Virtual Reality hat bereits ihren festen Platz im digitalen Engineering. Jetzt gilt es immer neue Möglichkeiten auszuloten, um die Wertschöpfungskette von der Planung am digitalen Modell bis zum Lebenszyklus der Anlage während der laufenden Produktion zu optimieren. Dies ist der onoff engineering gmbh und Siemens aktuell in einem gemeinsamen Projekt gelungen. Ziel war es, eine Lösung zu entwickeln, die den Einsatz eines digitalen Zwillings mit der virtuellen Inbetriebnahme kombiniert, um eine optimale Schulung der Anlagenbediener sowie das Training des Servicepersonals im Bereich Wartung und Instandhaltung zu ermöglichen.
Realitätsnahe 3D-Umgebung
In dieser Kombination stellt das gemeinsame Projekt eine echte Premiere da – und das Ergebnis überzeugt: Auf Basis einer Sondermaschine für Umformungstechnik mit manuellen und automatisierten Arbeitsprozessen wurde eine sehr realitätsnahe 3D-Umgebung geschaffen, die alle Voraussetzungen für Schulung und Wartung erfüllt. Herzstück der Sondermaschine ist das 
Siemens Automatisierungssystem – die TIA S7-1517F Steuerung. Von hier werden alle Abläufe und Funktionalitäten gesteuert bzw. geregelt. Die Bedienung der Umformmaschine erfolgt über ein Siemens Touchpanel mit WinCC-Applikation. Damit ist eine Bedienung durch den Operator über ein HMI (Human Machine Interface) möglich. Das Bestücken der Umformmaschine erfolgt wiederum manuell, was besondere Anforderungen an das Thema Personensicherheit mit sich bringt. Dies wird über ein sicherheitsrelevantes Lichtgitter realisiert, welches nach dem Einlegen den Umformprozess über eine Zweihandbedienung frei gibt. Um die Sensoren und Aktoren sowie deren Verhalten in der Umformmaschine nachzubilden, wird das entsprechende Simulationstool SIMIT von Siemens eingesetzt.
Bedienen, steuern und betreten mit der VR-Brille
Virtual Reality bedeutet, dass sowohl Planer, Konstrukteur und Inbetriebnehmer als auch der Operator die Maschine im 3D Umfeld bedienen, steuern, aber auch betreten können. Hierfür ist eine entsprechende Ausrüstung erforderlich, die aus der Gamingwelt schon lange bekannt ist: die VR-Brille sowie die Sensoren für das Erkennen der Handbewegungen. Die 3D-Umgebung, in der sich der Mensch in seiner Position befindet, wurde im aktuellen Projekt mit UNITY abgebildet. Über die Kopplung mit SIMIT entsteht die Brücke zwischen den visuellen Möglichkeiten in der industriellen Anwendung.
„Das Begehen der Maschine, wenn auch virtuell, ist der Realität extrem nah. Es können damit räumliche Planungen im Basic Engineering am digitalen Modell, virtuelle Inbetriebnahme in Kopplung mit den Automatisierungssystemen sowie Schulungen von Mitarbeitern durchgeführt werden und das bereits bevor die Maschine gebaut ist“, erklärt Roman Pieloth, Standortleiter Erlangen, onoff engineering gmbh.
Ende der Wertschöpfungskette noch nicht erreicht
Damit ist aber noch nicht das Ende der Wertschöpfungskette erreicht: Mit dem digitalen Zwilling und einer Erfassung der Prozessdaten können Analysen der Produktion von gestern im Detail nachvollzogen werden. Fehleranalysen und Optimierungen sind damit in einer anderen Qualität umsetzbar.
