Im Zeitalter der Industrie 4.0 ist die Digitalisierung ein Schlüsselfaktor für die Entwicklung zukünftiger Projekte und innovativer Anlagen. Insbesondere der Einsatz von digitalen Zwillingen kann neue Perspektiven bei der Entwicklung von SPS-Software bieten, wie beispielsweise die Möglichkeit einer virtuellen Inbetriebnahme.
Tanguy Guarinoni studiert Ingenieurwissenschaften an der Haute École de la Province de Liège in Belgien. Im Rahmen seiner Masterarbeit bei Quality Automation erstellte er einen digitalen Zwilling unseres Fischertechnik Modells um diese Methodik zu erforschen und das Interesse an zukünftigen Anwendungen dieser Methode zu zeigen.
Als Vorbild für den digitalen Zwilling diente eine Fischertechnik Fabrik Simulation. Sie besteht aus den Modellen Sortierstrecke mit Farberkennung, Multi-Bearbeitungsstation mit Brennofen, Automatisiertes Hochregallager und einem Vakuum Sauggreifer. Mit diesen Stationen ist ein geschlossener Materialkreislauf möglich. Die Werkstücke werden aus dem Hochregallager ausgelagert, in der Bearbeitungsstation bearbeitet, danach in der Sortieranlage farblich sortiert und anschließend wieder in das Hochregallager eingelagert.
Um einen digitalen Zwilling zu erstellen, wurden zunächst die CAD-Dateien der Fabrik benötigt. Diese wurden verwendet, um den Zwilling mit dem Siemens Programm CAD/CAM-Systems NX zu entwickeln. Für jedes Element musste ein sog. Meshing definiert werden, ebenso wie die Bewegungsfreiheit, die Geschwindigkeit und andere wichtige Dimensionen. Zusätzlich wurden alle vorhandenen Sensoren ebenfalls nachgestellt.
Der nächste Schritt war die virtuelle Inbetriebnahme des digitalen Zwillings, welche mit einer simulierten SPS durchgeführt wurde. Auf diese Weise konnte nicht nur die Programmierung der Steuerung, sondern auch die korrekten Funktionalitäten des digitalen Zwillings validiert werden.
Die Masterarbeit beinhaltete ebenfalls einen direkten Vergleich der beiden Systeme. Des Modells, bestehend aus Hardware und seinem rein virtuellem Zwilling. Die Ergebnisse dieses Projektes sind durchaus interessant und geben uns viel Aufschluss über die Möglichkeiten virtueller Inbetriebnahmen. Durch die Digitalisierung und der kontinuierlichen Steigerung dezentrales Arbeiten werden Simulationen und virtuelle Zwillinge in Zukunft eine immer größere Rolle spielen.
