+++Anzeige+++ 18.05.2021, 07:34 Uhr

The New Normal: Connected Systems im Maschinen- und Anlagenbau

Was haben eine bionische Prothese, eine autonome Lieferdrohne oder eine intelligente Maschine gemeinsam? So unterschiedlich ihre Anwendungsbereiche auch sind, basieren sie doch alle auf der gleichen Grundlage. Sogenannte Connected Systems, also vernetzte Systeme, sind längst Teil des Alltags geworden und kommen Zuhause, im Auto oder auch in Industrien wie dem Maschinenbau zum Einsatz. Dadurch verändern sie die Art wie wir konsumieren, produzieren und auf Erfahrungen basiert Neues lernen. Im Zeitalter des Internets der Dinge sorgen sie als Teil der Digitalen Transformation gerade im industriellen Sektor für eine revolutionäre Veränderung der herkömmlichen Fertigung. Statt einzelner Maschinen und Menschen, die in einer großen Fabrikhalle oder im Service global zusammenarbeiten und an der Fertigung eines Produktes beteiligt sind, agieren und kommunizieren miteinander vernetzte Menschen, Maschinen und Anlagen von nun an. Es entsteht ein komplett durchgängig vernetztes System.

Der Digital Twin/Virtual Twin im Maschinenbau ermöglicht Unternehmen die Kommunikation zwischen Mensch und Maschine sowie alle Beteiligten untereinander. Foto: Dassault Systemes

Der Digital Twin/Virtual Twin im Maschinenbau ermöglicht Unternehmen die Kommunikation zwischen Mensch und Maschine sowie alle Beteiligten untereinander.

Foto: Dassault Systemes

Ein neues Ökosystem der Zusammenarbeit

Produzierende Unternehmen stehen heute vor zahlreichen Herausforderungen. Das Label „Made in Germany“ steht für stetige Qualität, anhand festgelegter Standards sowie Zuverlässigkeit in der Produktion. Doch in einem globalen Wettbewerb geraten diese Gütesiegel zunehmend unter Druck. Neben der Innovationskraft sind auch eine kurze Time-to-Market sowie niedrige Kosten entscheidende Kriterien für Erfolg oder Misserfolg auf dem internationalen Markt. Dabei schließen sich Qualität und Vertrauen auf der einen sowie Schnelligkeit und Innovationsgeist auf der anderen Seite keineswegs aus. Im Gegenteil: Nur wer alle vier Prinzipien vereint, kann langfristig im globalen Wettbewerb Erfolg haben.

Neben diesen Faktoren, die sich aus veränderten Marktbedürfnissen ergeben, spielen auch interne Veränderungen eine entscheidende Rolle: Verantwortliche stehen häufig vor der Frage, wie Mitarbeiter aus verschiedenen Abteilungen effizient zusammenarbeiten, sodass Silos innerhalb des Unternehmens oder im Austausch mit externen Lieferanten und Kunden aufgebrochen werden. Vernetzte Systeme können hier ein neues Ökosystem schaffen, in dem sie alle am Produktionsprozess beteiligten Stakeholder frühzeitig in den Prozess einbezieht – ortsunabhängig dank digitaler Tools und Softwarelösungen. Diese Vernetzung führt nicht nur zu deutlichen Kostenersparnissen, sondern auch einem Plus an Agilität.

Die 3DEXPERIENCE eröffnet Unternehmen im Maschinenbau eine völlig neuartige Art der Zusammenarbeit für die Produktentwicklung. Im Bild unser Demoszenario als Inspiration wie die digitalen Herausforderungen im Maschinenbau gelöst werden können. Foto: Dassault Systemes

Die 3DEXPERIENCE eröffnet Unternehmen im Maschinenbau eine völlig neuartige Art der Zusammenarbeit für die Produktentwicklung. Im Bild unser Demoszenario als Inspiration wie die digitalen Herausforderungen im Maschinenbau gelöst werden können.

Foto: Dassault Systemes

Vernetzte Systeme dank Simulation

In einem vollständig vernetzten System sollten nicht nur Mitarbeiter eng miteinander zusammenarbeiten und kommunizieren, sondern auch Maschinen und ihre Bestandteile. Aus einzelnen Zahnrädern wird so ein ganzes Uhrwerk, das reibungslos ineinandergreift. Mittels einer Vielzahl an Sensoren werden vernetzte Maschinen- und Anlagen ständig mit Informationen aus ihrer Umwelt und dem Prozess, in dem sie involviert sind, gespeist. Diese generierten Daten werden an eine zentrale Steuerungseinheit gesendet, welche daraus wieder Rückschlüsse für den Prozess zieht und stehen in einer zentralen Plattform wie der 3DEXPERIENCE© auch allen Beteiligten zur Ansicht, Bearbeitung, Planung zur Verfügung.

Wie eine komplett vernetzte Produktionsstraße oder das auf ihnen zu fertigende Produkt aussehen und sich verhalten, lässt sich mithilfe eines digitalen Zwillings – Dassault Systèmes spricht hier von einem Virtuellen Zwilling da dieser ALLE für den Engineering Prozess notwendigen Informationen enthält –  im Vorfeld simulieren. Bereits hier können auch externe Faktoren berücksichtigt und verschiedene Produktvarianten gegeneinander getestet werden. Neben physischen Kräften, wie Wärme, Energiezufuhr und Internetkonnektivität, können auch Kunden- oder Sicherheitsanforderungen von Anfang an berücksichtigt werden – und bei Bedarf in Echtzeit angepasst werden. Ein weiterer Pluspunkt: Durch die stetige Kommunikation der einzelnen Maschinen und den Menschen untereinander und mit einer zentralen Datenverwaltung kann die Ausfallsicherheit deutlich erhöht werden. Smarte Maschinen erkennen nicht nur wenn beispielsweise einzelne Bauteile nachbeordert werden müssen, sondern auch wenn sich Verschleiß bemerkbar macht. Dadurch können Wartungs- und Reparaturarbeiten geplant werden so dass es zu keinen Produktionsausfällen kommt.

Der Digital Twin/Virtual Twin im Maschinenbau ermöglicht die Vorab-Simulation verschiedenster Effekte und die damit verbundenen Auswirkungen auf bestehende Systeme oder Beteiligte. Foto: Dassault Systemes

Der Digital Twin/Virtual Twin im Maschinenbau ermöglicht die Vorab-Simulation verschiedenster Effekte und die damit verbundenen Auswirkungen auf bestehende Systeme oder Beteiligte.

Foto: Dassault Systemes

Die vernetzte Produktion: Virtuell und real

Die Simulation zeigt, welche Produkt- und Variantenkonfiguration bald schon Standard sein wird: Maschinen sind längst nicht mehr nur für einen einzigen Produktionsschritt verantwortlich, sondern agieren zunehmend als Teil eines ganzheitlichen vernetzten Systems, das vom stetigen Datenaustausch mit anderen Maschinen lebt. Vernetzte Systeme zu schaffen, zählt zu den Kernherausforderungen für Maschinenbauer in den kommenden Jahren – nicht nur in Bezug auf die Herstellung, sondern auch den Service ihrer Anlagen, und die Art und Weise wie die Entwicklungsteams zusammenarbeiten. Im nächsten Teil der Serie erfahren Sie, wie Unternehmen individuelle Produkte effizient durch modellbasierte Konzepte herstellen. Weitere Informationen zu den Lösungen von Dassault Systèmes für den Maschinen- und Anlagenbau finden Sie hier: https://ifwe.3ds.com/de/industrial-equipment

Vernetzung über 5G in der Fertigung. Foto: Dassault Systemes

Vernetzung über 5G in der Fertigung.

Foto: Dassault Systemes

Von Dassault Systemes