PRODUCT LIFECYCLE MANAGEMENT 1 ANLAGENBAU
PLM im Industrie 4.0-Zeitalter
Produkte digital beschreiben
Eplan, Rittal und Phoenix Contact zeigen im Projekt "Smart
Engineering and Production
4.0", wie sich Produktdaten im
Prozess vorhalten, synchroni¬
sieren und gezielt bereitstel¬
len lassen. Die Grundlage: di¬
gitale Artikeldaten und ein di¬
gitales Produktdatenmodell,
das über Systemgrenzen hin¬
weg zur Verfügung steht. Die¬
ser Ansatz könnte im Sinn
einer Industrie 4.0 Anlagenbe¬
treibern dabei helfen, Still¬
standszeiten und Betriebskos¬
ten nachhaltig zu senken.
Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbH / Eplan Software & Service GmbH
& Co. KG/Rittal GmbH & Co. KG
Smart Engineering and
zesse benötigen zunehmend intelli¬
gente Werteketten
aus digitalen Pro¬
Zukünftige
Produktentstehungspro¬
duktdaten und vernetzten EngineeringWerkzeugen. Insbesondere das Thema 'Pro¬
duktdaten' erfordert hier eine Betrachtung
in drei Dimensionen: über die EngineeringDisziplinen wie Mechanik, Elektrik und Soft¬
ware, über die Wertschöpfungskette, das
heißt von der Vorplanung bis zur Wartung
und in jedem Bereich über die Tiefe der
Daten. Voraussetzung ist die Bereitstellung
kompatibler und ganzheitlicher Produktda¬
ten in digitaler Form. Vorteile versprechen
hier standardisierte Schnittstellen, die über
Systeme und Prozesse hinweg Produktdaten
vorhalten, synchronisieren, anreichern und
für die einzelnen Prozessschritte bereitstellen
können. Der Nutzen liegt in der Erstellung
umfassender digitaler Produktdatenmodelle,
die über den gesamten Lebenszyklus eines
Produktes genutzt werden können.
58 IT&Production 2/2016
Production 4.0'
Das Technologiennetzwerk von Eplan, Rittal
und Phoenix Contact hat sich zur Aufgabe
gemacht, den hierfür erforderlichen Grad
an Standardisierung von Daten, Schnittstel¬
len, Software-Systemen, Produkten und
Produktionssystemen zu definieren. Bereits
auf der Hannover Messe 2015 präsentier¬
ten die Unternehmen hierzu auf dem Ge¬
meinschaftsstand 'Smart Engineering and
Production 4.0' (Seap), wie die Integration
von Engineering-Werkzeugen und Daten¬
modellen in Engineering- und Produktions¬
prozessen umgesetzt werden kann und
welches disruptive Potenzial in diesem tech¬
nologischen Ansatz steckt. Besucher konn¬
ten beobachten, wie Produktdaten entste¬
hen, für die Erstellung von virtuellen Proto¬
typen genutzt und über standardisierte
Schnittstellen bis in die Fertigung weiterge¬
reicht werden. Unterschiedliche Stationen
des Konzepts zeigen exemplarisch die digi¬
tale Beschreibung eines Endprodukts ('Digi¬
tal Twin'), die Konstruktion am Beispiel des
Schaltschrankaufbaus, die NC-gestützte
mechanische Bearbeitung von Bauteilen
sowie die automatisierte Konfektionierung
von Baugruppen. Die digitale Produktbe¬
schreibung kann bis in die Inbetriebnahme,
Anlagenbedienung und -Wartung, entlang
des gesamten Produktlebenszyklus, genutzt
werden. Damit wird die Idee einer Industrie
4.0-Anwendung in Form eines Abbildes der
digitalen Datenwelt anschaulich. Die Zielset¬
zung dahinter: Künftig alle erforderlichen
Daten digital bereitstellen, durch SoftwareLösungen verknüpfen und über alle Instan¬
zen des Lebenszyklus verfügbar machen.
Damit soll eine Wertschöpfung erreicht
werden, die bislang nicht oder nur unwirt¬
schaftlich möglich ist. Dieter Pesch, Be¬
reichsleiter Produktmanagement und Ent-
ANLAGENBAU | PRODUCT LIFECYCLE MANAGEMENT
Wicklung bei Eplan, sagt: „Die Ursprungsi¬
dee war, plastisch darzustellen, dass der di¬
gitale Artikel und das digitale Engineering
extrem wichtig sind. Die Verbindung von
Artikeln und dem Engineering-Projekt erge¬
ben ein 'Single Source of Truth'-Konzept."
Modulare Systeme in der
Fabrik von morgen
Bei seiner Zusammenarbeit an der herstel¬
lerunabhängigen Industrie 4.0-Demonstrationsplattform Smartfactory KL ist Lösungs¬
anbieter für das Engineering der Automa¬
tion zuständig. Der Ansatz des modularen
Systems ist, ohne Engineering-Aufwand ein¬
zelne Bearbeitungsstationen aus- und auch
wieder einkoppeln zu können. Die CAESoftware ist hier die Engineering-Instanz,
die im Betrieb über Visualisierung auch
Maintenance-Konzepte unterstützt und Pro¬
jektdaten sichert. Per OPC UA werden die
Maschinendaten ausgetauscht. Damit sollen
statische Pläne dynamischer werden. Per
Viewer wird eine Verbindung zwischen
Steuerung und Hardware geschaffen - als
Basistechnologie in Richtung Predictive
Maintenance. So kann der Instandhalter on¬
line über mobile Endgeräte Steuerungsin¬
formationen nutzen. Datenanalyse und Vor¬
hersagen über Ausfallwahrscheinlichkeiten
werden in Zukunft Stillstandszeiten mini¬
mieren helfen. Die im System dokumen¬
tierte Automatisierungstechnik wird in der
Lieferkette und im Produktlebenszyklus von
Zulieferer über Endkunde bis Anlagenbetrei¬
ber als Datenbasis genutzt.
Erkenntnisse schon früh
berücksichtigen
Der Software-Hersteller erforscht zudem,
welche Informationen durch die Verknüp¬
fung von Prozessdaten mit der steuerungs¬
technischen Logik in Zukunft zu Mehrwer¬
ten in der Produktionsphase beim Betreiber
führen. Das Ziel ist es, die gewonnenen Er¬
kenntnisse bereits in der Engineering-Phase
zu berücksichtigen, beziehungsweise im
Product Lifecycle Management-Prozess des
Zulieferers anzureichern. Insbesondere für
Industrie 4.0-Konzepte wie Flexibilität einer
Produktdaten werden über standardisierte Datenformate und Schnittstellen bereitgestellt
teres Beispiel im Sinn von Industrie 4.0
wurde von Eplan auf der Messe SPS IPC
Drives 2015 gemeinsam mit Sick gezeigt. So
lassen sich im Engineering Einstellparameter
beispielsweise für Sensoren im CAE-System
vorbelegen. Während der Inbetriebnahme
lassen sich diese Parameter aus der elektro¬
technischen Dokumentation per OPC UA an
das Fertigungsmodul übertragen. Die einge¬
stellten Parametersätze einer Anlage sind im
CAE-System sowie der begleitenden Doku¬
mentation der Maschinen erfasst und lassen
sich in den Engineering-Prozess zurückfüh¬
ren. Die dadurch mögliche Mehrfachver¬
wendung einmal eingestellter Subsysteme
(Klonen) sowie die Weiterentwicklung von
'Documentation as bullt' zu 'Documentation
as bullt and setup' stellen hierbei Mehrwerte
für Inbetriebnehmer und Anlagenbetreiber
dar. Per OPC UA werden Einstellparameter
während der Inbetriebnahme an eine Ma¬
schine übergeben. Weitere Nutzenaspekte
sind die Unterstützung einer schnelleren In¬
betriebnahme sowie neue Wartungsszena¬
rien. Dieses kann für Aktoren, Sensoren als
auch für die I/Os der SPS erfolgen.
Fertigung in Losgröße 1 und die Übermitt¬
lung von Prozessdaten über das OPC UAProtokoll liegt hier Potenzial: etwa die Ver¬
Virtualisierung als Grundlage
der Produktbeschreibung
knüpfung von Schaltplan und Prozessdaten
zur Energieverbrauchsoptimierung. Ein wei¬
Für Geräte, Komponenten, Maschinen und
Anlagen dürfte in allen Stufen der Wert¬
schöpfung künftig ein digitales Abbild be¬
reitstehen. Auf Basis von CAE-Daten wer¬
den diese digitalen Zwillinge virtuell zu
neuen Systemen verschaltet. Diese wie¬
derum werden auf Basis der EngineeringDaten virtuell in Betrieb genommen, getes¬
tet und optimiert. Verbesserte DiagnoseTools greifen im Fehlerfall auf die CAEDaten zurück und liefern dem Service-Per¬
sonal erforderliche Informationen zu Ursa¬
chen, Auswirkungen und zur Fehlerbehe¬
bung. Das soll Ausfallzeiten nachhaltig redu¬
zieren. Damit dies gelingt, müssen die
Werkzeuge, die Integration und die Kopp¬
lung von und mit Drittsystemen hohen An¬
forderungen genügen. Ebenso groß sind die
Herausforderungen an die Methoden im
Engineering und die resultierenden Daten¬
modelle. „Es gilt, in Zukunft bereits in der
Produktentwicklung diese neuen Szenarien
und Dienste im Kontext 'Industrie 4.0' vor¬
zudenken und daten- wie systemseitig über
den gesamten Lebenszyklus zu unterstüt¬
zen", sagt Dieter Pesch. ¦
Die Autorin Birgit Hagelschuer ist für die
Pressearbeit der Eplan Software & Service
GmbH & Co. KG verantwortlich.
www.smartengineering
andproduction.de
www.smartfactory-kl.de
IT&Production 2/2016 59
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