Virtuelle Inbetriebnahme reduziert Entwicklungszeit und Kosten

Die virtuelle Inbetriebnahme reduziert den Zeitbedarf für die Inbetriebnahme der Steuerungstechnik, da sich viele Softwarefehler bereits in der Entwicklungsphase identifizieren und beheben lassen.
Die virtuelle Inbetriebnahme reduziert den Zeitbedarf für die Inbetriebnahme der Steuerungstechnik, da sich viele Softwarefehler bereits in der Entwicklungsphase identifizieren und beheben lassen. – Bild: infoteam Software AG

Traditionelle Prozesse für die Inbetriebnahme komplexer Produktionssysteme sind oft zeitintensiv und risikobehaftet – schließlich fallen Fehler erst spät im Entwicklungsprozess oder teilweise sogar erst bei der Inbetriebnahme auf und verursachen so erhebliche Verzögerungen, zuweilen sogar Schäden an den Anlagen und in jedem Fall vermeidbare Kosten. Bei der virtuellen Inbetriebnahme (VIBN) dagegen ist das Herzstück ein digitaler Zwilling. Hierbei handelt es sich um ein Modell der geplanten Maschine oder Anlage, das die physikalischen und funktionalen Eigenschaften des Systems digital nachbildet. Maschinenbauer können so Szenarien und Konfigurationen simulieren, was insbesondere bei komplexen Maschinen- und Softwarekomponenten Vorteile bringt: Erstens fallen etwaige Schwachstellen frühzeitig auf, zweitens lässt sich die Steuerungssoftware parallel entwickeln und virtuell unter realen Bedingungen testen. Diese Abstimmung von Software und Hardware verkürzt die Entwicklungszeit um bis zu 30 Prozent (einige Quellen sprechen sogar von 50 Prozent) und die Anlage kann bei der realen Inbetriebnahme sofort die höchstmögliche Produktqualität erreichen.

Schneller am Markt

Die zunehmend schnellere Marktlandschaft fordert, auf Kundenanforderungen flexibel und effizient regieren zu können. Genau hier liegen die Stärken der VIBN. Da bereits während der Entwicklung Anpassungen und Optimierungen getestet und finalisiert werden können, verkürzt sich die Zeit bis zur Markteinführung meist erheblich. Gleichzeitig sind parallel laufende Produktionsprozesse nicht tangiert, da Testläufe virtuell stattfinden. Diese Agilität ist für Maschinenbauer entscheidend, da sie eine schnelle Reaktionsfähigkeit auf individuelle Kundenwünsche erlaubt, ohne Abstriche bei der Qualität hinnehmen zu müssen. Durch den Einsatz der VIBN können Maschinenbauer aber nicht nur Entwicklungszeit und Kosten reduzieren, sondern auch langfristig ihre Marktstellung stärken. Da die VIBN die Dauer der realen Inbetriebnahme beim Endkunden verkürzt, sinkt der Bedarf an technischer Kapazität vor Ort, was die Planbarkeit und Flexibilität von Projekten erhöht. Dies ist besonders in Zeiten des Fachkräftemangels wertvoll, da Unternehmen mit der vorhandenen Entwicklerkapazität mehr Projekte in kürzerer Zeit abwickeln können – und die Einsatzzeiten für die Technikerinnen und Techniker deutlich familienfreundlicher sind als bislang.

Ein pragmatischer Ansatz zur Einführung

Viele Unternehmen starten die Implementierung einer VIBN mit einem Pilotprojekt, das eine repräsentative Maschine oder Anlage digital abbildet und durch alle virtuellen Testphasen führt. Dieses Vorgehen zeigt sowohl die Vorteile als auch Herausforderungen und liefert wertvolle Hinweise, wie sich die VIBN schrittweise in weitere Entwicklungsprozesse integrieren lässt. In vielen Fällen lohnt es sich zudem, einen spezialisierten Softwaredienstleister hinzuzuziehen, der bei der detaillierten Planung und Projektbegleitung unterstützt und bei der Integration in die bestehenden Prozesse und Systeme hilft. Da reine Consulting-Agenturen oft nur theoretische Hilfe leisten, sollte der Fokus auf einem Entwicklungspartner liegen, der über Branchenkenntnisse verfügt und selbst maßgeschneiderte Software entwickelt. So kann der Dienstleister auch den Aufbau digitaler Zwillinge bis hin zur Optimierung bestehender Systeme übernehmen, gezielt in Projektphasen unterstützen und neue Technologien ins Feld bringen. Zu diesen zählen beispielsweise Cloud-Systeme, Augmented bzw. Virtual Reality oder Tools mit künstlicher Intelligenz (KI). Letztere etwa ermöglichen automatisierte Modellgenerierung, können Fehlerzustände vorhersagen und Systeme in Bezug auf bestimmte Parameter optimieren, etwa den idealen Energieverbrauch.

Schulung und Change-Management

Neben den vielseitigen technischen und prozessualen Aspekten, die eine erstmalige Nutzung der VIBN mit sich bringt, spielt noch ein Faktor eine ganz wesentliche Rolle, der in den Planungen jedoch häufig übersehen wird: die betroffenen Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Die VIBN bringt methodische Veränderungen mit sich, die insbesondere von Entwickler- und Technikteams eine neue Denkweise und neue Kompetenzen fordert. Professionelles Change-Management ist deshalb elementarer Baustein für den Erfolg solcher Projekte. Dazu gehört, der Belegschaft früh aufzuzeigen, warum der Einsatz neuer Technologien wirtschaftlich gefordert ist, welche Veränderungen sich daraus für die unterschiedlichen Berufsgruppen ergeben und welche Vorteile entstehen. Im Zuge dessen ist es praxisbewährt, auch auf Widerstände einzugehen und sie bestmöglich aufzulösen. Maßgeschneiderte Schulungsprogramme (meist von den spezialisierten Entwicklungspartnern übernommen) für den Umgang mit der neuen Technologie runden das professionelle Change-Management ab. Ab dann steht dem Maschinenbauer die Kombination aus digitalem Zwilling, optimierter Qualitätssicherung und reduzierter Kapazitätsbelastung als Bestandteil ihrer zukunftsorientierten Strategie zur Verfügung.

  • Steuerungstechnik und Software bereits in einer frühen Projektphase testen Wartezeiten verkürzen, Kosten reduzieren
  • verkürzte Inbetriebnahme vor Ort familienfreundlicheres Arbeiten und geringere Fachkräfte- und Reisekosten
  • alternative Abläufe und Steuerungen gefahrlos am Modell testen Gefahr von Beschädigungen realer Anlagen minimieren
  • Einsatz innovativer Technologien wie z.B. Systeme künstlicher Intelligenz möglich
  • deutlich höhere Flexibilität und Agilität, um auf Veränderungen schnell zu reagieren



  • Pavel Boháč wird Aimtec-CEO

    Pavel Boháč wird Aimtec-CEO

    Der Digitalisierungsspezialist Aimtec ernennt Pavel Boháč (35) zum neuen CEO. Er folgt auf die Unternehmensgründer Jaroslav Follprecht und Roman Žák, die nun als Aufsichtsräte fungieren.

    mehr lesen: Pavel Boháč wird Aimtec-CEO

  • Stimmung im Maschinenbau verschlechtert sich

    Stimmung im Maschinenbau verschlechtert sich

    Die Stimmung und die Aussichten im Maschinenbau haben sich laut aktueller VDMA-Konjunkturumfrage aus dem September merklich eingetrübt.

    mehr lesen: Stimmung im Maschinenbau verschlechtert sich

  • Erster photonischer Quantencomputer in Deutschland rechnet in Paderborn

    Erster photonischer Quantencomputer in Deutschland rechnet in Paderborn

    Auch wenn Quantencomputer seit einigen Jahren Gegenstand intensiver Forschung sind, ist es bisher nicht gelungen, ausreichend robuste Systeme zu realisieren.

    mehr lesen: Erster photonischer Quantencomputer in Deutschland rechnet in Paderborn

  • BuildingSmart International und IDTA unterzeichnen Kooperationsvereinbarung

    BuildingSmart International und IDTA unterzeichnen Kooperationsvereinbarung

    Die BuildingSmart International (bSI) und die Industrial Digital Twin Association (IDTA) wollen künftig auf gemeinnütziger Basis zusammenzuarbeiten, um eine offene digitale Interoperabilität in der Gebäudetechnik zu fördern.

    mehr lesen: BuildingSmart International und IDTA unterzeichnen Kooperationsvereinbarung

  • Energieverbrauch beim Umformen und in der Zerspanung reduziert

    Energieverbrauch beim Umformen und in der Zerspanung reduziert

    Daten werden benötigt, um in hochspezialisierten Prozessen Maschinen und Anlagen zu steuern.

    mehr lesen: Energieverbrauch beim Umformen und in der Zerspanung reduziert

  • Erste agile Batteriezellfertigung eröffnet

    Erste agile Batteriezellfertigung eröffnet

    Die Nachfrage nach Batteriezellen wird aktuell vor allem durch kostengetriebene Massenproduktion in Asien und Nordamerika gedeckt, was auch Auswirkungen auf den Maschinen- und Anlagenbau hat.

    mehr lesen: Erste agile Batteriezellfertigung eröffnet

  • Eclipse Foundation und DIN kooperieren

    Eclipse Foundation und DIN kooperieren

    Die Eclipse Foundation, eine der weltweit größten Open-Source-Stiftungen, und das Deutsche Institut für Normung (DIN) haben eine Absichtserklärung bekannt gegeben.

    mehr lesen: Eclipse Foundation und DIN kooperieren

  • Machine-Vision-Industrie erwartet Umsatzrückgang

    Machine-Vision-Industrie erwartet Umsatzrückgang

    Die VDMA Fachabteilung Machine Vision rechnet für die Bildverarbeitungsindustrie in Deutschland mit einem Umsatzrückgang von 10 Prozent nominal im laufenden Jahr.

    mehr lesen: Machine-Vision-Industrie erwartet Umsatzrückgang

  • Mathematische Modelle für einen effizienteren Emissionshandel

    Mathematische Modelle für einen effizienteren Emissionshandel

    Der Emissionshandel ist ein zentrales Instrument im Kampf gegen den Klimawandel. Die Einführung von CO2-Zertifikaten soll Anreize für Unternehmen schaffen, ihre Emissionen zu reduzieren.

    mehr lesen: Mathematische Modelle für einen effizienteren Emissionshandel

  • Mission KI und Xayn entwickeln KI-basiertes Prüfsystem für sicheren Datenaustausch

    Mission KI und Xayn entwickeln KI-basiertes Prüfsystem für sicheren Datenaustausch

    Um die Attraktivität von Datenräumen und den datenraumübergreifenden Austausch von Daten zu erhöhen, entwickelt das Berliner KI-Startup Xayn im Rahmen der Initiative Mission KI ein KI-basiertes Sicherheits- und Qualitäts-Monitoring. Die…

    mehr lesen: Mission KI und Xayn entwickeln KI-basiertes Prüfsystem für sicheren Datenaustausch

  • Die Welt der additiven Fertigung in Frankfurt

    Die Welt der additiven Fertigung in Frankfurt

    Bis Ende September haben sich 820 Unternehmen für die Formnext in Frankfurt angemeldet. Die Messe für Additive Manufacturing (AM) findet vom 19. bis zum 22. November 2024 statt. Besucher können…

    mehr lesen: Die Welt der additiven Fertigung in Frankfurt

  • Der IT.Connect meets Cybersecurity Day 2024

    Der IT.Connect meets Cybersecurity Day 2024

    Am 5. November 2024 wird die Congresshalle Saarbrücken im Rahmen des IT.Connect meets Cybersecurity Day zu einem Zentrum der IT- und Cybersicherheitsbranche.

    mehr lesen: Der IT.Connect meets Cybersecurity Day 2024