Van simulatie tot virtuele inbedrijfstelling

Op het gebied van simulatie kan een aantal daarvan nu worden gedicht. Als gevolg daarvan biedt digitale engineering vandaag al aanzienlijke efficiëntiewinst.

Efficiëntere processen en een verbeterde time-to-market zijn essentiële factoren om zich staande te kunnen houden in de steeds heviger wordende wereldwijde concurrentie. Met de digital twin of Asset Administration Shell (AAS) heeft de industrie een concept ontworpen dat deze ontwikkeling stimuleert. Het doel is een ononderbroken informatiestroom over de gehele levenscyclus van machines en installaties: van gegevensmodellen die in de vroege ontwikkelingsfase worden gebruikt, via machinegegevens uit de productiefase, tot asset­management, onderhoud en reparatie.

In werkelijkheid zijn er echter nog leemten, omdat de ontwikkelingsinstrumenten slechts in geringe mate zijn gestandaardiseerd. Ondersteunt de leverancier van componenten en apparaten de betreffende ontwikkeltools wel met geschikte dataformaten? Al heel vroeg heeft Lenze de digitalisering in de machinebouw en dit concept begeleid en gestimuleerd. Nu gaat het bedrijf een stap verder en breidt het de ondersteuning van partners uit tot simulatie en virtuele inbedrijfstelling. OEM’s zullen profiteren van de uitgebreide digitale engineeringsmogelijkheden bij het ontwerp, de ontwikkeling en de productie van machines en installaties. 

De beslissende hoeksteen is al gelegd door een 3D-simulatiemodel, dat een relatief algemeen model van een machine geeft. Dit resulteert in een eenvoudigere diagnose van complexe machines. Als men een stap verder gaat en het 3D-model verfijnt, kunnen al concrete uitspraken over het gedrag van de machine worden voorspeld, zoals de te behalen doorvoercapaciteit in gebruik. Als het model nog gedetailleerder wordt aangepast aan de specifieke machine, kan het worden gebruikt om niet alleen het mechanische gedrag te simuleren, maar ook het gehele fabricageproces, met inbegrip van de logica van de machine, het foutenbeheer, de verandering van bedrijfsmodi en de parametrisering. In dit stadium van ontwikkeling is zelfs een virtuele inbedrijfstelling van de machine mogelijk.

Lenze gebruikt zelf enkele van de bekendste simulatietools: SimulationX van ESI ITI (simulatie en dimensionering van aandrijvingen), ISG-virtuos van ISG (virtuele inbedrijfstelling) en Virtual Teachware van Forward TTC (Augmented & Virtual Reality voor HMI en machinediagnostiek, alsmede leersoftware voor virtuele training). In alle gevallen is het uiteindelijke doel om de kritieke problemen in deze fase van de levenscyclus op te lossen: De ervaring leert dat machinebouwers op zoek zijn naar betere diagnostiek, kortere ontwikkelingstijden of nauwkeurigere planning bij het dimensioneren van aandrijvingen. Machinebouwers kunnen deze toepassingen zelf toepassen, vertrouwend op oplossingen van Lenze. De fabrikant adviseert bij de keuze van geschikte tools en kan ondersteuning bieden bij modellerings­simulaties en virtuele inbedrijfstelling. De eerste projecten zijn al uitgevoerd, en Lenze heeft ook een bijbehorende showcase voorbereid die de werkwijze en de uitgebreide mogelijkheden van digitale engineering door simulatie en virtuele inbedrijfstelling demonstreert.

Terwijl er nu nog verschillende gegevensmodellen nodig zijn voor de verschillende toepassingen, moeten er in de toekomst gestandaardiseerde formaten en interfaces worden gebruikt. Onder de naam FMU (Functional Mock-up Units) of FMI (Functional Mock-up Interfaces) zijn reeds overeenkomstige concepten ontwikkeld. Lenze ondersteunt de gangbare gereedschappen die op de markt beschikbaar zijn en ontwikkelt ook voortdurend zijn gereedschapsketen voor digitale engineering. 

Of het nu gaat om een betere diagnose, kortere ontwikkelingstijden of een nauwkeurigere planning bij de dimensionering van aandrijvingen: simulatie in digitale engineering en parallelle engineering maken het mogelijk om machineconcepten efficiënt en snel te implementeren en vooral kostenintensief herhalingswerk te vermijden. Dit wordt mogelijk gemaakt door interdisciplinaire ontwikkeling, waarbij met name besturings- en IoT-software al in de vroege concept- en ontwikkelingsfasen op een virtuele machine kan worden getest en gevalideerd.