Durchgängige Unterstützung des Systemengineerings in drei Anwendungsstufen

Visual Components ermöglicht es Bosch Rexroth, Simulationen gemeinsam mit seinen Partnern und Kunden in drei Anwendungsstufen im Systemengineering zu nutzen. Um in einer frühen Konzeptphase eine Automatisierungslösung mit ihren Abläufen zu visualisieren und einen Eindruck vom Layout zu erhalten, können die erforderlichen Komponenten aus dem eCatalog per Drag&Drop in der virtuellen Umgebung platziert und miteinander verknüpft werden. Dadurch ist bereits eine erste Evaluierung der Prozesse und des Materialflusses möglich. Danach lässt sich die Systemleistung validieren und optimieren. Simulation erlaubt die Analyse von Systemen über die Zeit: Die dynamische Bewegung von Material und Produkten durch das System kann beobachtet und mit statistischen Methoden ausgewertet werden, um Engpässe oder ineffizienten Ressourceneinsatz zu erkennen. Durchsatz-, Taktzeit- und Auslastungsmessungen ermöglichen die Bewertung einer Automatisierungslösung in einem Layout. Anhand der Analysen lassen sich unterschiedliche Entwürfe und Planungsstände vergleichen, um eine optimale Lösung zu ermitteln. In einem letzten Schritt unterstützt die Simulation eine virtuelle Inbetriebnahme, um die reale Hardwaresteuerung für die Steuerung der Komponenten in Visual Components zu verwenden. Der Programmcode kann dabei schon in einer frühen Implementierungsphase ohne physische Hardware validiert werden. Fehler in der Steuerung oder Anlagenlogik können dadurch vor der technischen Inbetriebnahme vor Ort entdeckt und behoben werden, was zeitaufwändige Baustelleneinsätze und Beschädigungen an der Anlage vermeidet.

Einsatz im Digital Engineering der Batteriefertigung und im Batterierecycling

In Projekten der Batteriefertigung und im Batterierecycling wird die durchgängige simulative Unterstützung für Automatisierungslösungen bereits eingesetzt. Insbesondere technologisch anspruchsvolle Innovationsprojekte werden von der ersten Konzeption bis zur Implementierung der Transportsteuerung durchgängig mit Simulationen unterstützt. In einer frühen Planungsphase visualisiert das Unternehmen die Systemkomponenten in verschiedenen Layoutvarianten, um den Materialfluss für die Umgebung und gegebenenfalls weitere Prozesse, etwa Notfall- und Montageprozesse, zu evaluieren. Dadurch können die notwendigen Ressourcen und die Abläufe der Lösung diskutiert und abgestimmt werden. Basierend auf dieser Evaluation werden eine Layoutvariante und die optimale Anzahl Werkstückträger für die Transportsysteme ermittelt. Simulativ wird dann für die spezifizierte Planungsvariante die Auslastung und Leistung der Systemkomponenten evaluiert, um die Einhaltung von Durchlaufzeiten und den Durchsatz zu validieren und zu optimieren. Das Simulationsmodell wird danach von Bosch Rexroth für eine virtuelle Inbetriebnahme um die Signalmodelle der Transportsysteme und Komponenten erweitert. Die Visualisierung von Auswirkungen der Steuerung und die frühzeitige Identifikation von Fehlern ermöglichten den Programmierern dadurch eine wesentlich schnellere Implementierung. So kann die Installation einer Anlage mit einer virtuellen Umgebung unterstützt und die Einsatzzeit vor Ort signifikant reduziert werden. Dieses Vorgehen unterstützte auch das Projektteam bei der Konzeption und Umsetzung einer der weltweit ersten automatisierten Batteriemodulentladeanlagen der BLC – The Battery Lifecycle Company am Standort Magdeburg.

Ziel ist eine vollständig digitalisierte Customer Journey

„Die Funktionen der Simulationssoftware und die Unterstützung beim Design unserer Digital Customer Journey entlang des Systemengineerings haben uns überzeugt“, resümiert Systemarchitekt Verbeet. „Die ersten Komponenten für den eCatalog wurden noch von Visual Components implementiert, aber mittlerweile haben wir das notwendige Know-how aufgebaut, um die Bausteine selbst zu erstellen.“ Neue Komponenten für den eCatalog werden vor dem Upload nur noch abschließend von dem Dienstleister geprüft. Bei technischen Fragen arbeiten die Entwickler aber auch weiterhin eng mit Visual Components zusammen, um sowohl die Software als auch die Customer Journey für kommende Herausforderungen umzusetzen. Die Integration der Simulationen in seine Toolchain ist für Bosch Rexroth ein wichtiger Schritt zur Realisierung einer vollständig digitalisierten Customer Journey. „Wir wollen das gesamte Engineering vom ersten Konzept bis zur Abnahme durch eine konsistente Werkzeug- und Datenkette digital begleiten“, erklärt Senior Business Development Manager Groicher. „Simulationsmodelle spielen dabei eine zentrale Rolle, um als digitale Zwillinge die Durchgängigkeit der Planung zu verbessern und Informationsverluste bei Systembrüchen zu reduzieren.“ Die Einbindung in das Ökosystem von ctrlX Automation ist dabei von großer Bedeutung: Sie ermöglicht es, die Auslegung von Materialflüssen und Prozessen mit der Implementierung von Steuerungen und der Installation von Automatisierungssystemen zu synchronisieren.

Matthias Wilhelm ist Country Manager DACH bei Visual Components.