Stefan Scheifele, Leiter Consulting Prozessmanagement virtuelle Inbetriebnahme, ISG Industrielle Steuerungstechnik GmbH, Stuttgart
1. Software zeitgleich mit Mechanik und Elektrik entwickeln 2. Die Qualität der Anlage und der Steuerung erhöhen 3. Personal an realen Szenarien schulen 4. Baukastenprinzip senkt den Aufwand der virtuellen Inbetriebnahme 5. Virtuelle Anlagen generieren statt modellieren 6. 5 Hinweise, was Sie bei der Modularisierung beachten sollten
Die Kunden verlangen zunehmend auf ihre Belange angepasste Maschinen und Anlagen. Das heißt, jede Maschine oder Anlage ist einzigartig. Die Softwareentwicklung wird dabei immer mehr zum Bestandteil der Inbetriebnahmephase, da sich die steigende Komplexität der Anlagen nur noch durch Programmieren der Funktionalitäten an der realen Anlage beherrschen lässt.
In der Fertigung dienen rund zwei Drittel der Steuerungssoftware (SPS-Programm) der Fehlererkennung und primären Fehlerreaktion. Diesen Teil zu prüfen, ist bislang erst möglich, wenn die Anlage in Betrieb genommen wird, denn nur hier lassen sich die spezifischen Fehlerbilder provozieren. Erschwerend kommt hinzu, dass sich bestimmte Fehlersituationen in der Realität nicht herstellen lassen, etwa wegen damit verbundener Risiken für Personen und Umwelt oder um die Anlage nicht zu beschädigen oder gar zu zerstören.
Software zeitgleich mit Mechanik und Elektrik entwickeln
Diese Herausforderung wird mit der virtuellen Inbetriebnahme optimal gelöst. So steht die Anlage digital bereits früh im Engineering-Prozess zur Verfügung. Die Softwareentwicklung kann spätestens während der Aufbauphase, idealerweise schon während der Planung der Anlage starten. Damit liegt die Software im Vergleich mit der klassischen Herangehensweise zumeist dann auch zu einem früheren Zeitpunkt vor. Das verkürzt die Entwicklungszeit und lässt Optimierungen (Abläufe, Mechanik, Sensorpositionen usw.) im Anlagendesign zu – ein Aspekt, der besonders im Hinblick auf die oft engen Terminpläne und Projektverzögerungen einen gewaltigen Vorteil darstellt.
Die Qualität der Anlage und der Steuerung erhöhen
Die Systemtests lassen sich mit realen Feldbussen und in Steuerungsechtzeit durchführen. Da es im virtuellen Raum möglich ist, die Steuerungssoftware, aber auch die Anlage, immer weiter anzupassen, zu testen und dann erneut „an einem Rädchen zu drehen“, erhält man eine verbesserte Softwarequalität aber auch eine erhöhte Anlagenperformance. So lässt sich beispielsweise ein Sensor binnen Sekunden versetzen oder ein fehlender hinzufügen. Und weil sich jedes Stör- oder Fehlerszenario virtuell taktgenau reproduzierbar simulieren lässt, erhöhen sich auch die Anlagensicherheit und damit deren Qualität.
