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



  • Modulare Sicherheit für modulare Produktionsanlagen

    Modulare Sicherheit für modulare Produktionsanlagen

    Die Industrie 4.0-Inititative SmartFactory-KL hat ein Whitepaper zur Absicherung von modularen Produktionsanlagen veröffentlicht. Die Grundlage für das Papier bildet ein ebenfalls modular aufgelegtes Safety-Konzept, das seit 2018 entwickelt wird.

    mehr lesen: Modulare Sicherheit für modulare Produktionsanlagen

  • Mehr Budget für mehr Digitalisierung

    Mehr Budget für mehr Digitalisierung

    Die Digitalisierung von Prozessen ist die Nummer-1-Priorität, wenn es um den Einsatz des IT-Budgets geht. Knapp die Hälfte im Rahmen einer Capgemini-Studie befragten Unternehmen will die Budgets im kommenden Jahr…

    mehr lesen: Mehr Budget für mehr Digitalisierung

  • Maschinen- und Anlagenbau trotzt der Krise

    Maschinen- und Anlagenbau trotzt der Krise

    Die Unternehmen im Maschinen- und Anlagenbau werden das Krisenjahr 2020 mit deutlichen Minusraten abschließen, die aber nicht so heftig ausfallen, wie erwartet. „Für nicht wenige Betriebe dürfte dieses Jahr im…

    mehr lesen: Maschinen- und Anlagenbau trotzt der Krise

  • Software AG und Re‘Flekt arbeiten zusammen

    Software AG und Re‘Flekt arbeiten zusammen

    Im Rahmen einer Partnerschaft wollen die Software AG und Re‘Flekt eine gemeinsame IoT & AR-Lösung auf den Weg bringen.

    mehr lesen: Software AG und Re‘Flekt arbeiten zusammen

  • Non-Profit-Verein soll Technologietransfer beschleunigen

    Non-Profit-Verein soll Technologietransfer beschleunigen

    Volkswagen hat mit sechs Partnerunternehmen den Industrial.Digitalisation PartnerNet e.V. gegründet. Die herstellerunabhängige Non-Profit-Organisation ist vor allem als Innovationsmotor für die Automobilbranche ausgelegt, aber auch andere Fertigungsbranchen sollen profitieren.

    mehr lesen: Non-Profit-Verein soll Technologietransfer beschleunigen

  • Intec und Z findet online statt

    Intec und Z findet online statt

    Auch das kommende Messejahr wird noch mit Einschränkungen zu kämpfen haben. Die Veranstalter der Intec und Z 2021 verlegen die Messe nun in die virtuelle Welt. Das Motto: ‘Intec und…

    mehr lesen: Intec und Z findet online statt

  • Auftragseingang auf Vorjahresniveau

    Auftragseingang auf Vorjahresniveau

    Im Oktober hielt sich der Auftragseingang der Maschinen- und Anlagenbauer auf dem Niveau des Vorjahres. Jedoch kommen die erneuten Einschränkungen in Folge der Corona-Krise im Berichtsmonat noch nicht zum Tragen.

    mehr lesen: Auftragseingang auf Vorjahresniveau

  • Vorteile von Standards und Normen nutzen

    Vorteile von Standards und Normen nutzen

    Für die Verbreitung von Innovationen sind Normen und Standards ein wichtiger Katalysator. Sie definieren die Meilensteine der Technik und ebnen innovativen Ideen den Weg zum Erfolg auf dem Markt. Auch…

    mehr lesen: Vorteile von Standards und Normen nutzen

  • Produktionspläne der Industrie gedämpft

    Produktionspläne der Industrie gedämpft

    Die Erwartungen der Produzenten an die nächsten Monate haben sich insgesamt wieder leicht ins Minus gedreht, ermittelten die Wirtschaftsforscher am ifo Institut. Vor allem Konsumgüter könnten sich wieder leicht schlechter…

    mehr lesen: Produktionspläne der Industrie gedämpft

  • IT-Sicherheit auf Linux-Basis

    IT-Sicherheit auf Linux-Basis

    In seiner kostenlosen Firewall Community, einer Sicherheitslösung auf Linux-Basis, steigt Endian ab der aktuellen Version 3.3.2 auf Rolling Releases um. Über Open-VPN können Mitarbeiter im Homeoffice sicher auf die Unternehmensressourcen…

    mehr lesen: IT-Sicherheit auf Linux-Basis

  • IPC mit zweiter Platinenebene

    IPC mit zweiter Platinenebene

    Der lüfterlose Industrie-PC C6027 von Beckhoff verfügt über eine zweite Platinenebene mit optionalen sechs RJ45-Ports oder integrierter 1s-USV.

    mehr lesen: IPC mit zweiter Platinenebene

  • Globaler Maschinenbau 2021 wieder im Plus

    Globaler Maschinenbau 2021 wieder im Plus

    Nach dem globalen Umsatzeinbruch um voraussichtlich 7 Prozent in diesem Jahr, wird für 2021 im Maschinenbau ein Umsatzwachstum von 6 Prozent prognostiziert.

    mehr lesen: Globaler Maschinenbau 2021 wieder im Plus