Mit Sicherheit die Richtige Entscheidung.

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1 Mit Sicherheit die Richtige Entscheidung

2 Unsere Angebot Dienstleistungen und Softwarelösungen Planung Alternativenbewertung Planungsabsicherung Optimierung Visualisierung Inbetriebnahme Virtuelle Inbetriebnahme Test von Steuerungen Qualitätssicherung Produktion Prozessoptimierung Operative Entscheidung Auftragsplanung Dienstleistung - Software - Schulung Fertigungssystem: Plant Simulation (SPLM ) Zelle / Einzelautomation: NX MCD (SPLM) Sensor / Aktor: Simit (Siemens)

3 Simulation Simulation (Ablauf)simulation, Virtuelle Inbetriebnahme, Operative Entscheidung Ablaufsimulation Vereinfachte ERP MFR PLC Anlage Funktionsfähiges Modell eines gesamten Systems Echte ERP MFR PLC Virtuelle Inbetriebnahme Modell einer Automation ohne Steuerung Echte ERP MFR Operative Entscheidung Modell eines Systems, initialisiert mit Produktivdaten

4 Plant Simulation, MCD und Simit Virtuelle Inbetriebnahmesysteme Simba Feldbusemulation Simit Gerätemodell MCD Virtuelle Maschine Maschine Linie Werk Plant Simulation

5 Herausforderungen im Maschinenbau Schneller, kürzer, kooperativer SCHNELLER Technologie entwickelt sich schnell weiter, da Kunden individuelle Anpassung fordern und sehr auf die Betriebskosten achten. KÜRZER Entwicklungszeiten sind kurz und werden immer kürzer. KOOPERATIVER Die kooperativere Zusammenarbeit zwischen den Bereichen Mechanik, Elektronik und Automatisierung wird immer wichtiger.

6 Anlauf einer Fertigungslinie ein möglicher Weg ins Desaster? Hoch innovatives Fertigungskonzept Voll flexibel Kein gerichteter Materialfluss Industrie 4.0 -Linie Vertrieb das kriegen wir hin Experten Stehen in der Vertriebs- / Vergabephase nicht zur Verfügung IT-Qualitätsmanagement nicht vorhanden Keine Zeit wir müssen vergeben! Management durchblickt die Konzepte nicht Steuerung keine detaillierte Softwarespezifikation Maschinenbauer programmiert an der echten Anlage Ausbringung 50% unter Soll zusätzliche Kosten in Millionenhöhe

7 Herausforderungen Status Quo Heute Status quo Concept Detail Design Commissioning Anforderungen Mechanisch Nicht verfügbar Elektrisch Prototyp, Design und Simulation D I S C O N N E C T E D Software D I S C O N N E C T E D Virtuelle Inbetriebnahme Ineffizient und Aufwändig Sequentiell und mit Brüchen Test und Integration Mechanik und Steuerungstechnik arbeiten in getrennten Silos und sequentiell, während die Komplexität steigt. Steuerungstechnik wird zu guten Teilen erst auf der Baustelle in Betrieb genommen. Es findet kein entwicklungsbegleitender Test der Automationssoftware statt (siehe moderne Softwareentwicklung in Hochsprachen). Tests und Testplanung wird zu spät wenn überhaupt - durchgeführt. Simulation und Modellierung ist viel zu Aufwändig und ist ein Spezialistenwesen. Potential in Qualität, Geschwindigkeit, Kosten, Cash Flow

8 Mechatronik Mehrere Disziplinen im Maschinenbau Mechanik (Geometrie, Achsen, Gelenke, Bewegungen) Steuerungstechnik (Steuerung der Abläufe und des Verhaltens) Electric / Pneumatic / Hydraulic (Antriebe, Ventile, Verkabelung)

9 Steuerungstechnik Einsatzbereich von NX MCD Level 3 PPS (Produktionsplanung und Steuerung) Industrie LAN Level 2 MFR (Materialflussrechner / BDE / MES) Industrie LAN Level 1 SPS SPS SPS NC SPS SPS Roboter SPS SPS Feldbus Level 0 Sensor / Aktor (Motor, Pneumatik, Hydraulik, Taster) NX Mechatronics Concept Designer

10 Virtuelle Inbetriebnahme Planung, Realisierung, Inbetriebnahme Test driven developement Close cooperation make things right, first! Design Mechanical team Design Production Final assembly Commissioning Commissioning at customers at customers site site Hand over to customer Test of Automation Development of Automation Automation Reduced delivery Delivery time time

11 Warum nutzen wir nicht die Ergebnisse der Konstruktion, um die Steuerungstechnik zu testen?

12 Mechatronics Concept Designer Was ist es. Vollständig in NX integriert Kinematik und Physik basierend auf AMD Bullet Physics Engine Test von Automations- Konzepten Schnittstellen zu anderen mechatronischen Systemem (Step7, eplan,sizer, Scout)

13 Mechatronics Concept Designer Integration von Konstruktion und Automation

14 Mechatronics Concept Designer Eine Kernanwendung in der mechatronischen Entwicklung Motion profiles PLCOpen SCOUT Forces Mechatronics Concept Designer Electrical components STEP 7 / Graph 7 PLC SIZER ECAD Motion Controller

15 Mechatronics Concept Designer Vom Konzept zur detaillierten Maschine Fluid Power Engineering Assembly (Baugruppen) Functional (Lösungen) Electrical Engineering Requirements (Anforderungen) Concept Concept mechatronic model Test based development Detailed virtual model Sensor Actuator (Sensor/Aktor) Physics (Verhalten) Sequence of operations (PLC / NC) Mechanical Engineering Software PLC / HMI / NC Source: Kapp

16 Virtuelle Inbetriebnahme Konstruktion und virtueller Test Fertige virtuelle Maschine vor Fertigung Reduzierte Lieferzeit Geringeres Risiko Kostenersparnis SPS-Programmierung und Test im Büro Integration von Konstruktion und Automation

17 Virtuelle Inbetriebnahme mit MCD Kundenanwendung die echte Maschine

18 Virtuelle Inbetriebnahme mit MCD Kundenanwendung die virtuelle Maschine

19 Virtuelle Inbetriebnahme mit MCD Kundenfeedback Kapp Durch die Anwendung von MCD für die virtuelle Inbetriebnahme haben wir nur 3 Tage an der echten Maschine benötigt, anstatt 3 Wochen. Anstatt 3 Wochen an der echten Maschine zu programmieren konnten wir dies in 1 Woche im Büro tun ohne ein Risiko von Beschädigungen an der echten Maschine.

20 MCD, Simit und Simba Signalschnittstellen Actor position (mm / rad) Speed SP Control Word Mechatronics Concept Designer Design, mechanics, physics, kinematics Simit drive models, pneumatic, hydraulic, special calculations User interaction (HMI), signal logging Start Motor Control Word Simba Fieldbus Emulation Profinet / Profibus 1/0 Collision at Sensor Current Speed Position Position

21 Virtuelle Inbetriebnahme mit NX Systemstruktur PLC Connect Simulations-PC Mechatronics Concept Designer Konstruktion, Kinematik, Mechanik PLC Connect IO-Komponenten Automatischer Modellaufbau Shared Memory Simit Modelle Antriebe, Automationskomponenten, Pneumatik, Hydraulik Userinteraktionen (HMI), Signallogging Hardwarekonfiguration (File) Feldbuskonfiguration (automatischer Init)) TCP-IP TCP-IP Programmiergerät Simba Hardware Profibus / Profinet Profibus / Profinet Step7 / TIA-Portal Sinumerik: Compile Zyklus ccadas, simulierte Achsen

22 Modellierung des Verhaltensmodells Am Beispiel eines komplexen Motors Control words Encoder Profidrive motor Feedback words Position controller

23 Live Demo Steuerung der Beladung mit Sinumerik 840D-SL

24 Mechatronische Templates Elementares Bestandteil des Entwicklungsprozesses Konstruktion Elektroplanung Mechatronisches Template Virtuelle Maschine Automatisierung und testbasierte Automationsentwicklung

25 Mechatronische Standardkomponenten Automatischer Aufbau eines Simit Modells aus NX Template Export aus MCD (Excel-Datei) Simit Modell (Sensor / Aktormodell)

26 Mechatronisches Objekt Elementares Bestandteil des Entwicklungsprozesses Mechanik Verhalten MechanikMe Kinematik Steuerung

27 MCD PLC Connect Schnittstellen PLCSim Simatic NX / MCD Simit Sinumerik PLC Connect Simba Profibus / Profinet Simotion Heidenhain Fanuc TCP-IP (Focas)

28 Es ist keine Frage der Technik sondern eine Frage der abteilungsübergreifenden Workflows und Standardisierung Klassische 3D- Konstruktion Virtuelle Maschine für die testgetriebene Automationsentwicklung 10 Minuten!

29 Mechatronics Concept Designer Kundenfeedback Maier Die Steuerung verhält sich genau so, als wenn eine echte Maschine angebunden wäre. Gleichzeitig sehe ich die Maschine als Computermodell und kann dort einfach Änderungen vollführen. Dies hält die Änderungskosten eklatant klein Wir leben damit bereits Industrie 4.0 und erzielen insgesamt erhebliche Einsparungen, obwohl die Lösung bei der Anschaffung nicht zu den günstigsten gezählt hat. Die einfache Implementierung mit nur einer Woche Schulungsaufwand, die hohe Zuverlässigkeit und die Vielseitigkeit in der Anwendung, haben uns einen großen Schritt weiter gebracht. Quelle: Michael Maier, Maier Werkzeugmaschinen

30 Kontakt Dr. Thomas Strigl Geschäftsführer Manager isilog GmbH Rheinstraße Baden-Baden Tel.: Fax: Mobil: