Mehr als ein digitaler Zwilling : Wie das Abbilden des gesamten Produktionsprozesses echten Vorsprung schafft

Es sind herausfordernde Zeiten für die Industrie im Allgemeinen und den Maschinenbau im Besonderen. Stefan Gottwald, Regional Director D-A-CH bei Routeco, nennt die drei Hauptthemen: „Die Kostenentwicklung, die globale Konkurrenzsituation und die Lieferkettenproblematik.“ In hart umkämpften Märkten ist der Grat zwischen Erfolg oder Misserfolg ein schmaler. Das weiß der Regionalverantwortliche des in fünf Ländern aktiven Rockwell-Distributors, und entsprechend auch sein Fokus: „Um unsere Kunden diesen Themen gegenüber resilienter zu machen und deren relevante Marktposition zu stärken, bieten Simulation & Emulation eine sinnvolle und mit wenig Aufwand rasch herbeiführbare Verbesserung.“ Denn mit Emulate3D bietet Routeco viel mehr als nur ein Detail, sondern einen echten Mehrwert: „Geringere Kosten, schnellere time-to-market, bessere Vertriebserfolge, weniger Risiken im Betrieb und höheren earned-value auch in Zeiten der eingeschränkten Teileverfügbarkeit“, zählt Gottwald die Vorteile auf. Doch was ist Emulate3D eigentlich?

Der Unterschied zwischen Simulation und Emulation ist in der IT gängige Praxis. Während bei einer Simulation eine Maschine oder ein Ablauf möglichst ähnlich nachgestellt wird, beschreibt die Emulation die exakte Nachbildung eines Systems. Die Emulation verhält sich also genau so wie das Original, indem sie dieses zu 100 Prozent imitiert. Im IT-Bereich bedeutet das, einzelne Programme oder gar das Verhalten ganzer Computersysteme auf anderen Betriebssystemen mit anderer Hardware nachzubilden, ohne dass der User einen Unterschied zwischen Original und Emulation bemerkt.

Wie das auch für industrielle Prozesse genutzt werden kann, damit setzt sich das Unternehmen Autologic Systems seit über 30 Jahren auseinander. Die Kooperation mit dem Softwarehaus vertiefte sich bereits 2019, als Rockwell die Software Emulate3D von Autologic zum Ausbau seines Portfolios für intelligente Automatisierung kaufte. Im Vorjahr schließlich übernahm Routeco die Firma Autologic zur Gänze. Das wirkt sich auf das gesamte Unternehmen aus, wie Stefan Gottwald erklärt: „Wir entwickeln uns vom Spezialisten im Bereich Automatisierung in Richtung Anbieter von Digitalisierungs- und Softwarelösungen. Denn smarte Automatisierung hört nicht mehr bei der Hardware auf, sondern schließt intelligente Engineering- und Softwarekompetenzen ein.“

Emulate3D ist die Lösung, mit der die Performance von Anlagen über den gesamten Lebenszyklus hinweg optimiert werden kann. Das beginnt schon bei der Konzeption und Design und reicht bis zu Migrations- und Optimierungsprojekte. Der Vorteil, der am schnellsten realisierbar und am anschaulichsten darstellbar ist, ist die virtuelle Inbetriebnahme. Emulate3D emuliert Mechanik, Sensorik und Aktorik und stellt eine Umgebung für entwicklungsbegleitende Tests zur Verfügung: „Das reicht von einfachen Funktionstests bis hin zu virtuellen Abnahmen“, so Gottwald. Die Überlagerung von Realität und Digital Twin verkürzt die Inbetriebnahme vor Ort drastisch und erlaubt die frühzeitige Problemerkennung.

In der Entwicklungsphase verkürzen Simulation und digitale Layoutplanung die Zeitdauer, da damit Iterationen schneller durchgeführt werden können. Das minimiert sowohl die Kosten als auch den Ressourceneinsatz. Stefan Gottwald: „Damit kann vorab verifiziert werden, ob das geplante Anlagenkonzept die Kundenspezifikation hinsichtlich Materialfluss und Durchsatz erfüllt“. Das reduziert das Risiko für den Anlagenbauer auf ein Minimum. Doch Emulate3D kann noch viel mehr. Eines der vielen Features bezieht etwa relevante physikalische Bedingungen wie Erdanziehungskraft, Reibung oder den Druck in Rohrleitungen mit ein. Das Simulationsmodell kann mit Hilfe von Standard-Bausteinen aus dem eigenen CAD-System erstellt und mit entsprechenden Kinematiken angereichert werden. Mittels Virtual Reality Support kann Emulate3D sogar als Schulungsumgebung genutzt werden: Der Bediener kann die Auswirkungen von Bedienfehlern erkennen, ohne Produktionszeit und Ressourcen dafür zu verschwenden.

Die Abstraktion von der Hardware und die Öffnung der Systeme, aktuell der bestimmende Trend in der Automatisierungsbranche, ist bei Emulate3D bereits integriert. „Die offene Konnektivität für Steuerungsysteme und Roboter ermöglicht es, eine Vielzahl von Herstellern wie Siemens, Allen Bradley, Beckhoff, Mitsubishi, B&R, Kuka, Fanuc oder ABB – um nur einige der wichtigsten zu nennen – mit Emulate3D zu verbinden“, erklärt der Geschäftsführer des Rockwell-Distributors. Mehr noch: Ein einfach handhabbarer Tag-Browser verknüpft die Steuerung mit dem Simulationsmodell.

Emulate3D geht also weit über bisherige Ansätze für Digital Twins oder Simulationen hinaus. 30 Jahre an Marktpräsenz sowie zahlreiche umgesetzte Referenzprojekte beweisen die Funktionsfähigkeit – jetzt ist die Zeit reif, sagt Stefan Gottwald, um das volle Potenzial auf den Markt zu bringen: „Routeco und Autologic sind Experten für die Simulation, und Emulate 3D ist unser Tool!“