Virtuelle Inbetriebnahme. Digitalization Days 2017

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1 Virtuelle Inbetriebnahme Digitalization Days 2017 Frei verwendbar Siemens AG 2017 Realize innovation.

2 Aktuelle maschinenbauliche Herausforderungen Ist dies»nur«eine Beladetür? Endschalter Sicherheitsrelais Anwenderschnittstelle I/O-Signale Schaltschrank Kabel, Schlauch, Rohr PLC Software Notendschalter Lösungen beziehen sich nie ausschließlich auf die Mechanik! Pneumatischer Zylinder Luft- und Ventileinheit Seite 2

3 Zukunft Heute Integriertes Engineering (Maschinenkonstruktion) reduziert die Zeit von der ersten Idee bis zur Maschine Planung Konzept Design Detailliertes Engineering Inbetriebnahme Anforderungen Mechanisches Konzept Mechanik Reale Maschine Elektrik/Fluid Reale Inbetriebnahme Software Systems Engineering Konzept Design Interdisziplinäres Engineering Inbetriebnahme Anforderungen Mechatronisches Konzept Elektrik/Fluid Mechanik Software Digitaler Zwilling Virtuelle Inbetriebnahme Reale Maschine Reale Inbetiebnahme Zeitersparnis Siemens Produkte unterstützen bereits heute moderne Entwicklungsmethoden Seite 3

4 Mechatronisches Konzept Hausforderung Anforderung Mechatronisches Konzept Definition potentieller Lösungen ohne dass übermäßige Kosten anfallen Multi-disziplinäre Entwicklung Inbetriebnahme Seite 4

5 Mechatronisches Konzept als Datengrundlage Generierung von Informationen für die folgenden Engineering Disziplinen Wie sollte die Maschine arbeiten? Maschinenablauf 3D Grundgeometrie Kurvenscheiben Sensor-Aktor Listen Weg-Zeit Diagramme Betriebsmittelkennzeichen Steuerungssignale Kraft-/Lastprofile Seite 5

6 Granularität der Simulation in der Konzeptphase Kontinuierliche Verfeinerung der Konzepte und der Simulation Einfacher Ablauf Verfeinerter Ablauf Detaillierter Ablauf Komplexer Ablauf Mechatronische Simulation der Entwurfsphase Validieren der Entwurfs- Idee Präsentieren und Kommunizieren der Konzepte Datengrundlage für alle weiteren multi-disziplinären Entwicklungen Seite 6

7 LIVE Beispiel Seite 7

8 Mechatronisches Konzept Simulation der Design Alternativen Evaluation von Varianten verschiedener Disziplinen ist stark vereinfacht Seite 8

9 Mechatronisches Konzept Hausforderung Anforderung Mechatronisches Konzept Multi-disziplinäre Entwicklung Mehrere Entwicklungsdisziplinen können parallel arbeiten, durch bessere Kommunikation und Entscheidungsfindung Inbetriebnahme Seite 9

10 Multi-disziplinäre Entwicklung Information des Konzeptes weiter nutzen Anforderungen Geometrie, Physik Sensoren & Aktoren Mechatronisches Konzept Sequenzen, Zeit oder ereignisbasierte Aktionen Anforderungen Konzept Detail Engineering Seite 10

11 Siemens Werkzeug Integration NX/MCD SIZER Schnittstelle Übergabe der 3D-CAD Daten mit CAD-Creator 3D-CAD Load Curve Antriebs Bibliothek Dimensionierung der Antriebssysteme Seite 11

12 MCD Schnittstelle zu ECAD Einheitliche Datenbasis für ECAD und MCAD Verhalten MCD Mechanik 1FT7108 ==A1+F2-G1-M1 ==A1+F2-G1-M2 Synchronisierung von Komponenten und Ressource Klassifikation ECAD ==A1+F2-G1-M1 ==A1+F2-G1-M2 Electrik 1FT7108 Seite 12

13 Automation Engineering Ablaufdiagramm zur Kommunikation Ablaufdiagramm als Startpunkt für das Automation Design Folgende Informationen können automatisch erzeugt werden MCD Liste der Operationen Zeit und Dauer MCD Operationen im Sequenz Editor Auslöser (z.b. Sensoren) Parameter (z.b. Position und Geschwindigkeit von Aktoren) Seite 13

14 Multi-disziplinäre Entwicklung Automation Programmierung Austausch von Sequenzen & Signalen Seite 14

15 Mechatronisches Konzept Hausforderung Anforderung Mechatronisches Konzept Multi-disziplinäre Entwicklung Inbetriebnahme Fehler treten während realer Inbetriebnahme auf Seite 15

16 VIBN mit dem Mechatronic Concept Designer Virtuelle Inbetriebnahme (VIBN) HiL (Hardware in the Loop) SiL (Software in the Loop) Digitales Modell (Digitaler Zwilling) Reale Steuerung Motivation für die Virtuelle Inbetriebnahme Reale Maschine steht nicht zur Verfügung Reale Inbetriebnahme ist unkalkulierbarer Konzeptfehler treten meist erst in der realen Inbetriebnahme auf Kundenanforderungen sind meist nicht detailliert vorhanden Testen der Programmabläufe in der frühen Phase Schulungen in sicherem Umfeld Reale Maschine Seite 16

17 Virtuelle Inbetriebnahme Von Virtuell zu Real (HIL) Maschine in Produktion NX MCD Konzept NX MCD Prototyp»Hardware In the Loop«SIMIT Profibus/Profinet Simatic TEAMCENTER Simulation Unit PLC Automation Software Simotion Sinumerik PLC Code Binaries Other Seite 17

18 Virtuelle Inbetriebnahme (HIL) Simulation von Entwicklungsalternativen Evaluation von Varianten verschiedenster Disziplinen wird um vieles einfacher Seite 18

19 Prozess Kontroller Software in the Loop mit PLCSIM Advanced (SIL) Reale Welt S Hardware Controller Simulation System PLCSIM Advanced Virtual S Controller Keine Hardware mehr notwendig NEU NEU API PLCSIM Advanced as basis for»software in the Loop«Process Simulate SIMIT/MCD Andere Co-Simulation Seite 19

20 Digital Enterprise Software Suite Das Portfolio von der Maschine zur gesamten Anlage Individuelle Maschine Fertigungszelle/Linie Fertigungsanlage Mechatronic Concept Designer Physik basierte Simulation Modell und Simulation der Konzepte Funktionelles Maschinendesign Virtueller Startup ohne physikalischen Prototyp Tecnomatix Process Simulate Simulation der Fertigungssysteme Virtuelle Inbetriebnahme Kollisionserkennung Roboter Programmierung Tecnomatix Plant Simulation Prozess Planung und Simulation Optimieren der Materialbewegung Analysieren der logistischen Systeme Kalkulieren des Energiebedarfs Seite 20

21 Zusammenfassung Anforderung Der Möglichkeit zur Ansammlung und Wiederverwendung Mechatronisches Konzept Nahtloses Engineering von der ersten Idee (Konzept) bis zur Inbetriebnahme Multi-disziplinäre Entwicklung Kommunikationsplattform zwischen elektrischer und mechanischer Entwicklung Inbetriebnahme Der digitale Zwilling Seite 21

22 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Country Product Manager NX Schweiz Freilagerstrasse Zürich, Schweiz Telefon: +41 (44) Fax: +41 (44) Mobil: +41 (79) Seite 22

23 On the way to Industrie 4.0 Driving the Digital Enterprise Frei verwendbar Siemens AG

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