Mit seinen Technologie-Ökosystem-Partnern hat Krones bedeutende Fortschritte bei der Optimierung von Betriebsabläufen durch den Einsatz von Digital Twins erzielt, unterstützt von Nvidia Omniverse-Bibliotheken und OpenUSD. Wie das Unternehmen in einer Pressemitteilung schreibt, hat diese neue Generation der digitalen Zwillinge KI-Agenten integriert. Dadurch werden physikalisch exakte Echtzeitsimulationen mit einer KI kombiniert, die selbst urteilen und Entscheidungen treffen kann. Die Agentic Digital Twins treiben so industrielle Prozesse voran, indem sie sich durch digitale Simulationen selbst optimieren und ihre Verbesserungen auf reale Maschinen übertragen.
„Mit den Agentic Digital Twins zeigen wir, dass Digitalisierung und KI nicht nur Vision sind, sondern heute schon konkrete Effizienzgewinne und nachhaltige Vorteile bringen“, erklärt Markus Tischer, Mitglied des Vorstands der Krones AG. „Gemeinsam mit unseren Partnern setzen wir neue Maßstäbe in der Getränkeindustrie.“
Zeit für Simulationen von vier Stunden auf fünf Minuten verkürzt
Wie Krones weiter mitteilt, gelang es innerhalb von zwei Monaten, Simulationen von Maschinen und Anlagen grundlegend zu verbessern und die Effizienz der Getränkeproduktion zu steigern: So hatten einzelne Simulationsläufe bisher drei bis vier Stunden benötigt, was für Optimierungen in Echtzeit in einer hoch dynamischen Fertigung zu langsam war. Die begrenzten Möglichkeiten, verschiedene Szenarien schnell zu testen, verzögerten Entscheidungen und führten zu einem höheren Ressourcenverbrauch, ineffizienter Produktion und mangelnder Agilität.
Zusammen mit Ansys (Teil von Synopsys), Cadfem, Microsoft, Nvidia und SoftServe entwickelte Krones einen physikalisch exakten digitalen Zwilling, der solche Simulationen in weniger als fünf Minuten schafft. Er lässt seine KI-Agenten verschiedene Szenarien und Einstellungen in einem virtuellen Modell prüfen und optimiert Arbeitsabläufe dadurch automatisch. In einem Optimierungskreislauf analysiert die KI ihre Simulationsergebnisse, passt die Parameter an und startet dann neue Durchläufe. So lassen sich beispielsweise Geschwindigkeiten, Temperaturen oder Ablaufsteuerungen in Echtzeit ausprobieren und ihre Wirkungen vergleichen.
Auf diese Weise lernt der digitale Zwilling selbstständig, welche Einstellungen die optimalen Ergebnisse liefern. Die besten Lösungen werden danach auf die reale Anlage übertragen. So lassen sich Produktionsszenarien in Echtzeit vergleichen, Optimierungen sofort umsetzen und Ressourcen intelligenter nutzen. Die Ausführung dieser rechenintensiven Simulationen erfolgt in der Microsoft Azure Cloud auf der Nvidia Plattform für beschleunigtes Computing.
Ressourcen besser nutzen
Effekte ergeben sich insbesondere für Krones-Kunden aus der Getränkeindustrie. Hier erfordert die Verarbeitung von Flüssigkeiten ein präzises Zusammenspiel physikalischer Prozesse, die sich ständig verändern. Von der Abfüllgeschwindigkeit über das Flaschendesign bis zum Strömungsverhalten ist die Dynamik sehr komplex. Deshalb müssen Druck, Durchfluss und Turbulenzen kontinuierlich in Echtzeit überwacht, vorhergesagt und optimiert werden. So lassen sich Ressourcenverschwendung oder Störungen in späteren Produktionsschritten vermeiden.
Digitale Zwillinge mit KI-Agenten bilden diese physikalische Welt digital ab und können eigene Entscheidungen treffen, um die Abläufe immer wieder zu optimieren. Der Einsatz von KI und Cloud Computing optimiert die Flüssigkeitsverarbeitung kontinuierlich, damit die Kunden ihre Produkte effizienter, nachhaltiger und produktiver herstellen können.
Möglich wurde dies durch eine enge, interdisziplinäre Zusammenarbeit: Regelmäßige Engineering-Workshops, gemeinsame Entwicklungssprints und ein klarer Fokus auf geschäftliche Ergebnisse brachten schnell Fortschritte. Zu den Ergebnissen gehören eine schnellere Inbetriebnahme von Maschinen oder Anlagen, höhere Effizienz, weniger Stillstände und eine datengesteuerte Leistungserbringung. Der Wasserverbrauch sinkt und die Anlagen sind rund um die Uhr optimal konfiguriert.
