SEW-EURODRIVE und realvirtual.io: Virtuelle Inbetriebnahme mit Unity beschleunigen

SEW-EURODRIVE und realvirtual.io: Virtuelle Inbetriebnahme mit Unity beschleunigen

SEW-EURODRIVE ist ein internationaler Marktführer in der Antriebstechnik und Automatisierung, gegründet 1931 in Bruchsal. Mit rund 22.000 Mitarbeitern in 55 Ländern erzielt das Unternehmen derzeit einen Umsatz von 4,5 Milliarden Euro (2023). Das Unternehmen bietet innovative Lösungen für Bewegungssteuerung, Energieübertragung, Produktion und industrielle Anwendungen in verschiedenen Sektoren an. Ihr Antriebsspektrum reicht von schnell, dynamisch und hochpräzise bis hin zu sehr groß und hochdrehmoment.

Diese Fallstudie hebt hervor, wie SEW-EURODRIVE die Durchführung der virtuellen Inbetriebnahme revolutioniert hat, indem MOVIKIT® Custom SimInterface über realvirtual.io. in Unity integriert wurde. Diese standardisierte Schnittstelle, die im Unity Asset Store verfügbar ist, ermöglicht eine nahtlose Konnektivität zwischen industriellen Steuerungen und digitalen Zwillingen, sodass Ingenieure die Automatisierungslogik von speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) vor der Bereitstellung testen, verfeinern und validieren können.

Ergebnisse und wichtige Vorteile

• 70% Reduzierung der Inbetriebnahmezeit – virtuelle Tests minimieren Verzögerungen beim Produktionsstart.
• 100 % vorab getestete PLC-Automatisierungslogik – nur mechanische und elektrische Probleme müssen vor Ort behoben werden.
• Ein-Klick-Verbindung – MOVIKIT® Custom SimInterface erleichtert die Verbindung von MOVI-C®-Steuerungen mit digitalen Zwillingen.
• Eliminierung logischer Fehler – kontinuierliches Testen in Unity verhindert Überraschungen in letzter Minute.
• Schnellere Rendite für Automatisierungsinvestitionen – Verzögerungen reduzieren bedeutet, dass kapitalintensive Systeme schneller Wert generieren.
• Nahtlose Unity-Integration – realvirtual.io erweitert die Unity Industry-Funktionen für industrielle digitale Zwillinge.

Lesen Sie weiter, um mehr zu erfahren.

Herausforderungen bei der traditionellen Inbetriebnahme

Industrielle Automatisierungssysteme erfordern in der Regel umfangreiche Inbetriebnahmeaufwände, die oft die Produktionspläne aufgrund von nicht verifiziertem Automatisierungscode und Debugging in letzter Minute vor Ort verzögern. Es ist auch ein risikobehafteter Prozess, der Sicherheitsrisiken birgt. Traditionell müssen Ingenieure programmierbare Logiksteuerungen (PLC) für industrielle Automatisierungssysteme am Kundenstandort manuell testen, was Zeit, Kosten und potenzielle Risiken erhöht.

Vor-Ort-Tests zeigen oft logische Fehler im PLC-Automatisierungscode, was zu folgendem führt:

• Verzögerungen beim Produktionsstart aufgrund unerwarteter Debugging-Arbeiten am Kundenstandort.
• Höhere Kosten verursacht durch verlängerte Inbetriebnahmezeiten und Troubleshooting in letzter Minute.
• Erhöhte Risiken mechanischer und elektrischer Ausfälle während der Integration. Vor-Ort-Tests beinhalten oft den Betrieb von Maschinen, Roboterarmen oder Fördersystemen, was bei Fehlfunktionen zu körperlichen Schäden bei den Bedienern führen kann.
• Begrenzte Möglichkeiten für kontinuierliches Testen und Optimierung, da Änderungen in Echtzeit mit minimalem Spielraum für Iterationen vorgenommen werden müssen.

Für viele Unternehmen wird es schwierig, kostspielig und riskant, Verbesserungen vorzunehmen, sobald ein Automatisierungssystem implementiert ist.

Eine standardisierte virtuelle Inbetriebnungslösung

SEW-EURODRIVE erkannte die Notwendigkeit einer skalierbaren und standardisierten Lösung, die es Ingenieuren ermöglicht, die PLC-Logik kontinuierlich in einer realistischen digitalen Zwillingsumgebung zu testen und einvollständig optimiertes und fehlerfreies System vor der Bereitstellung.

MOVIKIT® Custom SimInterface ist eine standardisierte virtuelle Inbetriebnahme-Schnittstelle für industrielle Automatisierungssysteme. Es integriert nahtlos MOVI-C-Controller mit der Unity Echtzeit-3D-Simulationsplattform und ermöglicht eine präzise und dynamische Steuerung von digitalen Zwillingen in einer virtuellen Umgebung. Dies adressiert die Herausforderungen traditioneller Inbetriebnahmelösungen mit einer skalierbaren und leistungsstarken physikbasierten industriellen Simulationslösung, die die Engineering-Workflows erheblich verbessert.

Diese Methodik führt auch zu einer verbesserten Codequalität, da iterative Tests in einer risikofreien digitalen Zwillingsumgebung durchgeführt werden können, was eine kontinuierliche Verfeinerung und Optimierung ohne die Einschränkungen von Tests in der realen Welt ermöglicht.

Über die Inbetriebnahme hinaus bieten digitale Zwillinge zusätzlichen Wert für Schulungen, Tests und Vertrieb und machen sie zu einem vielseitigen Werkzeug für Betreiber, Ingenieure und Kunden. Durch die Nutzung des leistungsstarken Ökosystems von Unity wird sichergestellt, dass die virtuelle Inbetriebnahme nicht nur schneller und sicherer, sondern auch anpassungsfähiger und skalierbarer für die Zukunft der industriellen Automatisierung ist.

Wie SEW EURODRIVE Unity und realvirtual.io nutzt, um die virtuelle Inbetriebnahme zu beschleunigen

Die Verwendung von Unity als Werkzeug für die virtuelle Inbetriebnahme wird unglaublich effizient und unkompliziert, wenn es mit der realvirtual.io Lösung kombiniert wird. Der Workflow beginnt typischerweise mit dem Import von realvirtual.io aus dem Unity Asset Store in das Unity-Projekt. Nach der Installation werden die 3D-CAD-Daten der Maschine mit Pixyz importiert oder aus dem Unity Asset Managergeladen, sodass Ingenieure detaillierte CAD-Modelle einbringen und sie direkt im Unity-Editor konfigurieren können.

Oft bieten CAD-Daten nur geometrische und Materialinformationen, während die kritischen kinematischen Beziehungen, die erforderlich sind, um das Verhalten des Modells in physikbasierten Simulationen genau zu replizieren, weggelassen werden. realvirtual.io adressiert diese Einschränkung, indem es spezialisierte Werkzeuge zur Definition kinematischer Beziehungen außerhalb der CAD-Datenstruktur bereitstellt und dabei deren logische Konsistenz beibehält.

Das bedeutet, dass Benutzer Mechanismen wie Verbindungen, Drehungen und Einschränkungen visuell festlegen können, ohne die ursprüngliche CAD-Hierarchie zu ändern.

Wichtiger ist, dass dieser Ansatz die Möglichkeit beibehält, die CAD-Daten zu aktualisieren, wenn Designänderungen auftreten, und sicherstellt, dass alle Änderungen im ursprünglichen Design problemlos in den digitalen Zwilling integriert werden können, ohne dass etablierte kinematische Definitionen verloren gehen.

Anstatt Physik, Kinematik oder Sensorverhalten manuell zu definieren, bietet realvirtual.io benutzerdefinierte "digitale Zwillings"-Komponenten, die diese Aufgaben über eine klare, benutzerfreundliche Schnittstelle abwickeln. Sensoren wie Lichtschranken, virtuelle Antriebe und andere Automatisierungselemente können einfach hinzugefügt und konfiguriert werden, wodurch die Notwendigkeit komplexer Skripterstellung entfällt. Dieser optimierte Prozess reduziert erheblich die Komplexität der Einrichtung eines digitalen Zwillings und stellt sicher, dass sowohl die geometrischen als auch die kinematischen Aspekte der Maschine genau für eine realistische virtuelle Inbetriebnahme dargestellt werden.

Integriert in realvirtual.io bietet die Schnittstelle einen Plug-and-Play-Ansatz für die virtuelle Inbetriebnahme. Innerhalb des MOVISUITE® IEC-Editors wird die Schnittstelle automatisch generiert, sodass die Steuerungen mit einem einzigen Klick über die Message Queuing Telemetry Transport (MQTT)-Kommunikation mit einem digitalen Zwilling verbunden werden können. Dies eliminiert komplexe Einrichtungsverfahren und ermöglicht es Automatisierungsingenieuren, virtuelle Inbetriebnahmeumgebungen in Tagen statt in Wochen einzurichten.

Warum Unity die ideale Lösung für die virtuelle Inbetriebnahme ist

Unity bietet mehrere einzigartige Vorteile im Vergleich zu traditionellen industriellen Simulationswerkzeugen:

• Offenes Ökosystem und umfangreiche Ressourcen – Unity bietet Tausende von Assets und Plugins im Unity Asset Store, die die Entwicklung beschleunigen.
• Vollständig zugänglich und erweiterbar – Unity und realvirtual.io bieten Open-Source-Anpassungen, die es den Benutzern ermöglichen, ihre digitalen Zwillings-Workflows anzupassen.
• Plattformübergreifende Unterstützung – Auf Unity basierende digitale Zwillinge können auf Geräten von niedriger bis hoher Leistung ausgeführt werden, was eine breite Kompatibilität gewährleistet.
• Standalone-Anwendungen – Digitale Zwillinge können als distributierbare Anwendungen für Kunden, Betreiber und Ingenieure verpackt werden.
• Hochwertige Visualisierung – Unitys Universal Render Pipeline (URP) liefert nahezu fotorealistische digitale Zwillingssimulationen.
• Native CAD-Unterstützung – Mit der Pixyz-Integration können komplexe CAD-Modelle in Unity importiert, optimiert und visualisiert werden für industrielle Simulationen.

Hochleistungsphysiksimulation – Angetrieben von NVIDIA PhysX ermöglicht Unity genaue mechanische Interaktionen, Echtzeit-Kollisionsdetektion und realistische Automatisierungstests.

Ergebnisse

Durch die Nutzung der Technologie von Unity und realvirtual.io hat SEW-EURODRIVE einen standardisierten Ansatz und ein Ökosystem für die virtuelle Inbetriebnahme geschaffen, in dem seinMOVI-C®-Controller mit einem vollständig simulierten digitalen Zwilling interagieren kann – was es Ingenieuren ermöglicht, Automatisierungscode und Logik zu validieren, zu optimieren und zu debuggen, bevor sie auf einer echten Maschine bereitgestellt werden, was zu:

1. Schnellerer und reibungsloserer Inbetriebnahme

• Da die meisten PLC-Logiken in einer digitalen Zwillingsumgebung validiert werden, wird die Inbetriebnahmezeit um bis zu 70 % verkürzt.
• Ingenieure können sich ausschließlich auf die mechanische und elektrische Integration konzentrieren, was die Arbeit vor Ort erheblich effizienter macht.

2. Höhere Codequalität mit kontinuierlichem Testen

• Im Gegensatz zur traditionellen Inbetriebnahme, bei der die Modifikation der Automatisierungslogik riskant ist, ermöglichen digitale Zwillinge auf Unity-Basis iteratives Testen und Optimierung.
• Ingenieure können den Automatisierungscode vor der Bereitstellung verfeinern und verbessern, um ein zuverlässigeres System zu gewährleisten.

3. Sofortige finanzielle Gewinne durch schnelleren ROI

• Eine reduzierte Inbetriebnahmezeit bedeutet, dass Automatisierungsinvestitionen schneller Wert liefern.
• In Branchen mit kapitalintensiven Automatisierungssystemen führt eine schnellere Hochlaufzeit zu erheblichen Kosteneinsparungen.

4. Null Risiko von Geräteschäden

• Da alle Tests in einer vollständig simulierten Umgebung stattfinden, besteht kein Risiko, physische Geräte während der Inbetriebnahme zu beschädigen.

5. Über die Inbetriebnahme hinaus: Schulungs- und Verkaufsnutzen

• Digitale Zwillingsmodelle können für die Schulung von Bedienern verwendet werden, sodass Teams Erfahrung sammeln können, bevor sie mit echten Maschinen arbeiten.
• Die gleichen Modelle können auch für Vertrieb und Marketing genutzt werden, um eine interaktive Möglichkeit zu bieten, Automatisierungsfähigkeiten Kunden zu demonstrieren.

Die Zukunft der virtuellen Inbetriebnahme: Kollaborativ, immersiv und vernetzt

Blick in die Zukunft: Die virtuelle Inbetriebnahme entwickelt sich zu einem kollaborativen und interaktiven Prozess. Die Multiuser-Funktionalitäten von Unity, einschließlich VR und AR, ermöglichen remote Präsentationen von Automatisierungskonzepten, sodass Ingenieure und Kunden digitale Zwillinge von überall erleben können.

realvirtual.io fördert weiter gemeinsame virtuelle Inbetriebnahme durch die Integration von Unitys Multiuser SDK, das mehreren Ingenieuren an verschiedenen Standorten ermöglicht, in Echtzeit an derselben virtuellen Maschine zu arbeiten. Anpassungen an Kinematik, Sensorplatzierung und Automatisierungslogik sind sofort sichtbar, was nahtlose Zusammenarbeit gewährleistet.

Dieser Ansatz beseitigt geografische Barrieren, beschleunigt Iterationszyklen und fördert Innovation. Durch die Nutzung der Echtzeit-3D-Fähigkeiten und Netzwerkfunktionen von Unity wird die virtuelle Inbetriebnahme vernetzter, agiler und effizienter – und treibt die nächste Generation der industriellen Automatisierung voran.