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Digi­ta­ler Zwil­ling zur vir­tu­el­len Inbetriebnahme

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.

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