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Digitaler Zwilling

Virtuelle Inbetriebnahme beschleunigt Produktionsstart

| Autor/ Redakteur: Simon Scherrenbacher / Stefanie Michel

Der Digitale Zwilling einer Maschine erlaubt die Simulation sämtlicher Funktionen und bietet damit auch die Möglichkeit für Versuche und Schulungen. Schuler zeigt: Eine vollständig digitalisierte Maschine bietet somit die Basis für eine Smart Factory.

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Eine digitalisierte Presse soll einschließlich ihres digitalen Zwillings Teil einer „Smart Factory“ werden. Mit dieser Technik ist sowohl eine Prozesssimulation als auch die virtuelle Inbetriebnahme möglich.
Eine digitalisierte Presse soll einschließlich ihres digitalen Zwillings Teil einer „Smart Factory“ werden. Mit dieser Technik ist sowohl eine Prozesssimulation als auch die virtuelle Inbetriebnahme möglich.
( Bild: GIACINTO_CARLUCCI )
  • Die komplette Digitalisierung von Maschinen ist die Grundlage für eine Smart Factory. Schuler hat deshalb für Pressen einen digitalen Zwilling entwickelt.
  • In seinem sogenannten „Smart Press Shop“, einem digitalen Werkzeugkoffer, bündelt der Pressenhersteller die Funktionen, um die Maschinen zu überwachen.
  • Gemeinsam mit Porsche wird die Technik für ein neues Presswerk genutzt, in dem der Produktionsprozess digital vernetzt sein wird, um kleine Losgrößen effizient zu fertigen.

Im Zuge der Digitalisierung stellen zahlreiche Unternehmen nun mehr und mehr konkrete Lösungen für Industrie 4.0 vor. Die Antwort von Schuler darauf lautet: Smart Press Shop. Im intelligenten, voll vernetzten Presswerk der Zukunft ist es möglich, mithilfe von ausgefeilter Sensorik und Aktorik sowie der dadurch gesammelten Daten mögliche Stillstände genau vorherzusagen und schon im Vorfeld abzuwenden. Das sichert die Produktivität der Kunden, erhöht die Qualität der gefertigten Teile und senkt den Energiebedarf. Der Smart Press Shop erhöht damit die Prozesssicherheit und Wirtschaftlichkeit in der Umformtechnik.

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Dreh- und Angelpunkt des digitalen Werkzeugkoffers von Schuler ist ein Machine Monitoring System, das über sechs Funktionsbereiche verfügt. Mit ihnen lassen sich Betriebszustände erfassen, analysieren, speichern und auswerten. Das System ist sowohl für Neu- wie Altanlagen geeignet und an der Anlage im Werk via Server und Netzwerk beim Kunden und zukünftig auch aus der Cloud heraus bedien- und steuerbar.

Presswerk der Zukunft für die flexible Fertigung

Jüngstes Beispiel für einen Smart Press Shop ist das von Porsche und Schuler gegründete Joint Venture „Smart Press Shop GmbH & Co. KG“. Beide Unternehmen werden gemeinsam in Halle an der Saale ein Presswerk für die Automobilproduktion der Zukunft bauen. Mit neuen Technologien, wie Machine Learning, intelligenter Produktionssteuerung oder Predictive Maintenance, soll das neue Presswerk hochflexibel anspruchsvolle Karosserieteile herstellen; der Schwerpunkt liegt dabei auf Aluminium-Außenhautteilen sowie der Fertigung kleiner Losgrößen. Dafür wird der komplette Produktionsprozess digital vernetzt.

Der Digitale Zwilling von Schuler bildet die Voraussetzung zur Realisierung einer solchen intelligenten Fabrik. Schuler nutzt die Technik schon seit vielen Jahren zur Prozesssimulation etwa bei Servopressenlinien. Sie bietet aber auch die Möglichkeit zur virtuellen Inbetriebnahme, um Software vorab zu testen und an die Bedürfnisse des Kunden anzupassen. Dadurch kann man Anlagen schneller hochfahren, die Inbetriebnahmezeit verkürzen und die geplanten Stückzahlen früher erreichen.

Risiko einer Fehlbedienung ausgeschlossen

Darüber hinaus kann das Bedienpersonal an der Steuerung des Digitalen Zwillings geschult werden, noch während sich die Anlage im Aufbau befindet – ohne das Risiko einer Fehlbedienung einzugehen. Durch eine Verknüpfung mit dem Machine Monitoring System (MMS) von Schuler lassen sich zudem Störfälle besser analysieren.

„Mit dem Joint Venture stellt Porsche wichtige Weichen für die Sportwagen-Produktion der Zukunft“, sagt Albrecht Reimold, Vorstand Produktion und Logistik der Porsche AG. „Es geht um die Nutzung von Zukunftstechnologien und Innovationen, um Prozesse noch effizienter zu gestalten. Die enge Verzahnung von Design, Entwicklung, Karosserieplanung, Werkzeugfertigung und Produktion innerhalb des Porsche-Konzerns wird die Qualität unserer Sportwagen maßgeblich beeinflussen.“

Reale Presse bringt ihren Zwilling schon mit

Die Grundlage für den Smart Press Shop mit Porsche ist die vollständige Digitalisierung der Schuler-Maschinen. An der Hochschule Esslingen ist eine kleine Schuler-Presse vom Typ CSP 100 bereits seit dem Frühjahr Teil einer Smart Factory. Zum Funktionsumfang der Maschine gehört auch hier ein digitaler Zwilling, den Schuler zusammen mit Wissenschaftlern der Hochschule Esslingen entwickelte. Die Presse läuft im „Labor für Umformtechnik und Zerspanung“ (LUZ) und wurde von den Wissenschaftlern des Virtual Automation Lab (VAL) mit dem „Digital Twin“ ausgestattet.

„In der Fakultät Maschinenbau bauen wir über die nächsten vier Jahre eine ‚Smart-Factory‘-Testumgebung auf und richten damit einen mit modernen cloud- und servicebasierten Methoden ausgestatteten Industrie-4.0-Leitstand ein“, erklärt VAL-Leiter Prof. Dr.-Ing. Sascha Röck, der zum Thema virtuelle Maschine und Digital Twin an der Hochschule forscht. „Die CSP 100 von Schuler bringt alle nötigen Schnittstellen dafür bereits mit.“

Der digitale Zwilling der CSP 100 ist ebenfalls an die Steuerung mit der Maschinen- und Anlagenvisualisierung angeschlossen. Dadurch, dass sich sämtliche Funktionen der Presse am Computer simulieren lassen, verfügt die Hochschule nun über optimale Voraussetzungen für Versuche an der Presse.

* Simon Scherrenbacher ist stellvertretender Pressesprecher bei der Schuler AG in 73033 Göppingen, (0 71 61) 66-77 89, simon.scherrenbacher@schulergroup.com

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