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Maschinenbau der Zukunft: Wie gelingt der Paradigmenwechsel?

KI in Simulation, Inbetriebnahme, Betrieb und Wartung

Der Automatisierungsspezialist F.EE befasst sich seit rund 20 Jahren unter anderem mit der SPS-Simulation und Prozessoptimierung. Dabei ist die Software fe.screen-sim entstanden, die heute zahlreiche Unternehmen für die virtuelle Inbetriebnahme ihrer Anlagen nutzen. Zwar ist das Simulationstool schon heute sehr effektiv, doch durch künstliche Intelligenz und den digitalen Schatten sind bereits weitere Leistungssprünge in Sicht.

Wer immer tut, was er schon kann, bleibt immer das, was er schon ist. Was Henry Ford mit der konsequenten Entwicklung der Fließbandtechnik im Automobilbau begann, lässt sich im weiteren Sinne auch Richard E. Morley, dem Entwickler der SPS, zuschreiben. Er entwickelte im Jahr 1969 die Modicon 084. Dieses Logiksystem basiert auf einem Halbleiter und kann als Ursprungstechnologie der heute etablierten speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) verstanden werden. Inzwischen fertigen mehr als 300 Firmen weltweit SPSen für nahezu alle Einsatzzwecke. Für OEM, Maschinenbauer oder Unternehmen in der Fertigungs- und Automatisierungstechnik sind solche Technologiesprünge von jeher Chance und Herausforderung zugleich: Durch SPS-Integration sind Produktionsanlagen trotz zunehmender Technologiedichte besser beherrschbar - Monteure können von jedem beliebigen Ort in ein System eingreifen, mittels Fernwartung bzw. -diagnostik arbeiten und beispielsweise Fehler beseitigen. Ein kritischer Punkt bleibt: die Inbetriebnahme (IBN) und das Anfahren von Fertigungsanlagen nach Maschinenstopp. Szenarien, die nicht selten mit Kosten von tausenden Euro pro Minute zu Buche schlagen und die Total Cost of Ownership in die Höhe treiben.

Automation damals und heute

Wissenschaftler wiesen bereits vor Jahren auf die Inbetriebnahme als aufwandskritischen Prozess im Lebenszyklus von Produktionsanlagen hin. Vor allem die Inbetriebnahme der Steuerungstechnik gestalte sich sehr aufwendig, was teils auf Softwarefehler in der Anlagensteuerung zurückzuführen sei. Bereits damals sah man Chancen durch so genannte Hardware in the Loop (HiL)-Simulationen, Fehler frühzeitig zu entdecken und zu beseitigen. Die F.EE-Unternehmensgruppe aus dem oberpfälzischen Neunburg vorm Wald ist u.a. auf die Bereiche Fertigungs- und Automatisierungstechnik spezialisiert und befasst sich seit rund 20 Jahren mit dem Thema SPS-Simulation und Prozessoptimierung. Es war deshalb nur konsequent, dass Mitarbeitende aus Konstruktion, Elektrik und Mechanik sich dem kritischen Punkt der Inbetriebnahme widmen. Die Ingenieure wollten Möglichkeiten zum Absichern von Steuerungssoftware schaffen, kritische Betriebszustände risikofrei testen sowie komplexe Abläufe in einer frühen Projektphase simulieren. Parallel wollte man Steuer- und Regelstrategien schon in der Engineering-Phase validieren und optimieren. Entstanden ist das Simulationstool fe.screen-sim, das auf dem Prinzip des digitalen Zwillings basiert und eine virtuelle Inbetriebnahme (VIBN) ermöglicht.

F.EE Industrieautomation GmbH & Co. KG

Dieser Artikel erschien in IT&Production 5 (Juni) 2024 - 13.06.24.
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