Simulationssoftware unterstützt die Inbetriebnahme von Anlagen
Virtuelle Realität
Durch erhöhte Auftragseingänge bei zunehmend komplexeren Maschinenprojekten steigt stetig der Druck in der Entwicklung. Die Forderung nach kürzeren Durchlaufzeiten führt zu höheren Prüf- und Testaufwendungen für jede Maschine. Vor dieser Herausforderung stand auch Abfüllanlagenbauer Krones. Für die nötige höhere Effizienz im Engineering musste dabei eine Software gefunden werden, mit der auch komplizierte Abläufe visuell dargestellt werden können.
Bild: Krones AGSimulationssoftware für virtuelle Inbetriebnahme
Mit der Simulation industrialPhysics werden mechatronische Anlagen und Roboter über den gesamten Prozess von der Planung bis zum Servicefall simuliert. Testläufe der erstellten SPS-Programmierung können zudem genau überprüft werden.
Die Vorteile auf einen Blick:
- • Simulationsmodelle direkt aus den CAD-Daten
- • Hohe Genauigkeit von Physiksimulation
- • Anbindung von diversen Steuerungen
- • Industrieroboter auf Mausklick
- • Mit Virtual Reality und Augmented Reality in die laufende Simulation abtauchen
- • Ableitung des eigenen digitalen Zwillings
Die Inbetriebnahme von Maschinen und Anlagen in der Serienfertigung von Krones dauerte bis dato lange und benötigte, laut Software-Entwickler Andreas Jeziorowski, zu viele Ressourcen. In der Produktentwicklung hingegen konnte der Test der SPS-Software erst durchgeführt werden, nachdem der Prototyp Neuen Kasseler Straße respektive der Schaltschrank - gefertigt wurden. Dadurch kam es häufig zu Verzögerungen und Termineinhaltungen gestalteten sich schwierig.
Bild: Krones AGDie Schritte
Krones entschied sich daher anfänglich, ein Testverfahren für die Inbetriebnahme ohne reale Maschinen anzuwenden. In intensiver Zusammenarbeit zwischen Softwarekonstrukteur und Inbetriebnehmer wurde dazu eine Testumgebung aufgebaut und damit die Maschinenfunktionalität simuliert. Der Vorteil war, dass der Funktionstest der Anlage mit originalem Kundenschaltschrank erfolgen konnte, das heißt also inklusive SPS, HMI und Sicherheit. Der hohe Aufwand bei dieser Vorgehensweise sei jedoch nicht praktikabel gewesen, zumal keine vollständige Maschinen- bzw. Schaltschrankunabhängigkeit erreicht werden konnte. Daher musste eine andere Engineering-Software gefunden werden, mit der eine virtuelle Inbetriebnahme möglich war.
Die Auswahl
Im ersten Schritt wurde eine Übersicht bestehender Simulations-tools erstellt, alle Anforderungen verglichen, priorisiert und bewertet. Auch eine Eigenentwicklung wurde in Betracht gezogen. Durch eine Internetrecherche stießen die Verantwortlichen schließlich auch auf IndustrialPhysics, die Simulationssoftware von Machineering. Ein Pilotprojekt konnte innerhalb kurzer Zeit umgesetzt werden und lieferte auf Anhieb gute Ergebnisse. Die Offenheit des Systems war hierbei laut Jeziorowski ein Vorteil, da das Tool unkompliziert in die bestehende Systemlandschaft zu implementieren und in mehreren Bereichen einsetzbar war. Nur so sei es möglich, Standards im Unternehmen zu setzen und eine Wiederverwendbarkeit in anderen Bereichen zu gewährleisten, die den Engineering-Aufwand für andere Standorte gering hält.
Bild: Krones AGDie Lösung
Während des Pilotprojekts wurde eine umfassende Betreuung seitens des Softwareanbieters geboten. Das war vor allem bei komplexen Fragestellungen oder Sonderlösungen nötig. Von diesem Zeitpunkt an begann schrittweise die Implementierung der Simulation in den Prozess. Ein zweitätiger Workshop reichte hierbei aus, um beinahe alle Funktionen von der Software-Lösung kennen und anwenden zu lernen. Neben der Integration in das CAD-System war insbesondere die JavaScript-Schnittstelle ein wichtiger Punkt. Beides war zu Beginn der Zusammenarbeit noch nicht vorhanden, konnte jedoch zeitnah umgesetzt werden. Besonders großen Wert legte das Unternehmen Krones hierbei auf standardisierte und wiederverwendbare Bibliotheken, die sich in diverse Simulationsfunktionalitäten gliedern. Diese reichten von granularen Funktionen bis hin zu komplexen Wirkzusammenhängen, je nach Anforderung. Alle Simulationsfunktionen durchliefen einen Qualitätsprozess, um auch hier ein hohes Niveau zu erreichen. Das Tool wurde so in einem definierten Prozess zur virtuellen Inbetriebnahme eingebettet und ermöglicht auch die Verwaltung von bereits durchgeführten Simulationen. Mit diesem Engineering konnten die Zeiten zur Erstellung von Simulationsmodellen reduziert werden und die damit einhergehenden Validierungsprozesse einen hohen Qualitätsstandard sicherstellen.
Das Resümee
Die virtuelle Inbetriebnahme in Kombination mit Simulation hat die Abläufe im Entwicklungsprozess bei Krones deutlich verbessert. So wurde es möglich, die Verkürzung der Durchlaufzeiten, den verbesserten Inbetriebnahmeprozess und eine intensivere Kommunikation zu erreichen. Die Zusammenarbeit mit dem Software-Anbieter beschreibt Jeziorowski als stets kreativ, konstruktiv und gewinnbringend. Insbesondere hebt er das offene System mit seinen vielfältigen Schnittstellen und Einsatzmöglichkeiten sowie die kurzen Reaktionszeiten und Wege des Supports heraus.
Durch erhöhte Auftragseingänge bei zunehmend komplexeren Maschinenprojekten steigt stetig der Druck in der Entwicklung. Die Forderung nach kürzeren Durchlaufzeiten führt zu höheren Prüf- und Testaufwendungen für jede Maschine. Vor dieser Herausforderung stand auch Abfüllanlagenbauer Krones. Für die nötige höhere Effizienz im Engineering musste dabei eine Software gefunden werden, mit der auch komplizierte Abläufe visuell dargestellt werden können.
Bild: Krones AGSimulationssoftware für virtuelle Inbetriebnahme
Mit der Simulation industrialPhysics werden mechatronische Anlagen und Roboter über den gesamten Prozess von der Planung bis zum Servicefall simuliert. Testläufe der erstellten SPS-Programmierung können zudem genau überprüft werden.
Die Vorteile auf einen Blick:
- • Simulationsmodelle direkt aus den CAD-Daten
- • Hohe Genauigkeit von Physiksimulation
- • Anbindung von diversen Steuerungen
- • Industrieroboter auf Mausklick
- • Mit Virtual Reality und Augmented Reality in die laufende Simulation abtauchen
- • Ableitung des eigenen digitalen Zwillings
Die Inbetriebnahme von Maschinen und Anlagen in der Serienfertigung von Krones dauerte bis dato lange und benötigte, laut Software-Entwickler Andreas Jeziorowski, zu viele Ressourcen. In der Produktentwicklung hingegen konnte der Test der SPS-Software erst durchgeführt werden, nachdem der Prototyp Neuen Kasseler Straße respektive der Schaltschrank - gefertigt wurden. Dadurch kam es häufig zu Verzögerungen und Termineinhaltungen gestalteten sich schwierig.
machineering GmbH & Co. KG
Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN 5 2018 - 15.05.18.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de
