Vorhang auf für die Potenziale der Virtuellen Inbetriebnahme

Was haben eine Ballettaufführung und die Virtuelle Inbetriebnahme (VIBN) gemeinsam? Auf den ersten Blick nicht viel, sie ähneln sich aber in ihrer Vorgehensweise enorm: Planen, proben, korrigieren - bis jedes Detail der Choreografie und jede Bewegung der Tänzer*innen eingespielt sind. Bei der VIBN wird in einer frühen Phase der Realisierung die Steuerungssoftware der Anlage an einem virtuellen Modell eingespielt, erprobt und optimiert. Oft auch in Verbindung mit einer kinematisierten 3D-Darstellung der Anlage. Fehler können so noch vor der eigentlichen Inbetriebnahme festgestellt und behoben werden, damit die „Premiere“ reibungslos verläuft. In unseren Anlagenprojekten, wie beispielsweise dem Umbau einer Fahrzeugendmontage mit Elektrohängebahn (EHB), ist die VIBN daher bereits seit einigen Jahren obligatorischer Bestandteil. Bei vielen vor allem mittelständischen Maschinen- und Anlagenbauern bestehen jedoch oft noch Bedenken:

„Der Aufbau des virtuellen Modells wird oft als reiner Zusatzaufwand gesehen. Wir hören meist Aussagen wie: Unsere Anlagen sind zu komplex oder die Anlage verändert sich zu oft, um sie zu modellieren. Allerdings spielt genau hier die VIBN ihre großen Potenziale aus“ – erklärt Ulrich Reiser, CDO SCIO Automation.

Welche Vorteile bringt die Virtuelle Inbetriebnahme unseren Kunden genau?

• Validierung der Anlagensteuerung vor der Inbetriebnahme

Ohne eine VIBN ist die Prüfung der Steuerung erst auf der real aufgebauten Anlage möglich. Jedoch würde ein Ensemble niemals ohne Generalprobe auf die Bühne gehen, oder? Besonders bei komplexen Choreografien unerlässlich. Mit der VIBN als virtuelle Stellprobe prüfen wir insbesondere komplexe Anlagen auf mögliche Logikfehler, die im schlimmsten Fall Stillstands-Zeiten für den Endkunden bedeuten können. Denn kein „Tänzer“ soll beim großen Auftritt von der Choreografie abweichen! So sichern wir nicht nur die Produkt- und Prozessqualität, sondern minimieren den Aufwand und somit Kosten für potenzielle nachträgliche Anpassungen im Programm erheblich. Stillstandszeiten sind besonders in der Serienproduktion der Automobilindustrie ein großes Problem. Für Aufträge wie unser EHB-Projekt war es daher entscheidend, vorher mittels VIBN mögliche Probleme und Logikfehler der Anlagen-SPS zu ermitteln und durch Anpassungen gezielt zu verhindern. Bereits in den ersten zwei Tagen nach Inbetriebnahme lief die Anlage so stabil, dass wir alle Produktionsziele übertreffen konnten. 

• Erhöhte Flexibilität im Projektverlauf

Durch die Nutzung der virtuellen Inbetriebnahme können wir die Anlage und ihre Steuerung auf eine systematische und effiziente Weise testen – ganz flexibel. Treten beispielsweise Änderungen an der Anlage oder ihrer Umgebung während des Projekts auf, können wir das virtuellen Modell jederzeit und schnell anpassen sowie die Änderungen risikolos testen. Nachträgliche und kostspielige Anpassungen vor Ort können wir so nicht nur verhindern, sondern sorgen auch dafür, dass die Anlage bei ihrem großen Auftritt beim Endkunden – der Inbetriebnahme – einwandfrei performt.

• Verkürzte Inbetriebnahme- und Projektdurchlaufzeit

Nicht zuletzt erleichtert die VIBN ebenfalls die Einbindung der Maschine bzw. Anlage in die reale Produktionsumgebung. Auf den Programmierer vor Ort kann zwar nicht ganz verzichtet werden, der Einsatz ist aber wesentlich geringer. Gerade in einer global agierenden Branche wie dem Maschinen- und Anlagenbau ein enormer Vorteil. Wie das EHB-Projekt zeigt: Durch die virtuelle Inbetriebnahme können wir Herausforderungen, seien es terminliche Ansprüche oder unvorhergesehene Hindernisse wie die Corona-Pandemie, erfolgreich bewältigen und sicherstellen, dass das Projekt in einem kurzen Zeitraum abgeschlossen wird. Statt wie bisher rein sequentiell können Hardware- und Elektrokonstruktion, Beschaffung, SPS-Entwicklung und Inbetriebnahme zudem parallel ablaufen. Die Ressourcenplanung wird dadurch flexibler, wodurch sich Realisierungs- sowie Projektkosten verringern. Diese Vorteile lassen dabei besonders kleine und mittlere Unternehmen profitieren. 

„Wir arbeiten kontinuierlich daran, die Effizienz für den Aufbau des virtuellen Modells zu erhöhen, um zukünftig die virtuelle Inbetriebnahme in allen Projekten, unabhängig von Komplexität und Kundenwunsch, zu etablieren. Beispielsweise durch die Erweiterung von Schnittstellen zur Datenübernahme aus vorhergehenden Engineering Schritten. Unser Ziel ist es, das virtuelle Modell während des gesamten Lebenszyklus einer Anlage zu nutzen. Dies ermöglicht uns, unsere Kunden optimal hinsichtlich Remote-Service und Änderungen während des Betriebs zu unterstützen. Basierend auf unserer VIBN entwickeln wir digitale Ebenbilder dieser Art, sogenannte Digital Twins, bereits erfolgreich in unseren Kundenprojekten“, so Ulrich Reiser, CDO SCIO Automation.

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