheben und nicht erst an der realen Anlage. Manch ein Produktionsstillstand ist vermeidbar, es kommt in der Regel nicht zu teuren Fertigungsstillstandszeiten. Kurzum, die Inbetriebnahme läuft effizienter ab. Die Herausforderungen dabei: Man muss mechatronische Komponenten in die Software implementieren. Das heißt, Erstellen von mechatronischen Bibliotheken und geänderte Anforderungen an Personalqualifikation. Henning Bruns: „Es ist gleichermaßen Verständnis sowohl für die Mechanik und auch die Elektrik erforderlich.“ Zudem wünscht Henning Bruns sich eine stärkere Integration der SPS-Programmierung in die Simulationssoftware und eine Echtzeitfähigkeit der Simulation. Letztere Eigenschaft erfordere immerhin je nach Komplexität der Datenmodelle eine hohe Rechenleistung. Trotzdem rät Henning Bruns, bei der Simulation klein zu beginnen: „Setzen Sie auf vereinfachte Datenmodelle auf.“

Die Daten sind schon da

Pragmatisch vorgegangen beim Einführen der virtuellen Inbetriebnahme eines Rollenschneiders bei Voith Paper ist Volker Schölzke. Er hat erst einmal die CAD-Daten so genommen wie sie vorhanden waren. Denn bei den Abmessungen seiner Anlagen kommt der Papier-Maschinenbauer an Simulation einfach nicht vorbei, bei der Größe seiner Maschinen hat er gar keine Chance, diese vorab aufzubauen und zu testen. Schölzke: „Die Inbetriebnahme war immer ein unkalkulierbarer Kostenfaktor.“ Das sollte anders werden. Zusammen mit dem Dienstleister ITQ entwickelte und realisierte man ein Konzept, den neuentwickelten Rollenschneider VariSprint effizient in Betrieb zu nehmen. Die Bilanz des Projektes kann sich sehen lassen. So ließ sich der Aufwand gegenüber der Modellerstellung um etwa 75 bis 80 Prozent senken. Je nach Ausgangslage amortisiere sich die Simulation schon im ersten Projekt, typischerweise sonst mit dem zweiten oder dritten Projekt, sagt Volker Schölzke. Sein Tipp: Sich genau zu überlegen, bis in welche Tiefe man simulieren will. Wichtig sei die Wahl des Simulationswerkzeuges und die Detaillierung des Simulationsmodells, doch: „Das Simulationsmodell alleine sichert noch keine gute Qualität, entscheidend ist die Methodik der Testdurchführung.“

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