Neue Wege zum Digitalen Zwilling durch mechatronisches Anlagen- Engineering

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1 Neue Wege zum Digitalen Zwilling durch mechatronisches Anlagen- Engineering Frei verfügbar Siemens AG

2 Produktvarianten erhöhen sich Produktlebenszyklen verkürzen sich Komplexität der Automatisierungslösungen wächst Begrenzte Zeit für die Entwicklung komplexer Automatisierungslösungen Steigende Anzahl von Engineering-Projekten Steigender Aufwand zur Steuerung der Komplexität und Synchronisation der verschiedenen Disziplinen

3 Wie können sie Entwicklungszeit sparen und die Qualität der Lösung erhöhen? Komplexität managen und das Fehlerrisiko reduzieren? Engineering-Aufgaben parallelisieren Bestehende Lösungen wiederverwenden Nutzen eines höheren Grad an Modularisierung und Standardisierung Validierung im virtuellen Model Engineering nach vordefinierten Regeln

4 Was, wenn? Elektro- und Automatisierungstechniker direkten Zugriff auf integrierte mechanische Daten haben? flexible, mechatronische Vorlagen verwenden würden? PLC-Code und elektrische Dokumentation generieren würden* konsistente Daten über alle Disziplinen hinweg pflegen *auf Basis vordefinierter Regeln statt manuelles Erstellen von

5 Digitalisierung im Maschinenbau Trends in der Technologie verwandeln die Industrie Engineering heute Effizienz Herrausforderung Sequentielles Engineering Manueller Datenaustausch Eigene Kunden interne Tools zur Datenaufbereitung Time to Market Mechanics Electrics Kosten Risiken change change Qualität Höherer Automatisierungsgrad Höherer Änderungsaufwand im Engineering zunehmende Komplexität der Engineering-Lösung reduzierte Zeit für das Produkt Engineering komplexen, eigenentwickelte IT- Anwendungen müssen gepflegt werden Automation Software FB t START END

6 Der Schlüssel zur Wettbewerbsfähigkeit ist die Integration und Digitalisierung der gesamten Wertschöpfungskette Stetige Verbesserungen am Produkt und im Prozess Maschine Koncept Maschine Engineering Maschine Inbetriebnahme Maschine Operation Maschine Services Teamcenter Line design Mechanical design Automation designer Automation engineering Virtual commissioning Was? Design von elektrischen Systemen Konfiguration der Automatisierungshardware Entwicklung von Automatisierungssoftware-Code Export von Virtuelle Inbetriebnahme Daten

7 Automation Designer Integriertes Datenmodel Multidisziplinäre Kollaboration Regelbasiertes Engineering Mechatronische Templates Komplettes Portfolio Reduziert die Risiken,Erhöht die Effizienz Erhöht die Projekt Effizienz Weniger Fehler,Erhöht die Kontrolle Setzt Standards, Reduziert den Aufwand Erweitert die Produktion des Digital Twin

8 Automation Designer Integriertes Datenmodel Multidisziplinäre Kollaboration Regelbasiertes Engineering Mechatronische Templates Komplettes Portfolio Reduziert die Risiken,Erhöht die Effizienz Erhöht die Projekt Effizienz Weniger Fehler,Erhöht die Kontrolle Setzt Standards, Reduziert den Aufwand Erweitert die Produktion des Digital Twin

9 1 Integriertes Datenmodel für Elektrisches und Automatisierungssoftware Engineering Benefit reduziert das Risiko von technischen Fehlern mit konsistenten Daten zwischen den Disziplinen erhöht die Engineering-Effizienz durch paralleles Engineering Electrics Electrical Schematics Simultaneous engineering consistent FB Automation Software PLC Project

10 1 Integriertes Datenmodel für Elektrisches und Automatisierungssoftware Engineering Warum? Elektro- und Automatisierungssoftware Engineering arbeiten im selben Projekt am selben Datenmodell, was zu konsistenten Daten wie Schaltplänen, HW-Konfiguration, Signaldefinition / -kennzeichnung führt. Integration mit EPLAN durch EPLAN-Makros starke Integration mit TIA Portal Electrics Automation Designer Simultaneous engineering Automation FB consistent Paralleles Engineering von elektrischen Systemen und Steuerungen Software, anstelle von sequentiellen Engineering. EPLAN schematic page TIA Portal Hardware config and tag table

11 Automation Designer Integriertes Datenmodel Multidisziplinäre Kollaboration Regelbasiertes Engineering Mechatronische Templates Komplettes Portfolio Reduziert die Risiken,Erhöht die Effizienz Erhöht die Projekt Effizienz Weniger Fehler,Erhöht die Kontrolle Setzt Standards, Reduziert den Aufwand Erweitert die Produktion des Digital Twin

12 2 Multi- disziplinäre Kollaboration Benefit Steigern der technischen Qualität durch Integration von Mechanik-, Elektro- und Software- Engineering Reduziert die Entwicklungszeit durch effizientes Änderungsmanagement in einer Tool Umgebung und parallelem Engineering Mechanics Electrics change change as-is Automation Designer approach Electrical Schematics FB PLC Project Automation Software FB t t START END START END

13 2 Multi- disziplinäre Kollaboration Warum? Die kollaborierenden Disziplinen Mechanisch -3D CAD Modelle Elektrisch - EPLAN-Schaltpläne Automatisierungssoftware - TIA-Portal Hardware und Software arbeiten nahtlos an den gleichen Daten und beseitigt Schnittstellen Führt zu konsistenten Daten, verbessert die Engineering-Qualität und reduziert den Engineering- Aufwand. FB

14 Automation Designer Integriertes Datenmodel Multidisziplinäre Kollaboration Regelbasiertes Engineering Mechatronische Templates Komplettes Portfolio Reduziert die Risiken,Erhöht die Effizienz Erhöht die Projekt Effizienz Weniger Fehler,Erhöht die Kontrolle Setzt Standards, Reduziert den Aufwand Erweitert die Produktion des Digital Twin

15 3 Regelbasiertes Engineering Benefit Regelbasiertes Engineering verbessert die Qualität von Konstruktionsdaten Hält die Kontrolle durch Validierung und Generierung reproduzierbarer Konstruktionsdaten Electrics Mechanics FB Automation Software

16 3 Regelbasiertes Engineering Warum? Regelbasiertes Engineering von sich wiederholenden, komplexen Workflows validiert und generiert Ergebnisse. Mechanics Electrics EPLAN-Projekt (Seiten- und Fenstermakros) Automatische Software-Generierung TIA- Portal Hardware und Software Automation

17 Automation Designer Integriertes Datenmodel Multidisziplinäre Kollaboration Regelbasiertes Engineering Mechatronische Templates Komplettes Portfolio Reduziert die Risiken,Erhöht die Effizienz Erhöht die Projekt Effizienz Weniger Fehler,Erhöht die Kontrolle Setzt Standards, Reduziert den Aufwand Erweitert die Produktion des Digital Twin

18 4 Mechatronische Templates Benefit Spart Engineering-Aufwand durch Wiederverwendung von mechatronischen Vorlagen Höhere Qualität durch Verwendung von standardisierten vorgefertigten Bibliothekskomponenten Template library Project n

19 4 Mechatronische Templates Warum? Erfassen von komplexen technische Lösungen zur Wiederverwendung Wiederverwendung von bereits definierten technischen Lösungen, anstatt das Rad neu zu erfinden Reproduzierbare Ergebnisse reduzieren die erforderliche Nacharbeit library Project n

20 Automation Designer Integriertes Datenmodel Multidisziplinäre Kollaboration Regelbasiertes Engineering Mechatronische Templates Komplettes Portfolio Reduziert die Risiken,Erhöht die Effizienz Erhöht die Projekt Effizienz Weniger Fehler,Erhöht die Kontrolle Setzt Standards, Reduziert den Aufwand Erweitert die Produktion des Digital Twin

21 Siemens Portfolio Automation Designer erweitert das Portfolio um Automation Production Systems Engineering Plant Simulation, Process Simulate Production Lines Teamcenter Manufacturing Line Designer integrated in NX Automation Designer integrated in NX Totally Integrated Automation Portal Process Simulate/ PLCSIM Advanced Teamcenter Process planning Line design Mechanical design Automation design Automation engineering Virtual commissioning Reusable components within mechatronics library Integrated engineering of mechanics and automation Generators Integrated simulation and integrated validation Production Machines NX/MCD integrated in NX Automation Designer integrated in NX Totally Integrated Automation Portal MCD/SIMIT/ PLCSIM Advanced

22 Design Schritte in Automation Designer Automation Designer F 1 Multidisciplinary system design 2 Functional design FB Erweitert die 3D-Modelle mit Elektrikund Automationsdaten Strukturierung und Organisation von Komponenten Erzeugen von elektrischen Geräten und Vorlagen Spezifizieren von elektrische Geräten Definition von Typologien TIA Portal Mechanics Electrics Automation Software EPLAN 4 FB Automation Design Verwalten von Netzwerkkonfigurationen Steuerungsfunktionen zuweisen Regelbasierte SPS-Programmerstellung FB Mechatronic Templates / Libraries / Products 3 Electrical design Wählen und konfigurieren von Automatisierungs-HW-Geräten Verbindung von Feldgeräten mit dem Automatisierungssystem Regelbasierte Erstellung elektrischer Schaltpläne

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24 Digitalisierung im Maschinenbau Durchgängige Digitalisierung des Engineerings: Paralleles Arbeiten Jederzeit konsistente Daten Mechatronische Modelle Vorteile der Lösung Durch schnelleres Engineering sind mehrere Iterationen in gleicher Zeit möglich Die Qualität der Engineering-Ergebnisse wird erhöht Absicherung durch konsistente mechatronische Daten und regel-basierendes Engineering; komplexe Lösungen sind unter Kontrolle Mit geringem Aufwand zum mechatronischen Digitalen Zwilling der Produktion und zur vereinfachten virtuellen Inbetriebnahme Zeitersparnis Komplexe Lösungen immer im Griff START FB ENDE t Bessere Engineering-Lösungen mit höherer Qualität in kürzerer Zeit Arbeiten mit dem mechatronischen Digitalen Zwilling der Produktionsanlagen Digitaler Zwilling für Produktionsanlagen

25 Danke für Ihre Aufmerksamkeit Frei verfügbar Siemens AG