AI-First-Simulationswerkzeug Mit KI von den Planungsdaten zum Simulationsmodell

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Das AI-First-Simulationswerkzeug Realvirtual nutzt CAD- und Engineering-Daten für den Aufbau digitaler Maschinenmodelle. Die Software läuft im Browser und lässt sich auch im eigenen Netzwerk oder direkt an der Maschine bereitstellen.

Mit Realvirtual stellt die Realvirtual GmbH ein Simulationswerkzeug vor, bei dem KI den Aufbau des digitalen Zwillings unterstützt. Die Automatisierung beginnt damit bereits bei der Erstellung des Modells. Maschinenbauer können es anschließend für Vertriebspräsentationen, virtuelle Inbetriebnahme und als Maschineninformationssystem im Betrieb weiterverwenden. Ausgangspunkt sind die CAD-Daten der Maschine. Für ein ausführbares Simulationsmodell müssen den Baugruppen Bewegungen, Antriebe, Sensoren und Signale zugeordnet werden. Bei diesen Arbeitsschritten unterstützt eine KI. Sie wertet die CAD-Struktur sowie zusätzliche Engineering-Daten aus, etwa Signallisten, Unterlagen aus der Elektroplanung und PDF-Dokumentation. Daraus erstellt sie ein Verhaltensmodell, das der Anwender im Browser-Editor prüft und ergänzt. Der Umfang der automatischen Zuordnung hängt von den verfügbaren Daten ab.

Damit verändert sich der Engineering-Workflow: Die bereits in Konstruktion und Planung beschriebenen Zusammenhänge müssen für die Simulation nicht vollständig von Hand nachgebildet werden. Der digitale Zwilling entsteht zunehmend als automatisch erzeugtes Modell aus diesen Planungsdaten. Der Anwender prüft die vorgeschlagenen Zuordnungen, ergänzt fehlende Angaben und validiert das Verhalten. Wie viel davon automatisch gelingt, hängt von Vollständigkeit und Qualität der Eingangsdaten ab. Die Arbeit verlagert sich damit vom Anlegen einzelner Simulationskomponenten zur Prüfung des Maschinenablaufs: Stimmen Bewegungsrichtungen und Signalzuordnungen? Sind Verriegelungen berücksichtigt? Reagiert die Steuerung wie vorgesehen? Das Modell macht diese Zusammenhänge bereits vor dem Aufbau der realen Anlage überprüfbar.

Ein Modell für Vertrieb, Inbetriebnahme und Betrieb

Bereits in der Angebotsphase kann der Vertrieb das Modell nutzen, um Maschinenabläufe und Platzbedarf zu erläutern. Kunden öffnen die 3D-Darstellung über einen Link im Browser. Eine Installation der Visualisierungssoftware ist dafür nicht erforderlich.

Für die virtuelle Inbetriebnahme verbindet das lokale Gateway realvirtual CONNECT das Modell mit einer Steuerung. Unterstützt werden unter anderem Siemens S7 und PLCSIM Advanced, Beckhoff TwinCAT über ADS sowie OPC UA, MQTT und EtherNet/IP. So lässt sich das SPS-Programm am digitalen Modell testen, bevor die reale Maschine aufgebaut ist. Eine integrierte virtuelle SPS erlaubt darüber hinaus die Simulation von Structured-Text-Programmen im Browser, auch ohne angeschlossene Steuerung.

Nach der Auslieferung kann das Modell als 3D-HMI und Maschineninformationssystem weitergenutzt werden. Es zeigt aktuelle Steuerungswerte und verknüpft Bauteile mit Handbüchern, Zeichnungen und Wartungsanleitungen. Bei einer Störmeldung kann eine KI-Funktion die hinterlegten Dokumente nach Hinweisen auf mögliche Ursachen und passende Maßnahmen durchsuchen. Die Ergebnisse enthalten Verweise auf die jeweiligen Handbuchseiten. Das verwendete Sprachmodell lässt sich auswählen und je nach Konfiguration bei einem Hosting-Anbieter oder auf eigener Hardware betreiben.

Die Grundlage für die Weiterverwendung bildet eine GLB-Datei, die neben der Geometrie auch Kinematik, Signalzuordnungen und Dokumentverknüpfungen enthält. Über eine MCP-Schnittstelle können KI-Assistenten außerdem Zustände des laufenden Modells abfragen und Steuerbefehle ausführen. 

Mauser Packaging Solutions nutzt die Plattform zum Aufbau eines Maschineninformationssystems. Nils Maier, Head of Sales & Service MMT, erklärt: „Wir bauen unser MIS auf realvirtual.io auf. Ausschlaggebend war die Architektur: eine Unity-basierte Authoring- und Virtual-Commissioning-Umgebung, eine selbst gehostete Web-Runtime und strukturierte Metadaten über den gesamten Maschinenlebenszyklus – eine Kombination, die man so kaum findet.“

Im Browser arbeiten, selbst hosten

Browserbasiert bedeutet bei Realvirtual nicht, dass Maschinenmodelle in einer Hersteller-Cloud liegen müssen. CAD-Import, Modellbearbeitung und Simulation laufen lokal im Browser. Die Anwendung kann auf einem eigenen Rechner, einem Server im Unternehmensnetz oder einem Industrie-PC direkt an der Maschine bereitgestellt werden. Anwender greifen dann über den Browser auf diese lokale Installation zu. Für den Betrieb an der Anlage ist kein öffentlich erreichbarer Cloud-Endpunkt erforderlich.

CAD-Daten werden beim lokalen Import nicht an einen Cloud-Dienst hochgeladen. Modelle, Betriebsdaten und technische Unterlagen können in der eigenen Infrastruktur bleiben. Für KI-Funktionen entscheidet die Wahl der angebundenen Dienste über den Datenfluss: Bei einem externen Anbieter werden die für die jeweilige Aufgabe benötigten Informationen an diesen übermittelt. Für einen vollständig internen Betrieb lassen sich auch die Sprachmodelle und die Dienste zur Dokumentensuche auf eigener Hardware betreiben.

Der Viewer-Kern ist unter der Open-Source-Lizenz AGPL-3.0 verfügbar. Die kommerzielle Lizenz mit den Engineering-Funktionen wird ab 1.920 Euro pro Entwickler und Jahr angeboten. Sie enthält auch die Unity-basierte Engineering-Option. Eine gegebenenfalls erforderliche Lizenz für den Unity-Editor ist nicht enthalten. Für Auslieferung und Steuerungsanbindung gelten gesonderte Lizenzbedingungen. Eine Laserschweiß-Montagestation als Browser-Demo zeigt die Anwendung. Weitere Informationen bieten die Produktseite, das GitHub-Repository und die Dokumentation.