Die Simulationsmodelle vereinfachen nicht nur die Entwicklung, sondern ermöglichen auch virtuelle Schulungen von Personal. (Bild: Somic)
Im Rahmen eines gemeinsamen Forschungsprojekts mit dem Entwickler von Simulationssoftware Machineering konnte Somic bereits im Jahre 2012 praktische Erfahrungen mit der Software Industrial Physics sammeln. Damals kam das Simulationstool im Bereich Elektrokonstruktion zur Unterstützung der Entwicklung von Steuerungsprogrammen für Endverpackungsmaschinen zum Einsatz. Daher fiel die Entscheidung nicht schwer, als es um die Suche nach einer passenden Simulationssoftware ging. Auch, da der Softwareentwickler als einziger Anbieter die Kopplung zwischen Software und CAD angeboten hat. „Unsere Erwartungen und Ziele waren recht hoch gesteckt“, berichtet Eric Lah, Leiter Elektrokonstruktion bei Somic. „Wir wollten mithilfe von Simulation die Inbetriebnahmezeit durch das Testen des Programms ohne die Hardware deutlich reduzieren, eine gleichzeitige Programm- und Maschinenoptimierung ermöglichen sowie eine Qualitätssteigerung im Projektablauf erreichen. Das alles konnten wir mit Machineering an unserer Seite schaffen.“
Problemerkennung und Schulungen
Bei der Planung der gemeinsamen Zusammenarbeit formulierte der Maschinenbauer mehrere Wünsche: unter anderem einen verbesserten Informationsaustausch durch die visuelle Darstellung von Maschinenabläufen – und damit die Chance, Problemstellen frühzeitig zu erkennen und zu beseitigen – sowie eine Möglichkeit, Crash-Situationen während der Inbetriebnahme zu vermeiden. Zudem sollten mithilfe der Simulationssoftware Schulungen für Inbetriebnahme- und Kundenpersonal erfolgen – unkompliziert und ohne Risiko.
„Durch den Einsatz von Industrial Physics erwarteten wir zudem eine Imagesteigerung. Projektpräsentation für Kunden mit einem auf realen Daten basierenden Modell sind so zu jedem Zeitpunkt im Prozess möglich und unsere Kunden profitieren davon“, freut sich Lah. „Auch können wir die Konstruktionsbesprechungen mit Kunden erweitern, da uns zentral alle für die geplante Anlage relevante Daten in Form einer Echtzeit-Simulation vorliegen.“ Somic nutzt die Simulationsmodelle zudem als Know-how-Präsentationen auf Messen.
Die Implementierung
Passt, wackelt, hat Luft: Dass die Maschine in der Realität problemlos läuft, kann der Entwickler bereits vorher mit der Software testen. Somic
Vor dem Einsatz der Software verwendete der Maschinenbauer selbst programmierte Visualisierungen innerhalb der SPS zur Simulation. Damit konnte er aber seine eigenen Ziele nicht zufriedenstellend erreichen. So entschieden sich die Verantwortlichen, die Kooperation mit Machineering weiterzuführen. „Die bisherige Zusammenarbeit war sehr konstruktiv und es gab für uns keine wirkliche Alternative“, berichtet Lah. „Es gab am Anfang eine kurze Schulung, bei der alle relevanten Fragen geklärt werden konnten. Gleichzeitig haben wir sehr eng für das Projekt Grip zusammengearbeitet und uns bei regelmäßigen Treffen im Rahmen des Projektes abgestimmt.“
Eine tatsächlich unerwartete Herausforderung war es zunächst, die Mitarbeiter von den Vorteilen der Simulationssoftware beziehungsweise der virtuellen Inbetriebnahme zu überzeugen. „Als sie schließlich damit gearbeitet haben, erkannten sie schnell den Mehrwert der Software“, freut sich Lah. Ein Mitarbeiter, der von Anfang an nicht dafür war, sagt heute: „Ich kann mir nicht mehr vorstellen, eine Maschine in Betrieb zu nehmen, ohne vorher eine virtuelle Inbetriebnahme durchgeführt zu haben.“
Ziel erreicht – und weitere gesteckt
Auf Messen ermöglicht die Simulationssoftware Know-how-Präsentationen. Somic
Schon kurz nach der Implementierung der Software war dem Personal das selbständige Bedienen des Programms möglich. Bei Rückfragen standen die Experten des Softwareentwicklers jederzeit mit Rat und Tat zur Seite. „Wir haben die Zusammenarbeit mit Machineering stets als freundlich und zielorientiert empfunden“, erinnert sich Lah. „Und wir konnten unsere Ziele erreichen: Die Inbetriebnahmezeit wurde reduziert, wir bieten nun eine verbesserte Maschinenreview mit dem Kunden an und vor allem sind endlich Programmtests ohne reale Maschine möglich.“ Derzeit nutzt sein Unternehmen die Software für Tests des Maschinenprogramms, die virtuelle Inbetriebnahme, Optimierung der Maschinen sowie für Kundenpräsentation im Unternehmen. Es ist geplant, die Simulationssoftware zeitnah noch für weitere Bereiche einzusetzen. „Wir wollen Bedienerschulung beim Kunden ohne Produktionsunterbrechungen anbieten“, berichtet Lah. „Auch sind die Vorbereitung und Test von Erweiterungen bereits ausgelieferter Maschinen mithilfe von Industrial Physics geplant.“
Schlüssel zu Industrie 4.0
Im Rahmen der Zusammenarbeit kam der Wunsch nach bestimmten Funktionalitäten auf, die der Entwickler im Zuge einer weiteren Optimierung seiner Software integrieren will. „Wir können Industrial Physics mit besten Gewissen weiterempfehlen, denn mit nur wenig Aufwand kann eine virtuelle Inbetriebnahme der Maschine mit dem Originalprogramm, einschließlich HMI, erreicht werden“, zieht Lah sein Fazit. „Mit Industrial Physics können wir einen großen Bereich der Entwicklung ‚Industrie 4.0‘ abdecken und ziehen schon einen erheblichen Mehrwert daraus.“
Physikbasierte Simulation
Industrial Physics ist eine physikbasierte 3D-Simulationssoftware mit Echtzeitfähigkeit für die virtuelle Inbetriebnahme mechatronischer Anlagen. Durch die Simulationstechnologie lassen sich komplexe Anlagen und Roboter schnell und einfach simulieren und Testläufe der erstellten SPS-Programmierung genau überprüfen. In Industrial Physics sind viele Funktionen für ein breites Anwendungsfeld in Entwicklung, Inbetriebnahme, Produktion und Vertrieb integriert. Neben der virtuellen Inbetriebnahme eignet sich die Software auch für physikalische und mechatronische Untersuchungen etwa von Fördervorgängen oder von Kollisionen und der Dynamik bei mehreren Objekten. Zudem lassen sich Verbesserungsmöglichkeiten erkennen, beispielsweise bei der Optimierung eines Materialflusses. Anwender können die Simulationen mittels VR- und AR-Brillen selbst erleben.
Dr. Georg Wünsch
(ml)