Modellbasierte Entwicklung mit Fluidon Cube im Kontext von Industrie 4.0
Die modellbasierte Entwicklung repräsentiert einen Teil eines zukünftigen Produktlebenszyklusmanagements, das vollständig durch virtuelle Entwicklungstechniken, wie z. B. die Digital-Twin-Methodik, unterstützt wird. Einer der wichtigsten und offensichtlichsten Vorteile virtueller Entwicklungstechniken ist der Zeitgewinn im Vergleich zum klassischen Prozess der sequenziellen Produktentwicklung, da Systemanalyse und -optimierung sowie Steuerungsentwicklung und -test bereits zu einem sehr frühen Projektstadium erfolgen.
Zurzeit werden virtuelle Entwicklungstechniken allerdings meistens nur von größeren Firmen durchgeführt, deren Entwicklungsabteilungen über ausreichend Ressourcen und eine breite Ingenieurbasis für die mechatronische Systementwicklung verfügen. Mit dem Ziel, virtuelle Entwicklungstechniken auch für Unternehmen mit begrenzten Entwicklungskapazitäten und -budget zugänglich zu machen, hat FLUIDON das Fluidon Cube - The Virtual Engineering Lab konzipiert.
Fluidon Cube ist eine modulare, erweiterbare Entwicklungsumgebung auf der Basis von Open-Source-Toolkits und standardisierten Schnittstellendefinitionen zur Erstellung und Orchestrierung von Simulationsmodellen (digitale Zwillinge).
Das Anwendungsspektrum von Cube reicht von der Erstellung von Workflows zur Systemanalyse und -optimierung des digitalen Zwillings über die automatisierte Analyse von Simulationsergebnissen oder Messdaten einschließlich der Erstellung von Berichten z.B. als PowerPoint- oder Excel-Datei bis hin zur Kopplung des digitalen Zwillings an Feldbusnetzwerke, um Steuerungsentwicklern virtuelle Inbetriebnahmeverfahren für SiL- und HiL-Anwendungen zur Verfügung zu stellen.
Die nachfolgenden Videos eines vertonten Konferenzbeitrags beschreiben die Anwendung von Cube bei einem simulations-basierten Auslegungs-Workflow.
Über FLUIDON als Engineering-Dienstleister für Industrie 4.0 Themen
Wer sich im Internet zum Thema Industrie 4.0-Technologien informiert, der findet Antworten wie diese:
„Immer mehr Unternehmen nutzen heute bereits Anwendungen aus dem Bereich Industrie 4.0, um Prozesse zu optimieren, die Produktivität zu steigern und damit die Wettbewerbsfähigkeit zu verbessern. Dabei kann die Digitalisierung auch erheblich zu einer höheren Ressourceneffizienz beitragen.“
Wie aber lassen sich diese Schlagworte für den Entwickler praktisch greifbar machen? Aus der Sicht eines auf fluidtechnisch-mechatronische Antriebe spezialisierten Engineering-Dienstleisters ist die Beantwortung der Frage relativ einfach:
„Ein digitaler Zwilling ist der Enabler von Industrie 4.0.“
Videodauer 4:55 min
Welchen Nutzen liefert die modellbasierte Entwicklung mit Cube
Werden Designfehler erst im praktischen Einsatz – also zu spät – erkannt, dann sind die Folgen nicht selten gravierend. Produktionslinien kommen zum Stillstand oder eine Vielzahl von Maschinen muss nachgearbeitet werden. Eine schnell nachgeschobene und somit teure Trouble-Shooting-Simulation ist dann oft der einzige Ausweg die Situation zu retten.
All dies könnte vermieden werden, wenn es gelänge, die 0D/1D-Simulation vermehrt auch bei der Auslegung von Standardanwendungen zum Einsatz zu bringen. Die 0D/1D-Simulation erfordert zwar zusätzliche Zeit und Ressourcen, kann aber letztlich Zeit und Geld sparen. Durch eine genauere Planung des Systems lassen sich potenzielle Probleme und teure Änderungen im Nachhinein vermeiden.
Videodauer 4:34 min
Die SaaS Entwicklungsplattform für fluidtechnische Systeme
Die Oberfläche des Cube stellt dem Anwender verschiedene Module für die Abbildung seines Workflows zur Verfügung.
Pre-Processing-Arbeitsschritte werden mittels Python-Skript realisiert. Simulationsmodelle können als Linux-FMU-Modelle aus allen FMI-konformen Entwicklungstools importiert werden. Die Bedatung der Simulation kann über die Weboberfläche oder mittels Excel-Tabelle erfolgen.
Die abschließende Ergebnispräsentation erfolgt ebenfalls als Excel-Tabelle oder es wird eine PowerPoint-Präsentation erstellt, die direkt für die Dokumentation oder als Vertriebsunterstützung genutzt werden kann.
Videodauer 13:34 min
Zusammenfassung und weitere Anwendungen zum Cube
Am Beispiel eines hydrostatischen Antriebs wurde demonstriert, wie mit dem Cube ein Workflow orchestriert wird, um die konstruktiv möglichen Varianten eines fluidtechnischen Systems hinsichtlich ihrer optimale Systemkonfiguration zu bestimmen.
Cube ist allerdings nicht auf fluidtechnische Fragestellungen limitiert, sondern ist als Orchestrator für Anwendungen aus beliebigen technischen Domänen konzipiert. Neben Simulations-Workflows können dies auch Workflows zur Messdatenauswertung sein.
Videodauer 2:01 min
