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Digitaler Zwilling optimiert Verpackungsprozesse

Siemens auf der Fachpack 2018

So schnell, flexibel und effizient: der digitale Zwilling macht es möglich

Schneller, flexibler effizienter als der Wettbewerb sein – das ist gerade im hart umkämpften Verpackungsmarkt mit seiner Vielfalt an Produkten das A und O, um sich durchzusetzen. Die Lösung liegt darin, Maschinen und Anlagen durchgängig zu vernetzen. Unter dem Motto „Digital Enterprise – Implement now!“ zeigt Siemens auf der FachPack 2018, wie Unternehmen die digitale Transformation umsetzen können. Basis für Industrie 4.0 ist der digitale Zwilling. Als virtuelles Abbild des Produkts, der Produktion oder der Performance ermöglicht er eine nahtlose Verknüpfung der einzelnen Prozessschritte. Der digitale Zwilling des Produkts kommt in der Designphase zum Einsatz. Hier können die Produkteigenschaften simuliert und optimiert werden. Mit dem digitalen Zwilling der Produktion lassen sich Maschinen und sogar Anlagen simulieren und Fehlerquellen schon im Vorfeld ausschalten. Der digitale Zwilling der Performance nutzt die realen Daten aus Produkten und Produktionsanlagen, um vorausschauende Instandhaltungsstrategien zu entwickeln oder Ausfallzeiten zu verhindern.

Auf der FachPack 2018 können sich Besucher auf Stand 327 (Halle 3) live von den Vorteilen eines digitalen Zwillings über die gesamte Wertschöpfungskette überzeugen: eine horizontalen Schlauchbeutelmaschine der Fa. Maquinaria Industrial Farres SL (MIF) ist gemeinsam mit ihrem digitalen Zwilling zu sehen. Erstellt wurde dieser vom Siemens-Applikationscenter für Produktionsmaschinen in Köln, die dafür das nahezu unveränderte PLC-/Motion-Programm und das HMI der realen Maschine nutzten. Basierend auf den kinematisierten Maschinenkonstruktionsdaten wurde die Simulation im Mechatronics Concept Designer (MCD) projektiert und in Simit realisiert. Dabei werden Antriebssimulationsbausteine verwendet, die ein noch realistischeres Simulationsverhalten ermöglichen. Die Simulation des digitalen Zwillings erfolgt entweder autark als „Hardware in the loop“-Lösung oder gekoppelt mit der realen Maschine, um das Maschinenverhalten in Echtzeit zu visualisieren. Über entsprechende Schalter in Simit ist ganz einfach ein Umschalten im laufenden Betrieb möglich.

Basierend auf den kinematisierten Maschinenkonstruktionsdaten wurde die Simulation im Mechatronics Concept Designer (MCD) projektiert

Ob das Gesamtsystem aus Mechanik, Elektrik und Automatisierung funktioniert wie geplant, zeigt sich in der Regel erst bei der Inbetriebnahme. Treten dann Fehler auf, kann es richtig teuer werden. An der Schlauchbeutelmaschine von MIF wird demonstriert, wie sich viele wichtige Funktionen durch virtuelle Inbetriebnahme schon im Vorfeld ausprobieren und optimieren lassen – beispielsweise Grundstellungsfahrt und Automatikablauf, „no product no bag“, Druckmarkenkorrektur für die Verarbeitung von bedruckten Folien sowie vollautomatische Produktvermessung für variable Produktlängen ohne Parameteränderungen durch den Bediener. Dafür wurden im MCD die Servoantriebe der Einschieberkette, der Längs- und Quersiegler, das Ausfuhrband sowie die notwendige Sensorik projektiert. Die virtuelle Inbetriebnahme reduziert signifikant Zeitaufwand, Risiko und Kosten bei der realen Inbetriebnahme. Durch die Vernetzung von Design, Konstruktion und Programmierung ermöglicht der digitale Zwilling der MIF-Maschine auch virtuelle Tests und die Verifikation von Modifikationen – an der Maschinenkonstruktion ebenso wie am PLC-/Motion Control-Programm. So lassen sich vor der echten Inbetriebnahme die Produktionssysteme und -prozesse optimieren.

Dank der Simulation wichtiger Funktionen wie Druckmarkenkorrektur für bedruckte Folien noch vor der realen Inbetriebnahme lassen sich kostspielige Fehler vermeiden

Auf der FachPack 2018 finden sich noch viele weitere konkrete Lösungen und Beispiele von Siemens, wie Unternehmen der Verpackungsbranche die Digitalisierung umsetzen können – damit die digitale Transformation erfolgreich ist.

Besuchen Sie Siemens auf der Fachpack 2018 in Nürnberg in Halle 3, Stand 327.