Der digitale Zwilling begleitet eine Maschine ihr Leben lang – von der Entwicklung über die Inbetriebnahme bis hin zum laufenden Betrieb. Darüber hinaus bildet er die Basis für zusätzliche Funktionen und für die Weiterentwicklung der Maschine (Quelle: B&R)
„Digitale Zwillinge und Simulation erlangen derzeit mit Blick auf die wichtigen Themen Nachhaltigkeit und Energieeffizienz eine noch größere Bedeutung“, sagt I. Laasch. So könnten durch Simulation das Material für Prototypen eingespart und zudem im virtuellen Modell alle Komponenten unter energieeffizienten Gesichtspunkten ausgewählt werden. Aber nicht nur in der Designphase bringt der Digital Twin Vorteile: „Ein digitaler Zwilling begleitet das Produkt über seinen gesamten Lebenszyklus hinweg und wird währenddessen mittels Daten aus dem laufenden Prozess ständig weiteroptimiert. In der Simulation kann er in verschiedenen Anwendungsfällen großen Nutzen bringen“, erklärt sie weiter.
Offenheit und Partnerschaften
Prinzipiell unterscheidet B&R zwischen der Prozess-, der Maschinen- und der Hardwaresimulation. „Im Bereich der Hardware-simulation geht es vor allem um Software- und Funktionstests inklusive der Migration in eine reale Maschine“, berichtet I. Laasch. Rund um die optimale Dimensionierung und das Design einer Maschine spricht B&R von der Maschinensimulation, bei der der Fokus auf Kinematik, Physik, Dynamik, Kräften, Drehmomenten, Geschwindigkeit sowie dem Softwaretest liegt. „Bei der Prozesssimulation steht die Visualisierung in einer frühen Designphase im Vordergrund. Hier liegen im Wesentlichen Animation, Materialfluss sowie die Kollisionsvermeidung im Fokus“, gibt I. Laasch an.
Je nach Anwendungsfeld bietet B&R eigene Lösungen oder arbeitet mit Partnern im Bereich der Simulation zusammen. „Unser Automation Studio ist das zentrale Engineering Tool, für das wir entsprechende Schnittstellen zu unterschiedlichen Simulations-Tools integriert haben. Dadurch eröffnen wir unseren Kunden einerseits eine große Bandbreite an Möglichkeiten rund um das Thema Simulation. Andererseits können sie dank unserer Offenheit, bestehende Applikationen bzw. Digital Twins in unser System integrieren und dort weiter nutzen“, sagt I. Laasch. Rund um die Hardwaresimulation kommen beispielsweise das Echtzeitbetriebssystem Automation Runtime sowie mapp Technology aus dem eigenen Haus zum Einsatz. „Bei der Automation-Runtime-Simulation kann der Nutzer mit nur einem Klick vom PC im Büro aus zwischen Simulation und Hardware hin und her schalten“, informiert die Simulationsexpertin.
Mit Blick auf die Maschinensimulation führt sie weiter aus: „Möchte ein Kunde hinsichtlich der Mechanik ein System simulieren und testen, zum Beispiel, ob die Geschwindigkeit realistisch ist, um den gewünschten Durchsatz zu generieren, kommen Matlab & Simulink bzw. MapleSim zum Einsatz. Hier geht es also darum, physikalische Gleichungen in Programm-Code umzuwandeln, der dann auf der Maschine läuft.“
Und bei der Prozesssimulation nennt sie beispielhaft die visuelle Darstellung, also den Entwurf von Maschinen- und Anlagen-Layouts, um unter anderem die optimale Positionierung von Robotern zu testen. „Hier kommen Lösungen wie iPhysics von machineering oder unser ABB-internes RobotStudio zum Einsatz.“