Entwicklung einer modularen Entwicklungs- und Serviceplattform zur Implementierung eines fließenden Übergangs von der virtuellen zur realen Inbetriebnahme von Fertigungsanlagen – v2r-IBN

Hybride IBN

Problemstellung

Zwischen der Entwicklungsphase der Produktionsanlage und der Betriebsphase steht die Phase der Inbetriebnahme (IBN) einer Produktionsanlage (ABB.1). Die Weiterentwicklung der digitalen Möglichkeiten hat dazu geführt, dass die ursprünglich reale IBN durch die virtuelle Inbetriebnahme (VIBN) ergänzt wurde, die nun parallel zur Konstruktionsphase stattfindet und vorab möglichst viele Fehler aufdeckt. Dabei wird die geplante reale Fertigungsanlage mittels geeigneter Simulationsmodellen virtuell nachgebildet: Ein sogenannter Digitaler Zwilling (DZ). Anschließend findet komplett getrennt von der VIBN die reale IBN zunächst als Vorab-IBN beim Systemintegrator und später als IBN beim Kunden statt. Dadurch ergeben sich folgende Nachteile für den System-
integrator:

  • Lieferverzögerungen einzelner Module haben direkten Einfluss auf die Gesamtlaufzeit der IBN
  • Komplette Vorab-IBN ist beim Entwickler der Produktionsanlagen notwendig
  • Komplette Vorab-IBN ist aufgrund von Abhängigkeiten zu Maschinenlieferanten nicht immer vollständig realisierbar
  • Realer Materialfluss ist bei der IBN beim Kunden notwendig
  • Es sind keine virtuellen Einflussanalysen von Investitionen im Bereich Retrofit möglich
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Abb.1: Entwicklungsprozess von kundenspezifischen Automatisierungslösungen mit der virtuellen Inbetriebnahme beim Entwickler. Das digitale Modell kommt nur während der Konstruktionsphase zum Einsatz.

Ziele

Ziel des Projekts ist die Realisierung eines fließenden Übergangs zwischen virtueller und realer IBN-Phase mit kontinuierlicher virtueller Absicherung und Auslegung. Weiterhin soll das Aufschalten virtueller Automatisierungskomponenten in den realen Anlagenbetrieb (Betriebs-phase) für erweiterte Service-Dienstleistungen des Systemintegrators erreicht werden.

Vorgehensweise

Der fließende Übergang von der virtuellen zur realen IBN wird durch die Konzeption und Erstellung eines auf individuelle Kundenprojekte parametrier- und konfigurierbaren Baukastens für virtuelle Automatisierungskomponenten vorbereitet. Durch die Entwicklung eines Modell-Generators wird die einfache und benutzerfreundliche Kopplung mit realer Anlagentechnik unterstützt, indem dynamisch virtuelle Teil-Automatisierungslösungen aus den virtuellen Automatisierungskomponenten abgestimmt und erzeugt werden.

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Abb.2: Neuer Entwicklungsprozess mit Entwicklungs- und Serviceplattform für die erweiterte Realität.

Erwartete Ergebnisse

  • Reduzierung der IBN-Zeiten und -Kosten bei steigender Qualität durch einen stufenweisen Übergang zwischen virtueller und realer IBN-phase unter kontinuierlicher Nutzung der Vorteile einer simulationsbasierten Planung und Auslegung
  • Neuartige Geschäftsmodelle und Dienstleistungsangebote für Systemintegratoren in der Betriebsphase beim Kunden durch einen abgestimmten Einsatz simulationsbasierter Modelle, Methoden und Werkzeuge
    Optimierung der Betriebsphase beim Kunden durch abgestimmte Service-Dienstleistungen basierend auf virtuellen Automatisierungskomponenten
  • Reale IBN mit virtuellem Materialfluss möglich

Ihr Ansprechpartner

Shan Fur
M.Sc.

Shan Fur

Wissenschaftlicher Mitarbeiter "Virtuelle Methoden in der Produktionstechnik"

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