Virtuelle Inbetriebnahme in der Lebensmittelindustrie

Testumgebung der virtuellen Anlage.
Testumgebung der virtuellen Anlage. – Bild: SimPlan AG

Frontmatec produziert Automatisierungssysteme für die Lebensmittelindustrie sowie andere Branchen mit hohen Hygieneanforderungen und die die Versorgungswirtschaft. Dabei steigt der Automatisierungsgrad dieser Anlagen stetig an, der manuelle Anteil an den Prozessen reduziert sich. Das betrifft insbesondere die innerbetrieblichen Logistik- und Transportprozesse, die zunehmend Bestandteil des Lieferumfangs der Frontmatec-Anlagen sind.

Um die Umsetzungszeit von Projekten zu verkürzen und gleichzeitig die Qualität der Steuerungssoftware von Fördersystemen zu verbessern, setzt Frontmatec auf die virtuelle Inbetriebnahme mit der Software Emulate3D. Bereits in einer frühen Projektphase erstellen die Planer ein dreidimensionales Simulationsmodell der Anlage, das als Basis für einen digitalen Zwilling und somit für die virtuelle Inbetriebnahme dient. Die vom Dienstleister SimPlan entwickelte Emulate3D-Bibliothek hilft beim Aufbau des Modells, da die Bibliothek die erforderlichen Standardkomponenten aus dem Frontmatec-Leistungskatalog enthält. Somit kann eine Anlage mit nur wenigen Klicks am Bildschirm aufgebaut werden.

Bild zum Artikel Frontmatec ITundP
Bild: SimPlan AG

CAD-Daten übernehmen

Die von der Simulationssoftware bereitgestellte ‚CAD Is The Model‘-Funktion vereinfacht die Übernahme von CAD-Konstruktionszeichnungen. Insbesondere mechanische Details der Komponenten können schnell in das Simulationsmodell übernommen werden. Das oft zeitaufwändige Anpassen der Anlagenelemente an mechanische Feinheiten entfällt. Der Fokus liegt stattdessen auf der Implementierung der Steuerungsstrategien sowie der Bereitstellung der erforderlichen Schnittstellen für die Anbindung der realen Steuerungssoftware. Emulate3D verfügt bereits über mehrere standardisierte Schnittstellen zu Rockwell-, Siemens-, B&R- oder Beckhoff-Steuerungen. Zusätzlich zu den spezifischen Bussystemen und Protokollen kann OPC UA verwendet werden. Neben den Hardware Controllern (‚hardware in the loop‘) werden auch Steuerungsemulatoren wie z.B. Logix Echo oder PLCSIM Advanced unterstützt (’software in the loop‘).

Inbetriebnahmezeit reduziert

Mit dem digitalen Zwilling im Pilotprojekt kann Frontmatec den Steuerungstest bereits weit vor dem Aufbau der realen Anlage durchführen. „Damit konnten wir zeitkritische Prozesse in der Entwicklungsphase der Anlage parallelisieren und die Inbetriebnahmezeit um 30 Prozent reduzieren. Das hat den Anlauf der Anlage signifikant verkürzt und uns in die Lage versetzt, dem Kunden die Anlage vor dem vereinbarten Termin zu übergeben.“ resümiert der Projektleiter Kurt Godsk Andersen von Frontmatec.

Emulation einer Frontmatec Behälterförderanlage.
Emulation einer Frontmatec Behälterförderanlage. – Bild: SimPlan AG

Nicht nur der Zeitfaktor relevant

Dabei steht nicht allein der Zeitbedarf im Fokus. Die virtuelle Inbetriebnahme hilft, die Qualität der Software zu steigern, da beliebige Testszenarien durchgespielt werden können, die in der realen Anlage in der Anlaufphase gar nicht oder nur bedingt auftreten. Diese Testszenarien können auf Knopfdruck im digitalen Zwilling erzeugt werden. Jeder wiederholte Test liefert die absolut identischen Bedingungen. Das vereinfacht die Fehlersuche deutlich. Zudem können Unternehmen zukünftige Anpassungen per digitalem Zwilling vorab testen und optimieren, bevor diese Änderungen in die reale Anlage übernommen werden.

Dass die virtuelle Inbetriebnahme zum standardisierten Bestandteil in der Umsetzung komplexer Anlagen wird, steht für Frontmatec außer Frage. Gerade weil die Inbetriebnahme in der Regel zum kritischen Pfad eines jeden Anlagen- und Maschinenbauprojekts gehört, ist die Technologie unverzichtbar. Sie kann typischerweise erst beginnen, sobald die Mechanik gebaut und alle Automatisierungskomponenten installiert wurden. Dieser Umstand setzt die Inbetriebnehmer enorm unter Druck, da jede weitere Verzögerung schnell zur Verschiebung des Fertigstellungstermins der Gesamtanlage führt.

Als Bestandteil des digitalen Planungsprozesses verkürzt die virtuelle Inbetriebnahme die Projektlaufzeit von der Planung bis zum Anlauf, reduziert das Risiko von Terminüberschreitungen und Anlagenstillständen, erhöht die Qualität der Steuerungssoftware und senkt die Kosten durch eine vorgezogene Inbetriebnahme im Büro statt auf der Baustelle.



  • Unternehmen sehen Notwendigkeit für mehr IoT-Sicherheit

    Unternehmen sehen Notwendigkeit für mehr IoT-Sicherheit

    Das Internet der Dinge ist für viele Unternehmen in Deutschland sowohl eine Chance als auch ein Risiko, so das Ergebnis einer aktuellen Studie im Auftrag von Palo Alto Networks.

    mehr lesen: Unternehmen sehen Notwendigkeit für mehr IoT-Sicherheit

  • Gaia-X-Mitglieder unterzeichnen Gründungsurkunde

    Gaia-X-Mitglieder unterzeichnen Gründungsurkunde

    Die Gründungsmitglieder der Gaia-X-Initiative haben die Gründungsurkunden zur Gaia-X AISBL unterzeichnet. Interessierte Unternehmen und Initiativen sind aufgerufen, sich an der gemeinnützigen Vereinigung zu beteiligen.

    mehr lesen: Gaia-X-Mitglieder unterzeichnen Gründungsurkunde

  • TÜV-Verband fordert Regulierung von KI-Anwendungen

    TÜV-Verband fordert Regulierung von KI-Anwendungen

    Der TÜV-Verband fordert in einem Positionspapier KI-gestützte Anwendungen und Systeme — etwa automatisierte Fahrzeuge oder Roboter — in Abhängigkeit vom Risiko zu regulieren.

    mehr lesen: TÜV-Verband fordert Regulierung von KI-Anwendungen

  • Was es bei der Container-Nutzung zu beachten gilt

    Was es bei der Container-Nutzung zu beachten gilt

    Die Nutzung von Containertechnologien steigt, was aber gilt es bei der Auswahl zu beachten? Der Software-Entwickler Red Hat gibt Antworten darauf.

    mehr lesen: Was es bei der Container-Nutzung zu beachten gilt

  • Kulturelle Werte ebenso wichtig wie die technologische Innovation

    Kulturelle Werte ebenso wichtig wie die technologische Innovation

    Wenn Unternehmen Digitalisierungsprojekte angehen, tun sie dies oft mit einem externen Partner. Die Frage ist nur mit welchem? IFS hat in einer Studie ermittelt, welche Faktoren bei der Auswahl eine…

    mehr lesen: Kulturelle Werte ebenso wichtig wie die technologische Innovation

  • Software-as-a-Service für die Fertigung

    Software-as-a-Service für die Fertigung

    Die Komplexität des Maschinenparks erschwert es oft, geeignete Parameter für den optimalen Betrieb zu definieren. Hier kommt das Startup FactoryPal ins Spiel, das mit seiner KI-basierten Lösung Abhilfe schaffen will.

    mehr lesen: Software-as-a-Service für die Fertigung

  • Karl Tucholski ist Head of Business Development bei Prime Computer

    Karl Tucholski ist Head of Business Development bei Prime Computer

    Karl Tucholski ist neuer Head of Business Development bei Prime Computer für Deutschland und Österreich.

    mehr lesen: Karl Tucholski ist Head of Business Development bei Prime Computer

  • Nachhaltige Industrie durch neue Technologien

    Nachhaltige Industrie durch neue Technologien

    Bitkom-Studie Nachhaltige Industrie durch neue Technologien Deutsche Unternehmen gehen davon aus, dass Industrie 4.0-Technologien zu einer Reduktion des CO2-Ausstoßes beitragen können. Viele Unternehmen haben sich bereits eine Selbstverpflichtung zu Senkung…

    mehr lesen: Nachhaltige Industrie durch neue Technologien

  • Nach dem Lockdown setzt Erholung ein

    Nach dem Lockdown setzt Erholung ein

    Die Deutsche Wirtschaft erholt sich langsam. Bis das Vorkrisenniveau erreicht wird, könnte es laut Bundeswirtschaftsministerium noch bis 2022 dauern.

    mehr lesen: Nach dem Lockdown setzt Erholung ein

  • Maschinenbau rechnet 2020 mit Produktionsrückgang von 17 Prozent

    Maschinenbau rechnet 2020 mit Produktionsrückgang von 17 Prozent

    Der Maschinen- und Anlagenbau kämpft gegen die Folgen der globalen Corona-Pandemie, aber auch gegen einen nach wie vor belastenden Protektionismus im internationalen Handel. Hinzu kommt ein industrieller Wandel, der sich…

    mehr lesen: Maschinenbau rechnet 2020 mit Produktionsrückgang von 17 Prozent

  • Fraunhofer IFF baut Forschungsstandort aus

    Fraunhofer IFF baut Forschungsstandort aus

    Das Fraunhofer IFF baut eine neue Forschungsfabrik im Magdeburger Wissenschaftshafen. Diese soll im Herbst 2021 fertig sein und neue Forschungsschwerpunkte beheimaten.

    mehr lesen: Fraunhofer IFF baut Forschungsstandort aus

  • KIT forscht an 6G-Technologien

    KIT forscht an 6G-Technologien

    Ein am KIT in Karlsruhe entwickeltes Konzept soll hohe Datenübertragungsraten bei niedrigen Kosten ermöglichen — für die sechste Generation des Mobilfunks. Dabei haben die Forscher die bislang höchste Datenrate in…

    mehr lesen: KIT forscht an 6G-Technologien