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3D-CAD-Software

Der digitale Zwilling lebt

| Autor / Redakteur: Ralf Steck / Stefanie Michel

Neue Welt durch vernetzte Wirtschaft

Jim Heppelmann, CEO von PTC hat gemeinsam mit dem Harvard-Professor Michael E. Porter in zwei Artikeln für die Zeitschrift „Harvard Business Manager“ (Ausgaben 12/2014 und 12/15) die neue Welt der vernetzten Wirtschaft beschrieben. Tenor der beiden Beiträge: Vernetzung und Digitalisierung werden Wirtschaft, Markt und Produkte komplett umkrempeln. Der Ansatz, der mit Car Sharing begann, wird sich in weiteren Bereichen ausbreiten: Der Kunde will nicht mehr das Produkt besitzen, sondern lediglich seine Funktionen nutzen. Schließlich will man eigentlich keinen Kompressor kaufen, sondern Druckluft nutzen. Warum also nicht einen Liefervertrag über Druckluft abschließen, der Kompressor bleibt im Besitz und in der Verantwortung des Herstellers.

Diese neuen Ansätze erfordern es aber, dass die Produkte sich selbst überwachen und ihren Status nach außen, also zum Hersteller beziehungsweise zum Dienstleister, kommunizieren können. Und schließlich müssen die Daten in das virtuelle Modell des Produkts zurückfließen können. Dies kann zum einen in Form eines Dashboards geschehen, das die Werte in Echtzeit anzeigt, zum anderen in Form von Augmented Reality, bei der beispielsweise das Kamerabild eines Tablets mit Informationen aus dem smarten Produkt angereichert wird. PTC zeigte auf einer Veranstaltung ein entsprechend vernetztes Fahrrad, das sogar in der Lage war, sein eigenes CAD-Modell in Echtzeit zu steuern. Überträgt man dies auf komplexere Anlagen, lassen sich die gewonnenen Daten zur Optimierung und Überwachung der Anlage am digitalen Modell nutzen, indem beispielsweise die aufgezeichneten Daten der Anlage benutzt werden, um das CAD-Modell zu animieren und damit eine Fehlfunktion zu analysieren.

Virtuelle Inbetriebnahme mit echter oder simulierter Steuerung

Von dieser Vorstellung ist es wiederum nicht weit zur virtuellen Inbetriebnahme, wie sie beispielsweise Siemens PLM Software mit dem Mechatronics Concept Designer (MCD) anbietet. Diese Software ermöglicht es, Fertigungsanlagen oder ganze Linien virtuell in Betrieb zu nehmen. Die Anlagensteuerung wird dabei entweder simuliert oder als echte Hardware eingebunden, sie steuert jedoch (noch) nicht die reale Anlage, sondern das virtuelle 3D-Modell. So lassen sich ohne Gefahr von Beschädigungen die Abläufe und Programme testen und optimieren, lange bevor die Anlagen aufgebaut werden.

Klaus Erdrich, Vorstand des Siemens PLM-Spezialisten BCT, erläutert: „Sollte sich kurz vor der Auslieferung einer Maschine herausstellen, dass eine Spindel unterdimensioniert ist, es zu Kollisionen kommt oder ein Werkzeug zu klein ist, sind Wiederbeschaffungszeiten von bis zu drei Monaten keine Seltenheit. Das ist höchst unangenehm, da man zum einen in Lieferverzug gerät und zum anderen bei einer Fertigungszelle eine immense Kapitalbindung erfährt, die schnell die Millionengrenze überschreitet. Das kann für kleinere Unternehmen existenzbedrohend werden. Oft ist die Inbetriebnahme auch erst beim Kunden möglich. Da macht es zum einen keinen guten Eindruck, wenn die Inbetriebnahme nicht wie geplant gelingt, zudem entstehen schnell hohe Kosten, wenn die Kollegen länger als geplant vor Ort bleiben müssen, um die Anlage doch noch zum Laufen zu bekommen.“

Digitales Modell ist mehr als die 3D-Geometrie

Das digitale Modell ist heute weit mehr als 3D-Geometrie; immer mehr Eigenschaften des Produkts werden zusammengefügt, um einen digitalen Zwilling zu erschaffen. Je besser die Softwaretools vernetzt sind, desto einfacher ist dies und desto genauer wird der digitale Zwilling die Realität abbilden. Dies spart nicht nur Zeit – das Material in Festigkeitssimulation oder Visualisierung muss beispielsweise nicht erneut eingegeben werden – sondern ermöglicht es, Simulationstools immer früher im Prozess einzusetzen, weil das Einarbeiten von Änderungen eben nicht mehr bedeutet, die Simulation komplett neu aufsetzen zu müssen. Stattdessen wird das digitale Modell in der Simulation aktualisiert und der Rechenlauf neu gestartet.

Ergänzendes zum Thema
 
Die Digitalisierung verändert Firmenstrategien
Eine vernetzte Welt bringt auch Veränderungen in den Unternehmen mit sich – sowohl hinsichtlich der Produkte als auch hinsichtlich der Produktion oder der kompletten Infrastruktur.

Optimierungen werden einfacher, Fehler lassen sich früher erkennen, die Entwicklung und Konstruktion wird effizienter und Kostenvorteile lassen sich besser realisieren. Produkte werden besser und nicht zuletzt smarter, was wiederum großen Einfluss auf das zukünftige Geschäft hat. Die Grenze zwischen digitaler und realer Welt verschwimmt immer stärker – der digitale Zwilling erwacht zum Leben. MM

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