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



  • Statamath wird Tochter von IFM Solutions

    Statamath wird Tochter von IFM Solutions

    IFM Solutions hat den Big-Data-Spezialisten Statamath übernommen. Alexander Hoffmann und Christian Friedrich sollen das Unternehmen weiterhin führen.

    mehr lesen: Statamath wird Tochter von IFM Solutions

  • Smart Systems Hub erweitert IoT-Labor

    Smart Systems Hub erweitert IoT-Labor

    Rund 500.000€ investiert der Smart Systems Hub in den Ausbau seines ‚IoT-Labs‘. Unternehmen und Institute können dort beispielsweise Roboter per über die Cloud mithilfe von 5G fernsteuern.

    mehr lesen: Smart Systems Hub erweitert IoT-Labor

  • Kooperation zwischen AIF und IDTA

    Kooperation zwischen AIF und IDTA

    Die Industrial Digital Twin Association und Alliance Industrie du Futur haben ein Memorandum of Understanding unterzeichnet. Beide wollen sich u.a. auf Digital Twin-Projekte fokussieren, die der Industrie zu mehr Nachhaltigkeit…

    mehr lesen: Kooperation zwischen AIF und IDTA

  • World of Quantum geht in München an den Start

    World of Quantum geht in München an den Start

    Eine Plattform für die Quantentechnologie will die Messe München mit der World of Quantum bieten, die erstmals im Rahmen der Laser World of Photonics stattfinden soll.

    mehr lesen: World of Quantum geht in München an den Start

  • Pandemie hemmt Innovationen und ist zugleich Impulsgeber

    Pandemie hemmt Innovationen und ist zugleich Impulsgeber

    Im Jahr 2020 haben deutsche Unternehmen ihre innovationsausgaben reduziert. Wie aus Erhebungen des Zentrums für Europäische Wirtschaftsforschung hervorgeht, sind die Innovationstätigkeiten dabei vor allem bei Großunternehmen zurück gegangen.

    mehr lesen: Pandemie hemmt Innovationen und ist zugleich Impulsgeber

  • FMB 2022 findet früher statt

    FMB 2022 findet früher statt

    Die Vorverlegung der SPS führt dazu, dass die FMB – Zuliefermesse Maschinenbau nun ebenfalls früher stattfindet. Statt wie ursprünglich geplant Mitte November, sind die Veranstalter auf einen Termin Mitte Oktober…

    mehr lesen: FMB 2022 findet früher statt

  • iGrafx übernimmt Logpickr

    iGrafx übernimmt Logpickr

    Mit der Übernahme von Logpickr hat sich der Prozessdatenmanagement-Spezialist iGrafx Knowhow in Sachen Process Mining gesichert.

    mehr lesen: iGrafx übernimmt Logpickr

  • Machine Learning für die hochautomatisierte Fertigung

    Machine Learning für die hochautomatisierte Fertigung

    Der Automobilzulieferer Valeo hat mit dem Fraunhofer KI-Spin-off Plus10 und der Technischen Hochschule Ingolstadt ein Forschungs- und Entwicklungsprojekt gestartet. Ziel des Projekts Palim (Performance-Accelerated Learning for Intelligent Manufacturing) ist es,…

    mehr lesen: Machine Learning für die hochautomatisierte Fertigung

  • Ifo Geschäftsklima legt im Januar zu

    Ifo Geschäftsklima legt im Januar zu

    0,9 Punkte mehr als noch im Dezember: Der Ifo-Geschäftsklimaindex ist im Januar gestiegen. Aus der Industrie kommen dabei positive Signale.

    mehr lesen: Ifo Geschäftsklima legt im Januar zu

  • Neuer Vorsitzender der VDI/VDE-GMA

    Neuer Vorsitzender der VDI/VDE-GMA

    Nach Atilla Bilgic übernimmt Michael Weyrich den Vorsitz der VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik (GMA).

    mehr lesen: Neuer Vorsitzender der VDI/VDE-GMA

  • Wie sich Omicron auf die Lieferketten auswirkt

    Wie sich Omicron auf die Lieferketten auswirkt

    Nach Analysen des B2B-Netzwerks Tradeshift hat sich das Auftreten der Omicron-Variante im vierten Quartal negativ auf die globalen Lieferketten ausgewirkt, jedoch nicht so stark wie vorherige Infektions-Wellen.

    mehr lesen: Wie sich Omicron auf die Lieferketten auswirkt

  • Open Mind sichert sich Mehrheit an Hummingbird

    Open Mind sichert sich Mehrheit an Hummingbird

    Open Mind übernimmt die Mehrheit am MES-Hersteller Hummingbird Systems. Die CAD/CAM-Lösung von Open Mind wurde bereits im Rahmen einer Zusammenarbeit in das MES von Hummingbird integriert.

    mehr lesen: Open Mind sichert sich Mehrheit an Hummingbird