Einer macht den Anfang

Bei einer durchgehenden Prozesskette lässt sich die Applikationssoftware aus dem Digitalen Zwilling ableiten und komplettieren.

Bei einer durchgehenden Prozesskette lässt sich die Applikationssoftware aus dem Digitalen Zwilling ableiten und komplettieren. Lenze

Mit dem aktuellen Status ist es nun erstmals möglich, zumindest innerhalb einer geschlossenen Herstellerwelt eine durchgängige Tool-Chain zu entwickeln, die auf einem standardisierten digitalen Zwilling basiert.

Lenze sieht im Digital Engineering einen der wichtigsten Innovationstreiber für die Industrie und hat sich entschlossen, Kunden frühzeitig auf dem Weg ins digital Engineering mitzunehmen: Erste Tools, Prototypen und Konzeptstudien wurden bereits auf den letzten Messen vorgestellt, um den Partnern aufzuzeigen, worauf die Entwicklungsabteilungen beim OEM künftig setzen können. Zugleich können die Kunden Feedback geben und ihre Anforderungen einbringen.

Ausgangsbasis sind vorhandene Werkzeuge wie etwa die Toolbox FAST. Dieses Set an Technologiebausteinen wird zu einem Framework weiterentwickelt, denn Modularisierung im Maschinenbau setzt eine modulare Software-Architektur voraus. Dazu kommen weitere Anwendungen mit Fokus auf das Digital Engineering. Die App InA wurde für das Konfigurieren von Software-Standards wie PackML oder OPC-UA erweitert und ermöglicht nun Basis-Codegenerierung und Augmented Reality. Neu ist auch der Prototyp des System Designers, ein webbasierter Service für die Planungsphase des digitalen Engineering. Hinzu kommen weitere Werkzeuge, etwa in Bezug auf das Industrial Internet of Things (IIoT). Und nicht zuletzt auch Beratungsleistungen, um OEMs, Anlagenbauer und -betreiber bei der Digitalen Transformation der Industrie zu begleiten und zu unterstützen.

Digital – von Anfang an

Das Ziel einer durchgängigen Tool-Chain lässt sich nur erreichen, wenn sämtliche Stufen des Lebenszyklus berücksichtigt werden. Lenze teilt die Werkzeuge entsprechend in die typischen Phasen eines Produkts ein: Von der Idee über Entwicklung und Implementierung bis hin zu Inbetriebnahme und Betriebsphase.

Für den Einstieg hat Lenze das ‚InAutomation‘-Konzept entwickelt. Hier geht es darum, aus mechatronischen Maschinenmodulen eine Applikation zu konfigurieren und zu parametrieren sowie Software zu generieren. Mit dem Tool wird ein digitaler Zwilling kreiert, der diese Daten aufnimmt und für spätere Zwecke bereithält.

Auf dieser Basis kann bereits eine ‚virtuelle Maschine‘ erstellt werden, die sich mit Hilfe einer Hololens-Brille sogar als Augmented-Reality-Objekt in 3D darstellen lässt und einfache Abläufe in der Simulation zeigt – noch bevor auch nur eine Schraube angefasst wurde. Damit lassen sich mögliche Fehler oder Probleme bereits in einer frühen Phase entdecken und abstellen, was viel Zeit und Entwicklungsaufwand spart.

Aus den bis dahin vorliegenden Daten kann zudem automatisiert Code zur Steue-rungsprogrammierung generiert werden, der als Grundlage für eine verfeinerte Pro-grammierung dient. Auch das Testen von Code lässt sich automatisieren. Damit wer-den Entwickler grundlegende Aufgaben abgenommen und der Engineering-Prozess deutlich beschleunigt.

Vorhandene Entwicklungs- Werkzeuge integrieren

Wer seine Maschinendesigns modular zusammenstellt, braucht Programmiertools, welche die vordefinierten Software-Bausteine automatisch zusammenfügen.

Wer seine Maschinendesigns modular zusammenstellt, braucht Programmiertools, welche die vordefinierten Software-Bausteine automatisch zusammenfügen. Lenze

Zu den Klassikern in Lenzes Portfolio an Engineeringtools gehört die Applikation Software Toolbox FAST, mit der sich modulare Maschinensteuerungen entwickeln lassen. Zahlreiche komplett vorgefertigte Softwaremodule für Maschinenautomatisierung, Motion-Control und Integrated Robotics lassen sich kombinieren. Damit diese Vorteile auch im Rahmen des Digital Engineerings zur Verfügung stehen, wird die Toolbox ausgebaut zu einem Software-Framework, das zum einen mit dem Digitalen Zwilling umgehen kann und zum anderen das Fundament für die automatische Code-Generierung legt.

Ein weiteres Tool ist der Drive Solution Designer – eine Kern-Anwendung für einen Experten in Sachen Motion Control. Hier können konkrete Antriebs-Anwendungen en Detail konfiguriert werden. Doch Lenze ist inzwischen mehr: ein Anbieter mit einem vollständigen Portfolio für die Automatisierung von Maschinen und Motion-Control. Dementsprechend arbeitet das Unternehmen daran, eine ähnliche Funktionalität für ein breiteres Anwendungsspektrum zu erstellen, zugleich aber die daraus resultierende Komplexität der Lösungen handhabbar zu machen. Schließlich erwarten Kunden mit jeder Maschinengeneration immer intelligentere Maschinen, die eine höhere Flexibilität in der Produktion – bis hin zur Losgröße 1 – ermöglichen. Dafür braucht es passende Tools, die sich in die Tool-Chain des Unternehmens einfügen und einen nahtlosen Informationsaustausch mit Hilfe des digitalen Zwillings unterstützen.

Simulation und virtuelle Inbetriebnahme

Mit Hilfe geeigneter Tools können Maschinen beziehungsweise Anlagen in unter-schiedlichen Leveln simuliert werden, die unterschiedlich hohe Anforderungen an Rechenzeit und -kapazitäten stellen: Physik der Mechanik, Antriebstechnik und Motion-Applikationen, bis hin zum Automationssystem und kompletten Fertigungsprozessen. Alle dafür benötigten Daten liefert bereits der digitale Zwilling.

Anders als beim ‚InAutomation‘-Konzept, bei dem nur die grundsätzlichen Einstellungen getroffen wurden, geht es um die Simulation der kundenspezifischen Konstruktion mit ihren vielen konkreten Details. Bei ausreichender Rechenleistung kann auf diesem Weg bereits eine virtuelle Inbetriebnahme erfolgen. So können frühzeitig Probleme oder Fehler in der Konstruktion sowie bei der Programmierung aufgedeckt werden. Der OEM oder der Anlagenbauer erspart sich dadurch aufwändige Nacharbeiten und kann die reale Inbetriebnahme wesentlich schneller durchführen.

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