Rockwell Automation: Mit digitalen Zwillingen Innovationen beschleunigen

Der Erfolg der Implementierung neuer Anlagen, Systeme und Prozesse im Werk hängt von präzisen Designs und einer zeitnahen Realisierung ab. Leider beruhen diese Designs oft auf Annahmen, empirischen Berechnungen und früheren Erfahrungen, so dass es schwierig ist, variable Faktoren zu berücksichtigen. Infolge dessen verzögert sich der praktische Einsatz häufig aufgrund von Änderungen, die erst während der eigentlichen Inbetriebnahme festgestellt werden.

Diese Abhängigkeit vom Prinzip „Versuch und Irrtum“ zur Bewältigung unvorhergesehener Variablen ist ineffizient, führt zu Projektverzögerungen, erhöht die Risiken und beschneidet die Flexibilität künftiger Layout-Verbesserungen. Mit Hilfe digitaler Zwillinge können Hersteller das Design von Maschinen und Anlagen rasch optimieren, die Inbetriebnahmezeit verkürzen, den Produktionsdurchsatz erhöhen, den Erfolg von Schulungsmaßnahmen verbessern und die Wartungskosten senken. Außerdem können neue Anlagen mittels virtueller Umgebungen und künstlicher Intelligenz bereits in der Planungsphase effizient bewertet und verbessert werden, bevor auch nur eine einzige Produktionsstrecke in Betrieb genommen wird.

In seiner einfachsten Form ist ein digitaler Zwilling eine digitale Darstellung eines realen Produktionsmittels oder Systems. Oft wird er nur als visuelle Hilfestellung angesehen. In Wahrheit ist er viel mehr als das: nämlich ein dynamisches Modell, das auf der Physik der Maschine oder des Systems basiert und sich genauso verhält und auf Bedingungen reagiert, wie es in einer realen Betriebsumgebung der Fall wäre. Von Design-Iterationen, bevor der Stahl geschnitten wird, bis zum Testen der Bedienelemente einer Maschine, bevor sie in der Produktionsumgebung eingesetzt wird. Die Anwendungsmöglichkeiten eines digitalen Zwillings sind nahezu unbegrenzt. Und kombiniert man einen digitalen Zwilling mit neuen Technologien wie Augmented Reality, so potenzieren sich diese Möglichkeiten und der daraus erwachsende geschäftliche Nutzen geradezu.

Die Geschichte zweier Wahrheiten

Zu jedem industriellen Automatisierungssystem gehören zwei Beschreibungen der Wahrheit: eine physische und eine logische. Aufgrund des Entwicklungsprozesses stimmen diese beiden Wahrheiten allerdings nur selten überein. Die physische Wahrheit ist das CAD-Modell des Systems oder der Maschine; die logische Wahrheit ist das Steuerungssystem. Ihre Diskrepanz tritt in der Inbetriebnahmephase des Projekts zutage, wenn sie zum ersten Mal vereint werden. Das führt oft zu einem System, das auf die eine oder andere Weise hinter den Erwartungen zurückbleibt oder teure Änderungen erfordert, um die technischen Vorgaben zu erfüllen.

Ein digitaler Zwilling kann die beiden Wahrheiten schon früh im Designprozess zusammenführen, noch bevor das Metall geschnitten und der Beton gegossen wird, so dass der kombinierte Betrieb der mechanischen und logischen Systeme gefahrlos und genau beobachtet, getestet, korrigiert und verifiziert werden kann. Durch die Erstellung eines dynamischen digitalen Zwillings, der sowohl das CAD als auch die tatsächliche Betriebslogik der Struktur umfasst, steht Ihnen ein leistungsstarkes Werkzeug zur Verfügung, um ein System mit all seinen Bestandteilen in einer virtuellen Umgebung zu erproben, wo die Kosten für Änderungen im Vergleich zur Inbetriebnahmephase minimal sind.

3D-Simulations- und Emulationssoftware bietet eine ideale Plattform für die Erstellung dynamischer digitaler Zwillinge. Damit können Sie das CAD aus verschiedensten Standardformaten importieren, kinematische Verhaltensweisen erstellen, die die Bewegungen des tatsächlichen Systems simulieren, und die Modellsteuerungselemente über einen Tag-Browser mit dem tatsächlichen Steuerungssystem verbinden. Dann brauchen Sie nur noch Lasten einzufügen, um das System anzusteuern, und Ihr digitaler Zwilling ist lebendig und bereit, über die HMIs, die Sie im realen System verwenden werden, bedient zu werden.

Aufrechterhaltung der Qualität dank digitaler Zwillinge

Je mehr Unternehmen mit digitalen Zwillingen arbeiten, desto mehr Vorteile und Anwendungen werden entdeckt. Digitale Zwillinge bieten die effizienteste Lösung zur Verbesserung der Qualitätskontrolle, die ein wichtiger Bestandteil jedes Produktionsprozesses ist. Allerdings können Ingenieure mit Hilfe digitaler Zwillinge Daten in Echtzeit analysieren.

Digital Twin-Technologien verändern die industrielle Landschaft und helfen den Herstellern, bessere Automatisierungssysteme zu entwickeln, die pünktlich geliefert werden sowie gleichzeitig die Spezifikationen erfüllen und das Budget einhalten. Um einen reibungslosen Inbetriebnahmeprozess zu gewährleisten, kann ein digitaler Zwilling dazu beitragen, die Dynamik einer bestehenden Einrichtung in einem virtuellen 3D-Design zu berücksichtigen, das Entwicklungsrisiko zu verringern und hochwertige Produkte schneller auf den Markt zu bringen.

Jetzt ist der richtige Zeitpunkt, um mehr darüber zu erfahren, was digitale Zwillinge sind und wie sie in unterschiedlichen Szenarien angewendet werden, damit Sie ihren Wert schneller und planvoller realisieren können.

Erfahren Sie hier, wie Rockwell Automation seine Kunden bei der Einführung der Digital Twin-Technologie unterstützt.