Digitaler Zwilling

Aus dem Blickwinkel der Produktentwicklung ist durchgängig virtuelles Engineering eine Voraussetzung für Industrie 4.0, denn nur mit durchgehender Digitalisierung können die hochkomplexen, anspruchsvollen Produkte von heute entwickelt werden. Wichtige Teildisziplinen wie Mechanik, Elektronik oder Software, die ein Produkt heutzutage ausmachen, lassen sich mithilfe der Digitalisierung leichter verknüpfen und mit Anforderungen sowie den realen Leistungsdaten verbinden. Durch die Implementierung eines digitalen Abbildes können vor der Produktion der Maschine Abläufe simuliert, sowie Informationen und die 3D Visualisierung der Anlage gewonnen werden.

Ziel ist neben der, virtuellen Inbetriebnahme einer Maschine, bestehend aus drei Teilaufgaben: Entwicklung der Maschine, Aufbau der Maschine sowie Inbetriebnahme der Maschine, die Erstellung eines digitalen Abbilds der Maschine. Durch die Implementierung einer virtuellen Inbetriebnahme werden die drei Teilaufgaben in einem Prozess miteinander verknüpft. Dadurch wird ein digitales Abbild (Digital Twin) konzipiert, um die reale Welt mit der digitalen Welt zu verbinden und somit einen übergreifenden Datenaustausch zu ermöglichen.

Im Rahmen des Beratungsprojektes führen unsere Berater zunächst umfassende Status Quo Analysen vor dem Hintergrund der Digitalisierung und einer virtuellen Inbetriebnahme durch. In diesen Prüfungen werden Entwicklung und Aufbau der Maschinen sowie die Durchführung einzelner Prozesse beurteilt. Der Status Quo gibt Aufschluss darüber, inwiefern Anforderungen der Industrie 4.0 bereits implementiert sind.

Im Anschluss an die Analysen unterstützen unsere Berater bei der Vorbereitung einer virtuellen Inbetriebnahme. Zunächst wird eine einheitliche Informationsgrundlage, durch die technische Dokumentation der Maschinen, die Besprechung der Kundenanforderungen und die Präsentation des IoT-Konzeptes von ensign advisory, geschaffen. Darauffolgend führen unsere Berater Experteninterviews im Engineering sowie R&D Bereich und assistieren bei Kundenbefragungen zu notwendigen Anforderungen. Basierend auf den Befragungsergebnissen, können im nächsten Schritt technische Anforderungen definiert, Maßnahmen geplant und eine strategische Roadmap erstellt werden. Diese wird durch Schulungen der Mitarbeiter im Bereich Predictive Maintenance ergänzt, um vorausschauenden Instandhaltung durch datengestützte Prognosen sicherstellen zu können.

Auf Basis der vorangegangenen Schritte beginnen unsere Berater folgend mit dem Implementierungsprozess der virtuellen Inbetriebnahme und des daraus resultierenden Digitalen Abbildes. Dazu wird in der Engineering Phase ein mechatronisches Modell mit der Maschinensteuerungssoftware verbunden. Die Verbindung dieser Elemente ermöglicht die Simulation, Validierung und Optimierung des digitalen Zwillings während des Entwicklungsprozesses vor der eigentlichen Produktion der Maschine. In einer operativen Phase erfassen unsere Berater Echtzeitdaten der Maschine und der Sensoren durch den digitalen Zwilling, zur Steuerung und Verbesserung des laufenden Produktionsprozesses. Mit den gewonnenen Daten können die Optimierung und Modifikation der Gesamtlinie vorangetrieben werden. In der zusätzlichen Wertphase werden durch die erfassten Echtzeit-Maschinendaten Lösungen gewonnen. Zusätzlich können neue Geschäftsmodelle im After-Sales und Service Bereich entwickelt, Fernwartung der Maschinen durch 3D-Visualisierung ermöglicht, sowie die Verbesserung der Maschinen und die dadurch resultierende Optimierung der Linie bewirkt werden.

Durch unsere Beratungsleistungen sind unsere Berater in der Lage die gesamte Entwicklungszeit einer Maschine, um bis zu 20% zu reduzieren. Zusätzlich eliminieren unsere Berater durch virtuelle Validierung und die Erprobung von Konzepten frühzeitig im Entwicklungsprozess Fehler, Kollisionen und Ausfälle. Mit unserer Unterstützung erreichen unsere Kunden bessere Qualität und reduzieren die Anzahl der Kundenreklamationen. Mithilfe der Qualitätsverbesserungen verhindern wir Folgekosten, indem wir durch jeden identifizierten Software-Bug Ressourcen einsparen. Insgesamt können durch die Implementierung der virtuellen Inbetriebnahme und der Nutzung eines digitalen Zwillings bis zu 70% der Vorlaufszeit bei der realen Inbetriebnahme eingespart werden.