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15.12.2014

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Vorlesung 15. Dezember 2014

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ISG

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Virtuelle Inbetriebnahme von

Maschinen und Anlagen

Dr.-Ing. Dieter ScheifeleGeschäftsführender Gesellschafter ISG

Industrielle Steuerungstechnik GmbH

© ISG 2014

Unternehmen - ISG

2ISG-VIRTUOS – Präsentation 2014

Geschäftsfelder

Geschäftsfeld ISG-virtuos (seit 2005)

Simulationssoftware virtuelle Inbetriebnahme (VIBN),

Hardware-in-the-Loop in Echtzeit (1ms),

Simulation-Based-Engineering

Kunden Maschinen- und Anlagenbauer,

Engineering-Büros (Integratoren),

Anlagenbetreiber

ISG Industrielle Steuerungstechnik GmbH

Dr.-Ing. Dieter Scheifele

Geschäftsfeld ISG-kernel (seit 1987)

Steuerungssoftware CNC, RC, Motion Control

Kunden Steuerungshersteller sowie

Maschinen- und Anlagenbauer

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Üblicher sequentieller Workflow und seine Steuerung

Machine Design

Assembly

Steuerungstechnische Inbetriebnahme

Scheduleddelivery dateKonstruktion

Beschaffung & Montage

GeplanteAuslieferung

CAD FEM

MKS

Simulation im Maschinenbauunternehmen

Zeitachse

PPS-System

FiBu

Nachbesserungen

Störungen

Auslieferungsdatum unterliegt „betriebswirtschaftlichen“ Interessen Störungen werden nicht kalkuliert,Steuerungstechnische Inbetriebnahme entzieht sich der Kontrolle durch das PPS-System

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Mechanik-Konstruktion

Konstruktions-zeichnungen

Elektro-Konstruktion

Software-Entwicklung

Stromlaufplan

ORGANIZATION_BLOCK ... TITLE = Hauptprogramm// 06.09.2004 User: XVERSION : 1.0

VAR_TEMPOB1_SCAN_1 : BYTE;...

SystematischeFunktionsbeschreibung

Empirische Funktionsbeschreibung

nicht verfügbar

Software (NC,SPS)

Ersatzweise Erstellung„Beschaffung von Informationen“

51% des Gesamtaufwandes EK

Mangelnder Informationsfluss in vielen Maschinebauunternehmen


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6„Wie“ funktioniert „Was“?

WerkzeugwechslerFa. Grob• Abläufe

• Wirkzusammenhäng,• regulärer/irreguläre Betriebszustände• Bedienfunktionen• Grenzwerte• dynamische Eigenschaften

Funktionsbeschreibung und Verhaltensmodell

Formelle Funktionsbeschreibung

Regelbasierende Beschreibung

Verhaltensmodell

Notizen

Funktionsbeschreibung

Modellierungz.B. regelungstechnische

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Teilaufgaben der steuerungstechnischen Inbetriebnahme


Test Verkabelung

Bereitstellung von• SPS-Funktionen• CNC-Funktionen

Beschaffung von Informationen

Bedienungsoberfläche (HMI)

Test Funktionalität

Test SicherheitDokumentation

Optimierung• Technologie• Produktivität

Abnahme


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Nachbesserungen

Unt

erbr

echn

ung

Unt

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echn

ung

Unt

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ung

Unt

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ung

Unt

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ung

Ursachen: MontagefehlerKonstruktionsfehlerKomponentenausfallKundennachforderungen

…

Auswirkungen der Nachbesserungen

Verzögerung

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Auswirkungen der Verzögerungen

Machine Design

Assembly



Fertigung & Montage

Erzwungene Auslieferung

Simulation im Maschinenbauunternehmen

Zeitachse

PPS-System

FiBu

Nachbesserungen

Störungen

.. beim Kunden

Verlorene Qualität / Funktionalität, die beim Kunden nachträglich hergestellt werden muss zusätzliche Kosten und Imageschaden


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Braucht man zur steuerungstechnischen Inbetriebnahme

die fertige Maschine?

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11Konstruktions-zeichnungen



Stromlaufplan

Software (NC,SPS) ORGANIZATION_BLOCK ... TITLE = Hauptprogramm// 06.09.2004 User: XVERSION : 1.0



• Prüfen der Steuerungslösung(Steuerungen und Programme)

• Optimieren zur Produktivitätssteigerung

• Störungsmanagement


Virtuelle Inbetriebnahme

Verhaltensmodell


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Mit einer systematischen Konstruktionsbeschreibung – im Idealfall als Verhaltensmodell ausgeführt – könnte man die „Erfassung von Informationen“ im zeitkritischen Ablauf vermeiden.


Test Verkabelung





Test SicherheitDokumentation


Abnahme

Potential der virtuelle Inbetriebnahme

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13Bereitstellung von• SPS-Funktionen• CNC-Funktionen

Bereitstellung von SPS- und CNC-Funktionen

Aufgabe: herstellerspezifische Maschinenkonzepte mit standardisierter Automatisierungstechnik verbinden

Erstmaliger Aufwand: nicht selten 1Mio EUR und ein, zwei Jahre Entwicklungszeit

Erschwerend: ● europäische Maschinen- und Anlagenbauer dürfen, wollen oder können keine zwei identischen Maschinen verkaufen

● numerische Steuerungen mit ihren SPS-Systemen sind mittlerweile im Kern Produkte des Consumer-Marktes („PC-Markt“, „Microsoft-Markt“) und verändern sich mit dem entsprechenden Evolutionstempo

Und: die mehrheitlich eingesetzten Entwicklungswerkzeuge erlaubten keine Wiederverwendung: „Copy and Paste“ statt Objektorientierung!


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Verhaltensmodell der Maschine(teilweise gekoppelte Übertragungsstrecken)

Ausgänge

Eingänge

Positionen der 3-D-Module

Verhaltensmodell

Steuerungstechnische Inbetriebnahme am Simulationssystem

Steuerungsfunktionen

Simulationssystem zur virtuellen Inbetriebnahme

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15Eigenschaften des Simulationssystems:

abstrakter Simulator

• besteht aus gekoppeltem Steuerungs- und Maschinenteil• Maschinenteil („virtuelle Maschine“ ) ist abstrakter Simulator (kein physikalischer)

• Steuerungsteil:

„reale Steuerung“

„virtuelle Steuerung“ auf Basis der Originalsteuerungssoftware auf Consumer-Computer (PC)

„virtuelle Steuerung“ auf Consumer-Computer (PC)

Maschinensimulator läuft als weitere Task auf der Steuerungshardware

Maschinensimulator wird wie Maschine an die Steuerung angeschlossen

SiLS Software in the Loop Simulation HiLS Hardware in the Loop Simulation

Systeme zur virtuellen Inbetriebnahme


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NCU 1, NCU 2, NCU 3PLC 1, PLC 2, ...Prozesssteuerung

Zyklenpaket 1,Zyklenpaket 2....

Optionspaket 1Optionspaket 2

HMI 1, HMI 2,....Leitsystem 1, Leitsystem 2,....

WerkzeugverwaltungPalettenverwaltung

Messmittelverwaltung

Komplexität realer Steuerungen

Moderne Steuerungen sind komplexer als PC für die Büroanwendungen. Ergebnisse von Simulatoren solcher Systeme sind nur eingeschränkt aussagekräftig.

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Der Vorteil, der Koppelung der virtuellen Maschine an die originaleSteuerungstechnik liegt darin, dass das tatsächliche Verhalten der Steuerungstechnik in Hard- und Software (konkrete Installation!) in der Prüfung auf Anforderungserfüllung berücksichtigt wird.

Vorteil der Verwendung realer Steuerungstechnik


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Steuerungdigitales System

Maschineanaloges System

A/D-Umsetzung

D/A-Umsetzung

Analoge Signale

Feldbus

Steuerungstechnische Realisierung

Übertragungsfunktion G(s)Gewichtsfunktion g(t)mit g(t) G(s)


Eingangssignal

Ausgangssignal

Ideale (analoge) Steuerungstechnik zur Steuerung einer Maschine

Ausgangssignal

Wirkungsweise der steuerungstechnischen Realisierung

analoge Signale

Eingangssignal

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Analoge Signale

Analoge Signale

Abtastung analoger Signale

Tiefpass

Tiefpass

Abtastung und A/D-WandlungDigitale

Steuerungs-funktion D/A-Wandlung

und Halten

Die Signalabtastung erfolgt mit einem extrem kurzem Impuls zu Zeitpunkten n ∗ . Dieses Zeitsignal ∆ ∑ stellt sich im Frequenzbereich als

Spektrallinien im Abstand mit der Amplitude dar:

∆ 1

2

ωt

1

46 255

47 262

48 282

49 200

50 167

46 82

47 102

48 165

49 187

A

t

t


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Folgen der Abtastung für die steuerungstechnische Realisierung

Wird das analoge Eingangssignal mit dem Abtastsignal abgetastet, so ist dies mathematisch eine Multiplikation beider Signale: ∆ .Im Frequenzbereich des so abgetasteten Zeitsignals wird sich also das ursprüngliche Spektrum an jeder Spektrallinie des Abtastsignales durch Faltung wiederholen:

1 ∗

1. Das Abtastsignal und das an die D/A-Wandlung bereitgestellte Signal muss einem festen, äquidistanten Zeitrhythmus folgen.

2. Das Spektrum des von der Maschinen kommenden Signals muss „ohne wesentliche Informationsverluste“ durch einen Tiefpass begrenzt werden können.

3. Das verbleibende Signal muss so schnell abgetastet werden, dass sich in die Spektren nicht überlappen!

4. Nach der analogen Bereitstellung des Signales muss wieder ein gleicher Tiefpass folgen.

Nyquist-Shannon-Abtasttheorem:

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Zur Erläuterung des Abtasttheorems


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Die reale Steuerungstechnik ist ein Echtzeitsystem im Sinne des Nyquist-Shannon-Abtasttheorems (deterministisches, äquidistantes Abtasten und Verarbeiten), das in seinen Kenngrößen (Abtastfrequenz) vom Verhalten des zum Anschluss vorgesehenen „analogen“ Maschinenbaus vorgegeben wird.

Für die Qualität der Simulationsergebnisse ist entscheidend, wie exakt der abstrakte Maschinensimulator das Verhalten der realen Maschine nachbilden kann.

Idealerweise erfüllt das Simulationssystem für virtuelle Maschinen das Nyquist-Shannon-Abtasttheorem selbst. Dazu muss es „echtzeitfähig“ sein.

Also:

Dann aber:

Sowieso:

Ergebnis der Betrachtung der digitalen Signalverarbeitung

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Produkt - Eigenschaften und Funktion


Wie definiert ISG-virtuos Steuerungsechtzeit?

Real-time classes and application areas (IAONA classification)

1µs 10µs 100µs 1ms 10ms 100ms 1s 10s

Highly dynamic processes, electronic drives

Conveying systems,simple controls,majority of all automated systems

Building technology, control and automation levels, trouble-free processes, storage systems

commonsolutions

ISG-virtuos

Machine tools, fast processes, robots


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Analoge Signale

Steuerungstechnik

Vollständiges Simulationssystem zur virtuellen Inbetriebnahme

Tiefpass

Tiefpass

Abtastung und A/D-WandlungDigitale

Steuerungs-funktion D/A-Wandlung

und Halten

Tiefpass

TiefpassAbtastung und A/D-Wandlung

Digitale Verhaltens-

modell

D/A-Wandlung und Halten

Maschinensimulator/virtuelle Maschine

FeldbusAutomatisierungsgerätCNC, SPS

PeripheriegeräteUmrichter, I/O-Klemmen

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Steuerungstechnik

Verschiedene reduzierte Simulationssysteme

Digitale Steuerungs-

funktion

Digitales Verhaltens-

modell

virtuelle Maschine

FeldbusAutomatisierungsgerätCNC, SPS

Feldbusgekoppelter Maschinensimulator


funktion


modell

Speicherkoppelung über feldbusneutrale SchnittstelleAutomatisierungsgerät

CNC, SPS


funktion


modell

Consumer-Gerät„PC“

t

t t

t t

t t


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ISG-virtuos – kundenspezifische Realisierungsoptionen

Option Steuerung Simulation Anlage / Maschine

HILS

Hardware-in-the-Loop –Simulation/VIBN

1-Rechner-Lösung

Steuerungsrechner als Simulations-Arbeitsplatz

steuerungsintegrierte Simulation

Simulation/VIBN als Mehrwert der Maschinensteuerung

Feldbus Feldbus

1:1

Feldbus

Feldbus

Feldbus

1:1

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27Steuerungstechnische Inbetriebnahme

Test Verkabelung


Test Sicherheit


Abnahme




Dokumentation

Verlegung in die zeitunkritische Phase

Potential der „virtuellen Inbetriebnahme“


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Workflow mit virtueller Inbetriebnahme

Machine Design

Assembly


Fertigung & Montage


Zeitachse

PPS-System

FiBu

Nachbesserungen

Wirkung der virtuellen Inbetriebnahme


Sicherheitspuffer

„virtuelle Maschine“

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Konstruktions-zeichnungen



Stromlaufplan

ORGANIZATION_BLOCK ... TITLE = Hauptprogramm// 06.09.2004 User: XVERSION : 1.0



Empirische Funktionsbeschreibung

nicht verfügbar

Software (NC,SPS)

Ersatzweise Erstellung„Beschaffung von Informationen“

51% des Gesamtaufwandes EK

Mangelnder Informationsfluss in vielen Maschinebauunternehmen


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ISG-virtuos - durchgängige Nutzung als Referenz / „dynamisches Pflichtenheft“



Zielsetzung: Simulation Based Engineering

BeschaffungMontage

EngineeringKonstruktion

Konzeptphase

IBN / FAT

Betrieb Service

virtuelleInbetriebnahme

Verifikation der Ideen

Validierungder Lösungen

Test und Optimierung der Realisierung

Service-Unterstützung

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Disziplinübergreifendes Verständnis über einheitliche Bibliotheken Maschinenkinematik Logik Sensorik, Aktorik, Antriebe Materialfluss, Bänder, Werkzeughandling, Magazine Regelungstechnik

virtuos

6-Achs-Kinematik mit Sercos-Anbindung< 20 Bausteine

Modellierung des blockbasierenden Verhaltensmodelles


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E/A-Link

Modelleinbindung in Steuerungsumgebung TwinCAT

TwinCAT als Echtzeitplattform und zurAnbindung an Fremdsteuerung

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Skalierbare Modellierung

IstpositionSollposition

Quasi kein Modellie-rungs-Aufwand

Erhöhter Modellie-rungs- und-Parametrie-rungs-Aufwand

Ziel: „So einfach wie es für die Simulationsaufgabe erlaubt ist“

Antriebsachse mit unterschiedlicher Detaillierung• Bypass : „Soll = Ist“• PT1 / 2 : Verzögerung bzw. Schwingfähigkeit• Regler + Streckenmodell: > 30 Parameter


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Regler-/Streckensimulation

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Untersuchung der Auswirkung der Rastkraft als Störkraft auf das Modell Reversierfahrt bei v = 10 mm/s Momentenbildender Strom über Weg Modell (rot) mit realer Stellkraft aus Umrichter als Störkraft

Gesamtmodellqualität könnte durch Abbildung/Messung der Rastkräfte deutlicherhöht werden!

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Hardware-in-the-Loop-Simulation und Modellerstellung

Vorteile einer Maschinensimulation in Echtzeit Deterministisches Verhalten des Simulators gegenüber der Steuerung Identisches Modellverhalten bei mehreren Simulationsläufen

(z.B. keine Beeinflussung durch Virenscanner oder Mail-Programm Windows-Tasks) Identische Steuerungskonfiguration wie an Originalmaschine Herstellerunabhängig, da Feldbus neutrale Schnittstelle zu vielen Steuerungen ist


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Hardware-in-the-Loop-Simulation mit mehreren Steuerungen

Unterschiedliche Steuerungs- Simulator-Visualisierungs-Szenarien Simulations-PC mit der Möglichkeit zur Anbindung mehrerer Feldbusse gleichzeitig

und damit auch mehrerer realer Steuerungen Automatische Generierung einer Multi-Slave-Konfiguration zur Repräsentation der

Antriebs- und IO-Busteilnehmer aus der Steuerungskonfiguration Mehrere Steuerungen mit mehreren Simulation-PC und einer gemeinsamen

Visualisierung möglich

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Reale Komponente

Virtuelle Komponente „Klasse“

Objektorientierung zur Wiederverwendung

Ziel beim Kunden: Firmeneigene Bibliothek Validierte Teilmodelle Schnelle Modellierung Automatisierte Modellgenerierung


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Weitere Online Diagnose- und Bedienwerkzeuge Anzeigen, Taster, Schalter, Schieberegler ... Scope zum Anzeigen aktueller Werte EA-Ebene oder modellintern Speichern getracter Daten als *.csv -Dateien

Modellinteraktion für Simulationsexperimente

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„best practice“ – Lösungen


ISG-virtuos im Anlagen und Maschinenbau – Fa. HEITEC AG

Motivation / Zielsetzung kurze Projektlaufzeiten

steigende Variantenvielfalt und hohe Umrüstzeiten

Kosten- und Termindruck

Einsatz der virtuellen Anlage/Maschine für die Inbetriebnahme mit realen Steuerungen

Visualisierung des Automatisierungsprozesses in 3D

Hauptvorteile – Anwender und Betreiber kurze Inbetriebnahmezeiten und bessere SW-

Qualität

Test auch extremer Situationen ohne Risiken

Wiederverwendbarkeit der mechatronischen Module

Generierung verbesserter Abnahmekriterien

Optimierung von Service und Wartung

Schulung und Weiterqualifikation von Mitarbeitern


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Motivation / Zielsetzung BAZ für die Serienfertigung von Motorblöcken

(2 WZ-Spindel, 2 WZ-Magazine mit je 34 Werkzeugen)

Optimierung der Produktivität in Abhängigkeit von Maschine und steuerungstechnischen Komponenten

Optimierung von Taktzeiten und professionelle Beherrschung von Störsituationen

Reduzierung der Inbetriebnahmezeiten

ISG-virtuos für komplexe Bearbeitungszentren (BAZ) – Fa. Grob / Daimler

Hauptvorteile - Hersteller deutlich reduzierte Inbetriebnahmezeiten

umfangreicher Test der Funktionalität

Optimierung und Test von alternativen Abläufen

Hauptvorteile - Betreiber Optimierung der Taktzeiten (NC-Programme)

Kollisionskontrolle

Training des Fachpersonals ohne Maschinenbelegung

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Simulationsarbeitsplatz bei der Fa. Grob, Mindelheim


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Motivation / Zielsetzung große Vielfalt an optionalen Funktionen

Einsatz verschiedener CNC-Steuerungen(Siemens, Bosch, Heidenhain, Fanuc)

Test verschiedener Konfigurationen

Test neuer Ideen, z. B. Werkzeugwechselstrategien

Verkürzung der Durchlaufzeiten (Auftragsbearbeitung)

höhere Zuverlässigkeit

- Taktzeitoptimierung

ISG-virtuos für CNC-Bearbeitungszentren – Fa. CHIRON

Hauptvorteile - Anwender Test von Störsituationen z. B. „kritischer“

Werkzeugwechselsituationen und fehlerhafter Werkzeugvorbelegungen

„reale Zeitachse“ hilft bei der Beurteilung der Abläufe

Erkennen und Messen von Nebenzeiten

an virtueller Maschine getestete Steuerung funktioniert ohne weitere Maßnahmen an der realen Maschine

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Motivation / Zielsetzung große Vielfalt an optionalen Funktionen und

Baureihen in verschiedenen Baugrößen

elektrisch und hydraulisch angetriebene Maschinen - Schließkräfte bis zu 54.000 kN

Prozess-Regelung durch die Steuerung

Betriebspunkte an der realen Maschine nahezu nicht reproduzierbar

ISG-virtuos für Spritzgieß-Maschinen - Fa. KraussMaffei

Hauptvorteile - Anwender (Steuerungstakt = Fedbustakt = Simulationstakt = 1ms)

automatische Generierung der Simulationsmodelle

Simulation der Kinematik, Logik und Dynamik (Hydraulik)

signifikante Reduzierung der Durchlaufzeiten

Simulationsmodell für jede ausgelieferte Maschine

Amortisierung des Initialaufwandes bereits im 1. Jahr


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Motivation / Zielsetzung komplexe Automatisierungsaufgaben mit

Risiken bei erstmaliger Verwendung von Antriebs- und I/O-Komponenten

Forderung nach höherer Zuverlässigkeit der kundenspezifischen Applikationen

Notwendigkeit zur Verkürzung der realen Inbetriebnahmezeiten

Reduzierung von Serviceeinsätzen

ISG-virtuos für Hydrotester-Anlagen - Fa. BROSIS / PWS

Hauptvorteile - Anwender / Hersteller Test von Kinematik, Logik, Dynamik

(Hydraulik) und Materialfluss in einem Simulationsmodell

Reproduzierbarkeit von regulären Abläufen und Störsituationen in Echtzeit

deutliche Reduzierung der Inbetriebnahmezeiten

Vorabnahme durch den Endkunden bereits an der virtuellen Anlage möglich

Vertriebsargument: professionelles Engineering

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Motivation / Zielsetzung Flexible Auslegung der Produktionsmaschine

individuelle Werkstückgeometrie (Losgröße 1) mit enger Terminvorgabe für das Gesamtprojekt

keine Reserve für etwaige Störungen / Rüstzeiten an der realen Maschine

„Hochlaufphase“ bei der Projektrealisierung nicht vorgesehen

ISG-virtuos im Projektgeschäft –„Golfdach“, Südkorea, Fa. TechnoWood

Hauptvorteile - Anwender / HerstellerStörungsfreie und termintreue Produktion über 3 Monate im 3-Schicht-Betrieb durch:

Vorab-Simulation sämtlicher Bearbeitungsschritte(keine Freigabe ohne vorausgehende Simulation)

Kollisionsüberwachung während der Bearbeitung

Visualisierung


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• ISW-Steuerungslabor

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70%-Inbetriebnahme einer Exeron HSC-Fräsmaschine innerhalb 3-Tages Workshop


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Dynamiksimulation

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Modellbeeinflussung


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52Besonderheiten• Software-in-the-Loop-Simulation in Echtzeit• mehrere unabhängige, jeweils serielle 6-achsige

Kinematiken zur Bewegung von Lichtquellen• Lichtkegelsimulation• Simulation der Lichtverteilung auf OP-Tisch

Motivation• Entwicklung eines Systems zur automatischen

Operationsfeldausleuchtung

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Simulation zur Ideenfindung

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5Abtragssim ulation und Kollisionserkennung / -verm eidung

Abtragssimulation

• Präzise, fotorealistische Darstellung

• Arbeitsfortschritt in Echtzeit

Kollisionserkennung

• Definition von Körperpaaren

• Anzeige und Meldung von Kollisionen


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Potential der „virtuellen Maschine“ in der Angebotsphase

Machine Design

Assembly


Fertigung & Montage


Zeitachse

PPS-System

FiBu

Nachbesserungen

Vereinfachte steuerungstechnische Inbetriebnahme

Baukasten virtuelle Maschinenobjekte

Angebotsmaschinevereinfacht

Baukasten Steuerungstechnik

Angebot

Wec

hse

lwirk

un

g

„Wissen“

Vereinfachte Modellierung

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Potential der „virtuellen Maschine“ in der Kundenbetreuung

Machine Design

Assembly


Fertigung & Montage


Zeitachse

PPS-System

FiBu

Nachbesserungen

After Sales Service

Virtuelle Inbetriebnahme neuer Komponenten in mit der virtuellen Maschine

Störungssuche mit der virtuellen Maschine

Störungsmeldung, Prozessparameter

Nachrüstungen, Umrüstungen


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Wesentliche wirtschaftliche Vorteile

Inbetriebnahmezeit - Reduzierung um bis zu 80%• kürzere Projektdurchlaufzeiten

• reduzierte Hallenbelegungszeit

Softwarequalität - wesentliche Steigerung bei gleicher Manpower• Test von regulären und irregulären Betriebszuständen, HMI

• Performance kann durch alternative Abläufe risikofrei gesteigert werden

• Frühzeitige Fehlerbehebung spart Folgekosten

Risikominimierung im Projektmanagement• Qualität wird bereits im Büro realisiert

• Kunde erhält schon frühzeitig einen Eindruck über den Projektverlauf

• Abweichende Anforderungen werden rechtzeitig berücksichtigt

Kostenminimierung bei der Inbetriebnahme vor Ort beim Kunden• Vermeidung von Kollisionen sowie Fehlfunktionen und Ablaufproblemen

• Endlostest mit virtuellen Werkstücken und realen Produktionsdaten

• Erhebliche Verkürzung der Anbindung an weitere Automatisierungssysteme

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Zielprozesse bei Kunden

MechatronicBasedR&D

Angebot an den R&D-Bereich

• bewährte „best practice“-Lösungen

• Einführung eines durchgängigen Workflows (mechatr. Lösungen)

• Einsatz wiederverwendbarer Modul-Bibliotheken

Simulation Based

Engineering

virtuelleInbetriebnahme

Produktion / Betrieb

Hauptvorteile / Nutzen

• Projektkosten um bis zu 30%reduzierbar

• Test auch kritischer Funktionen in Echtzeit zur Absicherung der Qualität

• Funktions- und Performance-nachweis gegenüber dem Auftraggeber


• Produktentwicklungskosten um 20% reduzierbar

• „time to profit“ um 30% kürzer

• Test von Lösungen bereits in der Konzeptphase

• wiederholbare Einsparungseffekte durch Lösungsbibliotheken

Angebot an das Engineering

• Simultan-Engineering auf Basis von „best practice“-Lösungen

• Etablierung eines professionellen Projektmanagements

• wiederverwendbare Modul-Bibliotheken

Angebot an die Inbetriebnahme

• Virtuelle Inbetriebnahme (VIBN) in harter Echtzeit (<= 1ms)

• Verwendung der realen Steuerungskomponenten (HILS)

• umfangreiche Tests bzgl. der Erfüllung der SpezifikationenHauptvorteile / Nutzen

• Inbetriebnahmezeiten um bis zu 80% reduzierbar

• kürzere Durchlaufzeiten in der Endmontage und Inbetriebnahme

• keine „Nachbearbeitung“ bei Kunden

• risikolose Schulung

Angebot an die Produktion

• Schattenanlage für die Optimierung der Produktionsprozesse

• sicherer Betrieb der realen Maschine

• Ausbildung des Bedienpersonals


• Optimierung der Performance um bis zu 10%

• Einsparungen in Materialkosten – Test mit „virtuellen Werkstücken“ und realen Produktionsdaten

• Vermeidung von Kosten durch Kollisionen und Stillstandzeiten


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Benchmark : ISG-virtuos

Kriterium USP ISG-virtuos

Handling • Look & Feel wie eine normale Windows-Anwendung

Softwareplattform

• moderne 64-bit-Architektur im Bereich der Visualisierungs- und der Echtzeitanwendung• keine Restriktionen bzgl. Größe der 3D-Modelle

Echtzeitfähigkeit

• harte Echtzeitfähigkeit (< 1ms)• nutzt TwinCAT der Fa. Beckhoff zur harten, deterministischen Echtzeit-Simulation

Externe Schnittstellen • automatisierte Modellerstellung mit XML-Dateien• Export in gängige Dateiformate von Monitoring-Daten• Import von CAD-Daten für 3D-Darstellung

Feldbus-Unterstützung

• Profibus / Profinet• CAN / CANopen• EtherCAT• Ethernet/IP• SERCOS

Werkstück- / Teilegeometrie

• Geometriemodell kann dynamisch verändert werden• auch komplexe Automatisierungssysteme können vollumfänglich in Echtzeit simuliert

werden

Kopplung MATLAB/SimuLink • direkter Import von .m-Dateien • Simulation ohne lokale MATLAB Installation möglich

Einführung der Simulation SchulungAfter Sales Support

• detaillierte Analyse der Anforderungen an das Werkzeug und die

Projektorganisation• Schulung / Coachen der Mitarbeiter im Workshop am konkreten Projekt des

Kunden• schneller Einsatz vor Ort

Benchmark und USP (exklusive Eigenschaften) wurden durch Kunden vorgenommen

15.12.2014

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Industriepraktika

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