04.07.2023 – Kategorie: Maschinenbau

Virtuelle Inbetriebnahme: Der schnelle Weg zur neuen Software

Virtuelle InbetriebnahmeQuelle: Machineering

Die Verantwortlichen der Sonplas GmbH, einem Sondermaschinenbauer aus Straubing, entschieden, nun auf die virtuelle Inbetriebnahme zu setzen, um die Softwarequalität vor allem bei Umbauten weiter zu verbessern und so die Auswärtszeiten zu reduzieren. Zudem stellten anspruchsvolle Lieferzeiten durch erhöhte Beschaffungszeit sie vor manche Herausforderung.

Virtuelle Inbetriebnahme als Lösung? Das Entwicklerteam bei Sonplas stand immer vor den gleichen Herausforderungen: Lieferzeiten von Zukaufteilen wurden immer länger, dadurch die Inbetriebnahmezeit immer kürzer und gleichzeitig war kein paralleles Engineering möglich. Die einzelnen Projekt-Phasen waren wie eine Perlenkette aneinandergereiht. Dies hatte somit auch Einfluss auf die Anlagenlieferzeit. Hinzu kam, dass Planungslücken oftmals erst an der realen Maschine selbst entdeckt wurden.

Stillstandzeiten reduzieren durch virtuelle Inbetriebnahme

„Umso später ein Fehler im Projektdurchlauf gefunden wird, desto teurer ist er“, weiß Armin Busler, Projektleiter im Bereich mechanische Konstruktion und Simulation. Wurden keine Kundenbauteile geliefert oder waren Umbauten notwendig, konnte der Programmierer ab einem bestimmten Zeitpunkt an der Anlage nicht mehr effizient weiterarbeiten. Bei Umbauten konnte die Software teilweise erst vor Ort beim Kunden nach dem erfolgten mechanischen Umbau final getestet werden. Das hatte zum Teil längere lange Stillstandzeiten vor Ort und hohe Unsicherheit beim Kunden und lange Reisezeiten für die Mitarbeiter zur Folge. Durch den Einsatz von iPhysics sollten die Stillstandzeiten nun reduziert werden, da funktionale Abläufe bereits vorab getestet werden können.

Aber auch kundenspezifische Softwareanpassungen vor Ort führten gelegentlich aufgrund der hohen Komplexität der Anlagen zu unerwünschten Stillstandzeiten. Die Softwareänderungen konnten nicht umfassend vorab bei Sonplas getestet werden, wodurch man mit einem höheren Risikofaktor zum Kunden fahren musste, als es nun durch den Einsatz der virtuellen Inbetriebnahme der Fall ist.

„Das war der Moment, in dem wir entschieden haben, etwas zu verändern“, erinnert sich Claus Biederer, Gruppenleiter im Bereich elektrische Konstruktion bei Sonplas. „Wir überlegten, wie wir die bisherigen Probleme etwas abmildern oder sogar eliminieren können und sind hierbei als Lösung auf die virtuelle Inbetriebnahme gekommen. Ein Mitarbeiter hat eine Anforderungsmatrix mit unseren Wünschen und Bedürfnissen erstellt und die verschiedenen Simulationsprogramme gegenübergestellt, welche er über das Internet recherchiert hat.“

Die Entscheidung für iPhysics fiel, weil die Simulationssoftware mit der bestehenden Softwareumgebung am besten kompatibel war. Die direkte Anbindung an die CAD-Software sowie die Kompatibilität der verwendeten Steuerungstechnik. (zum Beispiel Beckhoff und Siemens) überzeugten.

Virtuelle Inbetriebnahme
IPhysics wird bei Sonplas im Bereich der mechanischen und elektrischen Konstruktion genutzt. Bild: Machineering

Die Implementierung

Zuerst wurden die Vor- und Nachteile sowie Kosten / Nutzen im Rahmen einer Bachelorarbeit untersucht. Das Ergebnis war deutlich: eine Implementierung von iPhysics bei Sonplas ist sehr sinnvoll und gewinnbringend in Bezug auf die vorhandenen Probleme. Auch die Kunden sollten von den Vorteilen wie einer verbesserten Softwarequalität und weniger Nachbesserungen profitieren.

„Die Software wurde von uns selbst implementiert“, sagt Biederer. „Da das Ergebnis der Bachelorarbeit in Bezug auf die Implementierung von iPhysics bei Sonplas positiv war, wurden im Nachgang iPhysics Lizenzen angeschafft. Da es sich um ein umfangreiches und komplexes Programm handelt, gab es zunächst bei Sonplas eine zweitägige Schulung. Danach konnte iPhysics zügig selbstständig genutzt werden. Bis zur vollumfänglichen Nutzung dauerte es aufgrund der Komplexität des Programms jedoch etwas länger. Herausforderungen, die sich im Zuge der Nutzung ergaben, konnten mithilfe von machineering gelöst werden. Intern kamen Fragen auf, wie der konkrete Aufbau einer Kaufteile- oder einer Skript-Bibliothek aussehen könnte und wie die Archivierung der Simulations-Projekte am besten umgesetzt werden sollte. Es wurde eine eigene Bedienungsanleitung für iPhysics geschrieben, welche intern für die Schulung neuer Mitarbeiter genutzt wird und auf die Anforderungen von Sonplas abgestimmt ist. Zudem wurden Standards entwickelt, wie die CAD-Modelle für die Simulation angepasst werden sollten, um ein optimales Arbeiten mit iPhysics zu ermöglichen. Auch wurden Überlegungen angestrebt, in welchen Maße man grundsätzlich simulieren möchte (Aufwand / Nutzen).

„Durch den Support von machineering wurde Sonplas bei Problemen immer sehr zeitnah unterstützt. Es wurde meistens schnell eine Lösung für die vorhandenen Probleme gefunden. Daher können wir die Zusammenarbeit mit den Experten von machineering als sehr positiv bewerten“, sagt Busler.

Virtuelle Inbetriebnahme: Ziel erreicht

IPhysics wird bei Sonplas im Bereich der mechanischen und elektrischen Konstruktion eingesetzt. Die von Sonplas gesetzten Ziele konnten alle zeitnah erreicht werden. Die Anlagenlieferzeiten wurden verkürzt, das parallele Engineering ist nun möglich. „Wir erkennen Fehler in Konstruktionen und E-Plan nun viel früher, sind unabhängiger von Kundenbauteilen und können früher mit der Softwareerstellung im Projekt beginnen“, erklärt Biederer. „Insgesamt sehen wir einen besseren Reifegrad der Software zum Zeitpunkt „Power On“. Auch bei Umbauten von Bestandsmaschinen ergeben sich kürzere Reisezeiten der Mitarbeiter und kürzere Stillstandzeiten der Maschinen vor Ort beim Kunden.“ Biederer und Busler dazu: „Wir sind mit dem Ergebnis sehr zufrieden und nutzen es als internes Tool, um Projektdurchläufe bei uns im Haus zu optimieren.“

Projekte erfolgreich durchgeführt

Der Einsatz von iPhysics zeigte schon bald positive Auswirkungen „Es gab ein Projekt, bei dem wir sehr im Zeitverzug auf Grund der Lieferschwierigkeiten von Zukaufteilen waren. Durch iPhysics und dem dadurch möglichen parallelen Engineering konnte dieser Zeitverlust wieder aufgeholt und das Projekt zum geplanten Zeitpunkt abgeschlossen werden“, erzählt Busler. „In einem anderen Fall ging vor Ort beim Kunden eine Maschine unerklärlicherweise immer wieder auf Störung. Dieser Fehler konnte bei uns im Haus am iPhysics-Modell nachgestellt, durch die virtuelle Inbetriebnahme die Software am Simulationsmodell angepasst und die aktualisierte Software dem Kunden per Fernwartung eingespielt werden. Ohne iPhysics wäre hierfür möglicherweise ein Service-Einsatz vor Ort beim Kunden notwendig gewesen.“

Fazit und Ausblick

Sonplas hat inzwischen einen standardisierten Projektablauf etabliert, in dem iPhysics zum Einsatz kommt. Es wird direkt beim Start des Projekts anhand der Art des Projekts und anhand des Terminplans geklärt, ob iPhysics zum Einsatz kommen soll. Projekte mit einem hohen Automatisierungsgrad und einen kritischen Terminplan werden besonders häufig mit iPhysics umgesetzt. Derzeit arbeiten zwei Mitarbeiter intensiv mit der Simulationssoftware. Inwieweit iPhysics noch in weiteren Bereichen bei Sonplas eingesetzt werden kann (z.B Service und Anlagenschulungen), wird derzeit noch untersucht. „Für uns war es die richtige Entscheidung, auf machineering und iPhysics zu setzen. Wir haben es nicht bereut“, sagen Busler und Biederer übereinstimmend.

Von Claudia Zeitler.

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