Vorteile für Dienstleister und Kunden Simulationssoftware: Mehr PS durch virtuelle Inbetriebnahme

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Mit der Simulationssoftware fe.screen-sim von F.EE kann Schaeffler Special Machinery die Steuer- und Regelstrategien seiner Anlagen bereits in der Engineering-Phase validieren und optimieren. Welche Praxiserfahrungen der Sondermaschinenbauer dabei gemacht hat, zeigt dieser Anwenderbericht.

Seit über 75 Jahren treibt die Schaeffler-Gruppe zukunftsweisende Entwicklungen im Bereich Motion Technology voran. Teil dieses Erfolges ist es, Technologien, Produkte und Dienstleistungen an Kunden aus verschiedenen Industriebereichen aus einer Hand zu liefern. Schaeffler Special Machinery plant und konstruiert vor diesem Hintergrund Montageanlagen, Prüfsysteme, Bearbeitungsmaschinen sowie Handhabungstechnik, fertigt diese in eigenen Werken und nimmt sie bei Endkunden weltweit in Betrieb. Die rasanten technischen Entwicklungen in Automatisierung und Digitalisierung erfordern zunehmend Lösungen, die der wachsenden Anlagen- und Projektkomplexität Rechnung tragen.

Die auf Fertigungsautomatisierung und Industrieinformatik spezialisierte F.EE-Unternehmensgruppe entwickelt fe.screen-sim, ein Simulationstool für die virtuelle Inbetriebnahme von Anlagen. Damit schuf F.EE auch für Schaeffler Special Machinery wichtige Möglichkeiten: Neben einer Absicherung der Steuerungssoftware können kritische Betriebszustände risikofrei getestet und komplexe Abläufe in einer frühen Projektphase simuliert werden. Die Experten bei Schaeffler Special Machinery validieren beziehungsweise optimieren jetzt die Steuer- und Regelstrategien ihrer Anlagen bereits in der Engineering-Phase und sparen dadurch wertvolle Kapazitäten, wie Dominik Broszeit, Softwareentwickler bei Schaeffler Special Machinery in Erlangen, ausführt. „Im Vergleich zu früher ist die Zeitachse für die Entwicklung von Sondermaschinen deutlich kürzer und verteilt sich gleichzeitig auf viel mehr Köpfe.“

„Uns war klar, dass wir den komplexen Marktanforderungen und dem Wunsch nach schnellerer Lieferung voll funktionsfähiger Anlagen nur gerecht werden, wenn alle Beteiligten parallel an einem Projekt arbeiten können. Die virtuelle Inbetriebnahme mit fe.screen-sim nimmt deshalb eine Schlüsselrolle ein“, sagt Stefan Gahabka, Bereichsleiter Electrical Engineering bei Schaeffler Special Machinery. Das Tool mit seiner ausgereiften Multi-User-Fähigkeit ermöglicht ihm und seinem Team ein gleichzeitiges Arbeiten und damit das Schreiben und Testen der Software für eine noch zu bauende Anlage zum frühestmöglichen Zeitpunkt. „Wir sind voll handlungsfähig, obwohl Beschaffung und Montage gerade erst mit ihren Arbeiten begonnen haben“, erklärt Broszeit. Die gewonnene Zeit fließt in die Programmierung sowie das Testen und ermöglicht messbar mehr Qualität: Liefen früher die Testläufe erst nach Fertigstellung aller Arbeiten und erzeugten sowohl Termindruck als auch Stress, lassen sich nun viele Prozesse vorziehen. Das führt zu deutlichen Entlastungen bei der Inbetriebnahme beim Kunden.

Prozesse laufen parallel

Mehr noch: Die Software ermöglicht simultanes Engineering. Heute werden Anlagen für Produkte oft schon entworfen, bevor diese vollständig entwickelt sind, um schnell in die Serienproduktion gehen zu können. Eine Sache ist Broszeit dennoch wichtig: So groß die Entwicklungssprünge im Bereich virtueller Inbetriebnahme auch sind, gilt es doch auch Unschärfebereiche anzuerkennen und mit ihnen umzugehen: „Digital werden wir nie zu 100 Prozent die Inbetriebnahme ablösen können. Diesen Anspruch haben wir bei Schaeffler aber auch nicht. Wir liegen bei bis zu 95 Prozent und sparen damit messbar eine Menge über den gesamten Entwicklungs- und Inbetriebnahmeprozess.“

Toolgestütztes effizientes Arbeiten in Verbindung mit erfolgreichem Simulieren schafft Vorteile und bindet alle ein.

Dominik Broszeit, Schaeffler Special Machinery

Kein Newcomer: fe.screen-sim

Vor etwa zwei Jahren wurde bei Schaeffler Special Machinery der Bedarf identifiziert, die bestehende Software für die virtuelle Inbetriebnahme zu wechseln. Nach dem Vergleich diverser Tools fiel die Entscheidung auf fe.screen-sim. Mit der Software verbindet Broszeit bereits gute Erfahrungen aus Studienzeiten, die er vor allem auf die intuitive Bedienung zurückführt – aber auch die Performance habe ihn und sein Team überzeugt. Gerade vor dem Hintergrund immer komplexer werdender Fertigungsanlagen und größerer Datenmengen zählen für Broszeit einfaches Datenhandling, eine einfache Bedienung und offene Schnittstellen gleichermaßen.„Mein Verständnis von einer guten Simulation ist, dass wir über ein Tool wie fe.screen-sim alle Gewerke an den virtuellen Tisch bekommen,“ betont der Experte. Die Herausforderung: Mechaniker, Elektriker und Programmierer sprechen sinnbildlich nun einmal alle eine andere Sprache und nutzen meist verschiedene Datenformate. Sein Verständnis von Teamwork: Toolgestütztes effizientes Arbeiten in Verbindung mit erfolgreichem Simulieren schafft Vorteile und bindet alle ein. Zudem betont er, dass F.EE immer lösungsorientiert denkt und handelt: „Wenn wir dort anrufen und sagen, dass wir eine zusätzliche Schnittstelle brauchen, dann klappt das.“

Einführung des Simulationstools

Bei der Einführung der Software sind alle gefordert, sich an bestehenden Strukturen und Prozessen in Mechanik oder Elektrik zu orientieren. Berührungsängste der Fachabteilungen mit fe.screen-sim erlebe Broszeit keine: „Unser Haupteinsatzgebiet ist nach wie vor das Software-Testing.“ Der Inbetriebnehmer kann von jedem Ort der Welt – also auch im Homeoffice – die Anlage testen und optimieren. Dadurch reduzieren sich sowohl Reisezeiten als auch Belastungen für die Mitarbeitenden, was zudem die Suche nach Inbetriebnehmern vereinfacht.

Die Zahlen sprechen für sich

Der Erfolg gibt Schaeffler Recht: In den vergangenen zwei Jahren wurden etliche Anlagen erfolgreich virtuell in Betrieb genommen. Und es geht noch weiter. Der nächste Schritt ist, Anlagenmodelle in einem geschützten Netzwerk zentral zu speichern und Simulationen als Dienstleistung allen Schaeffler-Kollegen weltweit zur Verfügung zu stellen. Möglich wird das durch die Vernetzung des Simulationstools mit anderen Systemen, zum Beispiel Robotern, Antrieben oder Steuerungen. Mit der fe.screen-sim-eigenen Trennung zwischen Core und Client gehe das reibungslos – der Core läuft auf dem Host und die Entwickler sind die Clients.

Virtualität löst Grenzen auf

Der Praxistest beweist, dass der Plan aufgeht: In einem Projekt mit dem Schaeffler Special Machinery-Standort China arbeiteten kürzlich chinesische und deutsche Entwickler an einem gemeinsamen virtuellen Modell. Das Wichtigste sei, dass man zum frühestmöglichen Zeitpunkt das digitale Modell aufbaue, auf welches dann alle involvierten Gewerke zugreifen können. Durch dieses Vorgehen entstehen für den Sondermaschinenbauer weitere Chancen, fe.screen-sim einzusetzen, zum Beispiel in der Qualitätssicherung. Das Simulationstool kann für Dienstleister und Kunden gleichermaßen Mehrwerte liefern, indem die zeitkritische Inbetriebnahme beim Kunden entzerrt wird und sich viele Prozesse beschleunigen lassen – gute Aussichten also für die Zukunft.    

Der Autor Werner Pospiech ist Vertriebsleiter für Industriesoftware (fe.screen-sim) bei F.EE