Revolutionierung der Maschinen- und Robotikbranche: Einblick in Unity und die Realität der Digital Twins

Thomas Strigl verfügt über mehr als 18 Jahre Erfahrung in der Entwicklung und dem Vertrieb von Simulations- und Inbetriebnahmesoftwarelösungen. Er ist sich bewusst, dass die moderne Robotik- und Maschinenindustrie innovative Lösungen erfordert. Deshalb gründete Thomas 2018 realvirtual.io mit dem Ziel, Möglichkeiten zu nutzen, Gaming-Technologie zu nutzen, um die Herausforderungen komplexer Automatisierungssysteme zu lösen. In diesem Artikel erläutert Thomas seine Gedanken zum Platz von Unity in der Branche – und zur Bedeutung von Digital Twins.

Meine Vision für Digital Twins in der Industrie

Die Maschinen- und Robotikbranche entwickelt sich rasant, angetrieben durch die digitale Transformation. Natürlich dürfen wir den Elefanten im Raum nicht ignorieren: den „digitalen Zwilling“. Der Begriff hat sich zu einem Schlagwort entwickelt, das in Marketingkampagnen und Branchenkonferenzen herumgewälzt wird. Obwohl das Konzept unglaubliches Potenzial birgt, denke ich, ist es unerlässlich, über den Hype hinauszugehen und sich auf konkrete, reale Anwendungen zu konzentrieren.

Digitale Twins revolutionieren die Planung, Überwachung und Optimierung von Produktion und Fabrikbetrieb. Meine Vision ist es, ihr Potenzial voll auszuschöpfen, indem sie nahtlos in jede Phase des Fertigungslebenszyklus integriert werden – vom anfänglichen technischen Design bis zum Echtzeitbetrieb.

Zentral für diese Vision ist die Synchronisation von Digital Twins mit Planungstools wie CAD-Systemen sowie Elektro- und Automatisierungsdesignsoftware. Durch die Sicherstellung, dass Digital Twins in Echtzeit aktualisiert werden, sobald Änderungen an diesen Tools eintreten, können Fabriken eine kontinuierliche, genaue Darstellung ihrer Assets und Prozesse gewährleisten. Dadurch entsteht ein geschlossenes Kreislaufsystem, in dem Design- und Betriebsdaten nahtlos fließen und die Lücke zwischen Planung und Ausführung überbrücken.

In Kombination mit 3D Visualisierung und Echtzeit-HMIs bieten Digital Twins eine intuitive Möglichkeit für Bediener und Ingenieure, mit Live-Produktionsumgebungen zu interagieren. Durch robuste industrielle Kommunikationsstandards wie OPC UA, MQTT und Profinet integrieren sich diese Zwillinge in reale Systeme, um „digitale Schatten“ zu erzeugen, die den laufenden Betrieb widerspiegeln.

Diese Echtzeit-Synergie zwischen Design, Entwicklung und Produktion ermöglicht es Fabriken, Arbeitsabläufe zu optimieren, Fehler zu reduzieren und sich schneller an Änderungen anzupassen. Das Ergebnis ist eine intelligentere, stärker vernetzte Fabrikumgebung, die Effizienz, Agilität und Innovation fördert.

Anwendungen für Echtzeitlösungen in Robotik und Maschinen

Die Echtzeitumgebung ist eine leistungsstarke Lösung für die Herausforderungen im Maschinen- und Robotikbereich und ermöglicht es Teams, Anwendungen für eine breite Palette von Anwendungsfällen zu erstellen, wie z. B.:

Designvalidierung: Erstellen Sie High-Fidelity-Simulationen, um Designs vor der physischen Produktion zu testen. Dies reduziert Fehler, verkürzt Entwicklungszyklen und verbessert die Endergebnisse.

Virtuelle Inbetriebnahme: Ingenieure können die Logik von Maschinensteuerungen in einer virtuellen Umgebung simulieren und testen, wodurch kostspielige Verzögerungen und Fehler während der physischen Einrichtung vermieden werden. Zum Beispiel, indem ein realer Roboter und SPS-Steuerungen mit einem digitalen Modell verbunden werden.

3D Mensch-Maschine-Schnittstellen (HMI): Erstellen Sie interaktive und intuitive HMIs, die es dem Bedienpersonal erleichtern, Maschinen zu steuern und zu verstehen.

Vision KI-Schulung: Simulieren Sie reale Kamerabilder, führen Sie synthetische Datenannotationen durch und trainieren Sie Vision KI-Algorithmen, insbesondere für Robotersysteme.

Interessengruppenkommunikation: Erstellen Sie immersive Visualisierungen oder VR-Erfahrungen, die komplexe Ideen auch für nicht technische Beteiligte verständlich machen.

Wozu realvirtual.io passt

Spezialisierte Tools wie realvirtual.io basieren auf Echtzeitfunktionen, um speziell auf die Maschinen- und Roboterindustrie einzugehen. Realvirtual.io ist als Add-on-Asset verfügbar und bietet eine Reihe von maßgeschneiderten Tools zur Erstellung von Digital Twins, die über die Visualisierung hinausgehen.

Mit diesen Tools können Benutzer:

• Kinematik für komplexe Maschinen definieren
• Virtuelle Laufwerke und Sensoren hinzufügen
• Schnittstelle zu realen Robotersteuerungen oder SPS für die virtuelle Inbetriebnahme
• 3D HMIs erstellen
• Simulationen ausführen, die das Verhalten physischer Maschinen nachahmen

Digitale Twins spielen auch beim Training von Convolutional Neural Networks (CNNs) für industrielle Vision eine entscheidende Rolle. Durch die Generierung synthetischer, hochrealistischer Datensätze in simulierten Umgebungen ermöglichen sie es KI-Systemen, komplexe Erkennungs- und Entscheidungsaufgaben effizient zu erlernen, bevor die realen Produkte oder Produktion überhaupt existieren, was die Bereitstellung beschleunigt und die Genauigkeit in der realen Welt verbessert.

Um diesen Prozess zu rationalisieren, vereinfacht unser neues Produkt AI Builder die Erstellung fortschrittlicher KI-fähiger Digital Twins und unterstützt KI-Training direkt im Ökosystem von Unity, was die Bereitstellung KI-basierter industrieller Anwendungen einfacher denn je macht.

Meine Meinung: Unity als Zukunft der Digital Twins

Das Versprechen von Digital Twins ist aufregend, aber ich glaube, es ist entscheidend, auf dem Boden zu bleiben. Während blitzschnelle Begriffe Aufsehen erregen, sind es die praktischen Anwendungen, die wirklich Mehrwert schaffen.

Nach meiner Erfahrung liegt die Stärke von Unity darin, Teams in die Lage zu versetzen, Lösungen zu entwickeln, die echte Probleme angehen, von der Verbesserung des Designs über die Verbesserung der Kommunikation bis hin zur Reduzierung von Inbetriebnahmefehlern. Die Einführung einer neuen Idee, Benutzeroberfläche oder Benutzerinteraktion ist viel einfacher, wenn man das offene Entwicklungsökosystem und den offenen Quellcode von Realvirtual.io verwendet. Sie können Ergebnisse schnell sehen, ohne auf lange Software-Veröffentlichungszyklen warten zu müssen.

Unity zeichnet sich durch Leistungsfähigkeit und Zugänglichkeit aus. Seine Echtzeit-Rendering-Funktionen, sein robustes Ökosystem und seine Anpassungsfähigkeit machen es ideal für die Lösung realer Probleme in Maschinen und Robotern. Was es besonders wertvoll macht, ist seine Modularität, Offenheit und sein Ökosystem – eine endlose Palette von Tools und Erweiterungen, die über den Unity Asset Store und seinen Paketmanager verfügbar sind und von denen viele ursprünglich für Spiele entwickelt wurden, sich aber nahtlos in industrielle Anwendungen übertragen lassen.

Hier ist eine bahnbrechende Tatsache, die Unity auszeichnet: Sie ermöglicht es Ihnen, Anwendungen zu erstellen und auf fast jeder Plattform bereitzustellen, ohne dass Sie Cloud-Rendering benötigen. Das bedeutet, dass Sie einen digitalen Zwilling erstellen und auf mehrere Arten bereitstellen können, wie z. B.:

• Mobile App für unterwegs.
• Desktop-Anwendungen für Windows, Linux oder MacOS.
• Immersive Erfahrung auf Meta Quest oder anderen VR-Geräten.
• WebGL-basierte Lösung, die direkt über einen Browser zugänglich ist.

Ein Gespräch beginnen

Ich würde gerne Ihre Gedanken hören. Setzen Sie Unity in Ihren Maschinen- oder Roboterprojekten ein? Welche Herausforderungen meistern Sie, und wie entwickeln sich Ihrer Meinung nach Digital Twins? Bitte teilen Sie Ihre Erfahrungen mit – ich bin immer daran interessiert, von anderen in diesem spannenden Bereich zu lernen.

Dieser Artikel spiegelt meine persönlichen Erkenntnisse und Erfahrungen in der Arbeit mit Unity und digitalen Zwillingen wider. Konzentrieren wir uns auf das wirklich Wichtige: Ergebnisse zu liefern, die die Art und Weise verändern, wie wir Maschinen in der Moderne entwickeln, bauen und betreiben.