Erkunden Sie die Reise der Digitalisierung aus der Perspektive zweier Unternehmen, die sich bereits gemeinsam auf dem Weg dorthin befinden. Artikel von Lee Fletcher, Business Development Manager, Siemens plc und Matt Potts, Betriebsleiter, Mpac.

Siemens mit MPac-Maschine — Matt Potts mit Rich Fear, Leiter des OEM-Bereichs, Siemens plc

8-minütige Lesung

Die Einführung moderner digitaler Technologien, die allgemein als Industrie 4.0 bezeichnet werden, in der Industrie findet seit über 10 Jahren statt. Doch obwohl das Konzept der digitalen Transformation seit einem Jahrzehnt die Schlagzeilen der Industrietechnologie dominiert, wird es immer noch hauptsächlich mit globalen Machtzentren in Sektoren wie der Luft- und Raumfahrt und der Automobilindustrie in Verbindung gebracht.

Um die Missverständnisse noch weiter zu verschärfen, fehlt es vielen Unternehmen immer noch an Verständnis für den wahren Wert, den digitale Tools wie ein digitaler Zwilling Mitarbeitern und Kunden bringen können, und die Annahme, dass digitale Tools unerreichbare Investitionen erfordern, hat zu einer vermeintlichen Exklusivität ihres Werts geführt. Dieser Wert ist jedoch für Organisationen jeder Größe zugänglich.

Ein Sektor, der vor Kurzem begonnen hat, die Möglichkeiten der Digitalisierung zu erkunden, aber noch größere Gewinne erzielen könnte, ist der Maschinenbau.

Hier erörtern Lee Fletcher, Business Development Manager bei Siemens, und Matt Potts, Head of Operations beim globalen Maschinenbauer Mpac, die Möglichkeiten der digitalen Transformation im Maschinenbau, die Definition des Nutzens von Technologien im Branchenkontext und die Blaupause für den Erfolg.

Definition des digitalen Zwillings und anderer digitaler Tools

„Ich wette, wenn ich 30 Personen aus der Industrie bitten würde, einen digitalen Zwilling zu definieren, würde ich 30 verschiedene Antworten erhalten. Ist es ein 3D-Bild? Oder ist es ein Softwaremodell? Ist es eine Lösung an und für sich?“ sagte Matt Potts, Betriebsleiter von Mpac.

Der Berater Gartner definiert es als: „Eine digitale Darstellung einer realen Entität oder eines Systems. Die Implementierung eines digitalen Zwillings ist ein gekapseltes Softwareobjekt oder -modell, das ein einzigartiges physisches Objekt, einen Prozess, eine Organisation, eine Person oder eine andere Abstraktion widerspiegelt. Daten von mehreren digitalen Zwillingen können aggregiert werden, um eine zusammengesetzte Ansicht über mehrere reale Entitäten zu erhalten.“

„Das große Problem dabei ist, dass es ein Meer von Schlagwörtern gibt, die regelmäßig verwendet, aber selten definiert werden, was die Dinge, kurz gesagt, sehr verwirrend macht“, sagte Lee Fletcher, Business Development Manager bei Siemens. „Es ist wichtig, zwei Schlüsselbegriffe voneinander zu trennen: Simulation und digitaler Zwilling.“

„Die Simulation verwendet computergestützte mathematische Modelle, um unser reales physikalisches Verhalten nachzuahmen oder vorherzusagen. Bei einem digitalen Zwilling, wie er vom Advanced Manufacturing Research Center definiert wurde, handelt es sich um eine digitale Live-Kopplung des Zustands einer physischen Anlage oder eines Prozesses an eine virtuelle Darstellung mit einer funktionalen Ausgabe.“

„Ein digitaler Zwilling wird fälschlicherweise oft als Sammelbegriff für alle Simulationsarbeiten verwendet. Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass ein digitaler Zwilling eine Verbindung zwischen einer virtuellen Maschine und einer physisch vorhandenen Maschine hat.“

Matt Potts, Mpac, fuhr fort: „Neben den Definitionen ist es wichtig, den Wert zu verstehen, den die Verbindung der realen und virtuellen Welt bietet. Sie müssen nicht in jedem Projekt, bei dem der Nutzen minimal wäre, digitale Zwillinge simulieren, bauen oder erstellen. Aber Zeit, Risiko und Wissen stellen in der Welt eines Maschinenbauers oft enorme Herausforderungen dar, sodass digitale Tools wie die Simulation es ermöglichen, diese Herausforderungen deutlich zu reduzieren.“

Welchen Wert bringen digitale Tools für Mpac?

Potts fuhr fort: „Der Einsatz digitaler Tools zur Simulation oder zum Testen komplexer Automatisierungsprozesse vor dem Bau war entscheidend, um unsere Markteinführungszeit zu verkürzen. Durch den Einsatz von PLC-SIM-Software in einem unserer neuesten Builds hat unser Softwareteam beispielsweise etwa 2 Wochen an Zeit für die Inbetriebnahme eingespart. Wenn Sie beauftragt werden, eine Maschine in nur wenigen Wochen zu bauen, ist dies eine enorme Ersparnis, die sowohl für unsere Kunden als auch für unsere eigenen Mitarbeiter von großem Wert ist.“

Die Technologie reduziert auch das Risiko. „Ein gängiges Sprichwort in der Welt des Maschinenbaus lautet: wir wissen nicht, was wir nicht wissen„, fuhr Potts fort. „Durch die Simulation können wir das Risiko erheblich reduzieren, was letztlich sicherstellt, dass die Kunden schneller zuverlässige Maschinen erhalten, da sie wissen, dass sie beim ersten Mal korrekt funktionieren.“ Durch die Planung, Überprüfung und Validierung von Maschinenprozessen, entweder vollständig oder in einzelnen Teilen, werden alle potenziellen Probleme in einer virtuellen Sandbox behoben, bevor Metall geschnitten wird. Potts beschreibt diese Risikoreduzierung und den Wissenszuwachs als „vorher mehr tun“.

„Die Ergebnisse der Simulation waren für die Konstruktion sehr nützlich. Ohne diese Studie hätte ich nicht das Selbstvertrauen gehabt, das Design so zu definieren, wie es war. Ein viel höherer Sicherheitsfaktor hätte angewendet werden müssen, was zu viel höheren Herstellungskosten und zusätzlicher unnötiger Redundanz bei der Konstruktion geführt hätte „— Leitender Maschinenbauingenieur, Mpac.

„Sobald eine Maschine geliefert und betriebsbereit ist, können wir die virtuelle Maschine digital mit der tatsächlichen Maschine koppeln, was wichtige Einblicke in die Maschinenleistung der Kunden bietet und letztendlich die zukünftige Zusammenarbeit, Optimierung und Vermeidung von Ausfallzeiten ermöglicht. Dies ist der digitale Zwilling im wahrsten Sinne des Wortes. Die Simulation ermöglicht es uns, vor dem Bau mehr zu tun, und der digitale Zwilling ermöglicht es uns, danach mehr zu tun „, sagte Potts.

Reduzierung von Risiko und Stress

Digitale Werkzeuge kommen nicht nur der mechanischen Konstruktion einer Maschine zugute. „Softwareingenieure können Software schon lange testen. Aber mit Tools wie PLCSIM oder SIMIT können Sie vor dem Bau einen nützlichen Workflow zwischen der Software, dem Maschinendesign und der Benutzeroberfläche erstellen, was die Inbetriebnahme und das Testen voranbringt „, sagte Potts.

Fletcher wies darauf hin, dass es weitere Vorteile hat, wenn man „vorher“ mehr tut, um Probleme zu einem früheren Zeitpunkt im Maschinenbauprozess zu lösen: „Sie sparen nicht nur enorme Kosten und wertvolle Zeit im Unternehmen, wenn Sie eine „Verschiebung nach links“ -Mentalität annehmen. Sie entlasten eine wertvolle Ressource — Ihre Softwareingenieure. Indem Sie Prozesse virtuell simulieren, um Fehler bei Bau und Inbetriebnahme zu reduzieren, und indem Sie andere digitale Tools zur Verwaltung und Beschleunigung Ihres Bauprozesses verwenden, verbessern Sie die Leistung Ihrer Teams und ihr Wohlbefinden drastisch.“

Mit weniger mehr erreichen

Neben dem Zeit-, Kosten- und Mitarbeiternutzen, der durch die Einführung eines „Mehr vorher“ -Ansatzes gewonnen wird, gibt es auch große Vorteile für die Nachhaltigkeit, so Fletcher und Potts.

„In einem aktuellen Projekt haben wir einen komplexen Maschinenprozess simuliert. Die Zeitersparnis war von Vorteil, aber das, was wir über den Prozess gelernt haben, bevor er überhaupt existierte, hat wirklich einen Mehrwert geschaffen „, sagte Potts.

„Wir haben herausgefunden, dass wir die Anzahl der Materialien in der Maschine und die Größe der Motoren der Maschine reduzieren können. Das bedeutete für uns bei Mpac weniger Abfall und Energieverbrauch, aber für unseren Kunden über den gesamten Lebenszyklus der Maschine enorme Energieeinsparungen. Bevor die Maschine gebaut wurde, konnten wir mit weniger mehr erreichen, als die Maschine physisch in der realen Welt gebaut wurde.“

Fletcher fuhr fort und bestätigte: „Wenn man in der virtuellen Welt ‚mehr dazu’ macht, spart man Energie und Materialien, die ohne Simulation verschwendet worden wären. Vorher mehr gemacht, oder nach links verschieben, verringert auch das Risiko, dass während der Bauphase potenziell schädliche und kostspielige Umbaukosten anfallen. Das bringt enorme Vorteile für die Endverbraucher, die sich ihrer CO2-Bilanz zunehmend bewusst sind.“

„Sobald die Maschine betriebsbereit ist, kann ihr digitaler Zwilling weiterhin wichtige Erkenntnisse darüber liefern, wo Effizienz- und Produktivitätssteigerungen erzielt werden können, um die Gesamtanlageneffektivität zu erhöhen und Abfall, Ausfallzeiten und Energie während des gesamten Lebenszyklus der Maschine zu reduzieren.“

„Darüber hinaus können Steuerungen oder Hardwaremodifikationen oder Upgrades virtuell in einem Zwilling getestet werden, bevor sie in der physischen Maschine implementiert werden. Dadurch können Änderungen an Maschinen, die bereits im Feld eingesetzt werden, mit Zuversicht vorgenommen werden, da Änderungen bereits mit dem digitalen Zwilling nachgewiesen wurden „, sagte Fletcher.

Es ist an der Zeit, sich wirklich für das „vorher mehr“ zu entscheiden. Die digitalen Erwartungen und Anforderungen der Kunden steigen ständig, und digitale Expertise und Akzeptanz brauchen Zeit, bis sie sich in einem Unternehmen durchsetzen, in dem sie noch nicht angenommen werden. Maschinenbauer, Endanwender und Technologieanbieter müssen zusammenarbeiten, um die Vorteile der Digitalisierung wirklich zu nutzen. Die Vorteile liegen auf der Hand, und je länger Unternehmen brauchen, um zu handeln, desto größer ist der Vorsprung, den die Wettbewerber gewinnen können.

Matt Potts Simulationspräsentation — Matt Potts präsentiert Lee Fletcher mit dem Team von Siemens und Mpac

Mpac Gruppe

Die Mpac Group ist ein globaler Maschinenbauer mit Sitz in Tadcaster im Vereinigten Königreich, der seit über 100 Jahren die Automatisierungsprobleme seiner Kunden in den Bereichen Medizin, Gesundheitswesen und anderen Branchen löst.

Um sich digital zu transformieren und den sich ändernden Anforderungen der Kunden weiterhin gerecht zu werden, erkannte Mpac, dass ein digitaler Innovationspartner unerlässlich war, um einen digitalen Faden durch das gesamte Unternehmen zu ziehen, um jetzt und in Zukunft gemeinsam wachsen zu können.

Seit 2020 arbeitet Mpac mit dem Technologieführer Siemens zusammen, um flexiblere, modularere, digital betriebene Automatisierungslösungen zu entwickeln.

Jetzt verfügt die modulare Plattformmaschine von Mpac über ein leistungsstarkes Siemens-basiertes Steuerungssystem, und um den digitalen Einsatz auf die nächste Stufe zu heben, hat sich das MPac-Team auf eine Digitalisierungsreise begeben. Erfahren Sie hier mehr.