Digitale Fabrik – virtuelle (Lern-) Bausteine für Industrie 4.0


Die technischen Weiterentwicklungen und das Verschmelzen von realer und virtueller Welt ist einerseits eine große Herausforderung, denn nur bestens geschultes Personal wird in Zukunft in der Lage sein, komplexe, miteinander vernetzte, intelligente Systeme zu entwickeln und zu analysieren.  Andererseits bieten sich durch die Digitalisierung auch viele Möglichkeiten für ein „modernes Lernen“:

•    Nutzung von virtuellen Abbildern für die Inbetriebnahme und Programmierung realer Prozesse
•    Industrienahe, didaktische MES Systeme mit offenen Schnittstellen
•    Kennenlernen der Anlage in der virtuellen 3D Umgebung

 

 

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Festo Didactic begegnet diesem Bedarf an hochqualifizierter Aus- und Weiterbildung mit den universellen, frei nach Kundenwünschen konfigurierbaren Lernfabriken. Auf Basis miteinander kombinierbarer und erweiterungsfähiger Module ist die themenübergreifende Vermittlung Industrie 4.0-relevanter Lerninhalte wie beispielsweise Losgröße 1, Smart Production, Vernetzung, Robotik, Cyber-Physical Systems, Plug & Produce und Security in einem praktischen Umfeld an einer realen und industrienahen Anlage möglich.

Bei einer modernen Fertigungslinie kommunizieren intelligente Maschinen und Werkstücke sowohl untereinander als auch mit übergeordneten IT-Systemen wie etwa dem „Manufacturing Execution System“ (MES). In diesem Produktionsleitsystem werden zum einen Produktionsabläufe initiiert, zum anderen aber auch Stationen und deren Sensoren sowie Aktuatoren überwacht. Mit dem MES4-System bietet Festo Didactic ein speziell auf die CP Lab/Factory zugeschnittenes MES-System an: Stammdaten von Kunden und Produkten sowie Lagerdaten und Materialpuffer können angelegt, die reale Anlage angebunden und Arbeitspläne erstellt werden.

Weiterhin ist es möglich, Produktions- und Kundenaufträge zu platzieren, die dann vollautomatisch an die CP Lab/Factory weitergeleitet und dort ausgeführt werden. Vorteile für die Aus- und Weiterbildung sind darin zu sehen, dass es sich bei MES4 zwar um ein industrienahes, aber dennoch leicht verständliches System handelt, das aufgrund seiner offenen Schnittstellen auch für eigene Erweiterungen einlädt. Darüber hinaus ist der Zugriff mittels mobiler Endgeräte ebenso selbstverständlich möglich wie die Analyse qualitätssichernder Parameter wie Prozesszeiten, Ausbeute und Auslastung der einzelnen Module. In Kombination mit einer CP Lab/Factory Lernfabrik erlaubt MES4 damit insbesondere auch die Adressierung weiterer Industrie 4.0-relevanter Schlüsselthemen wie u.a. ERP/MES-Anbindung, Cloud-Computing, Logistik, Prozessverwaltung und -optimierung und Qualitätssicherung.

Komplettiert wird unser Angebot durch die leistungsstarke 3D-Simulation CIROS, die ein virtuelles Abbild realer Anlagen darstellt. Besonders im Hinblick auf Schulungen mit vielen Teilnehmenden bietet sich hiermit die Möglichkeit, gleichzeitig mehrere Gruppen auf eine (virtuelle) Anlage zugreifen zu lassen und somit gleiche Voraussetzungen für alle Teilnehmer zu schaffen. Mit der integrierten Störungssimulation können in CIROS Fehler eingebaut, die von den Teilnehmern in der Simulation gesucht und behoben werden müssen. Ein effektives und gefahrloses Training von Störungen und deren Beseitigung kann so gewährleistet werden, ohne die Funktionstüchtigkeit der realen Anlage zu beeinflussen.

 

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Die Anbindung des virtuellen Abbilds an MES4 ist selbstverständlich ebenfalls möglich. Die Kopplung ist dabei so ausgelegt, dass im MES4 hinterlegte Produktionsabläufe ohne Änderungen entweder von der realen Anlage oder deren virtuellen Abbild ausgeführt werden können.


Da die Ansteuerung der virtuellen CIROS-Modelle mittels simulierter, aber auch realer SPSen erfolgen kann, eignet sich CIROS auch hervorragend für eine virtuelle Inbetriebnahme: Einzelne Module einer CP Lab/Factory Lernfabrik lassen sich einfach neu anordnen und die SPS-Programmierung kann mit Hilfe von CIROS auf korrekte Funktion überprüft werden, E/A-Signale können per Oszilloskop-Darstellung verfolgt werden und mögliche mechanische Kollisionen werden per Farbänderung signalisiert. Im hier skizzierten (Lern-)Szenario kann der reale Aufbau einer Anlage somit perfekt mittels der virtuellen CIROS-Inbetriebnahme vorbereitet werden. Dabei ist hervorzuheben, dass CIROS auch den Einsatz von Virtual Reality-Brillen unterstützt, was – nicht nur aber insbesondere – bei einer virtuellen Inbetriebnahme „das Gefühl für die Anlage“ positiv beeinflusst.


 

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