Virtuelle Inbetriebnahme von Maschinen und Fabriken

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1 Proseminar Technische Informationssysteme Virtuelle Inbetriebnahme von Maschinen und Fabriken Dresden, den

2 Virtuelle Inbetriebnahme von Maschinen und Fabriken 1. serklärung 2. Vorteile und Grenzen 3. Werkzeuge und sbeispiele 4. saktivitäten 5. Zusammenfassung Seite 2

3 serklärung: Klassisch: Prototypenentwicklung sequentiell Seite 3

4 Hardware-in-the-Loop (HiL) ermöglicht Steuerungsinbetriebnahme am virtuellen Maschinenmodell Software-in-the-Loop (z.b. durch C-Code) Model-in-the-Loop (z.b. durch MATLAB) HiL-Realisierungsvariante Seite 4

5 Vorteile: Parallele Entwicklung von Software und Mechatronik Validierung der Steuerung und Benutzerschnittstellen vor dem ersten Prototyp Schnelle Erprobung vieler Bedingungen und Szenarien auch bei komplexen Abläufen Integrations- und Migrationstests Test von Störfällen (an der realen Maschine meist gar nicht möglich oder risikobehaftet) Optimierungen sonst aufgeschoben oder ganz unterlassen Seite 5

6 Probleme und Grenzen: Komplexität der Ein-/Ausgangssignale (OPC, PROFIBUS/PROFINET, Ethernet, ) Einarbeitungsaufwand nicht zu unterschätzen (Fehler durch fehlerhafte/ungenügende Simulation?) (Automatisierung von Testfällen, Durchlauf möglicher fehlerhafter Nutzereingaben,...) Aufwand für Verhaltensmodell (Wiederverwendung von Konstruktionsplänen, fertige Bibliotheken, ) Nicht modellierbare Störungen/Faktoren Seite 6

7 ISG-virtuos Importfunktion für lineare Matlab/SimulinkModelle Zustandsgraph Oszilloskopfunktion Steuer- und Anzeigetafel (eigene Bibliothek) Online testing 3D-Visualisierung mit Importfunktion (CAD) Kollisionserkennung mit Abstandsanzeige Sonst nur primitive Geometrien verfügbar Seite 7

8 icon-l (intelligent Control-Language) HiL-Simulationssoftware Kein kinematisches Modell Simulation durch modulares Verhaltensmodell (icon-mfb) Visuelles Programmiersystem: Keine Programmierkenntnisse vorausgesetzt (icon-ide) Einbettung von Benutzeroberflächen (z.b. virtueller Knopfdruck öffnet ein in iconmfb spezifiziertes Programm) Bsp.: Testanlage für Integration von Komponenten eines FlugzeugElektronik-Systems Seite 8

9 WinMOD 3D-Kinematik-Modell (WinMOD-3DView) WinMOD-3D-Assistent zur nahezu automatischen Parametrierung Verhaltens- und Kinematikmodell auf 2 PCs verteilbar WinMOD-Force-Machine zur Fehler und Störsimulation (manuell/script-basierend) WinMOD-Recorder zur Auswertung Betriebssystem Windows Bsp: Doppeltragwalzenroller Seite 9

10 und Entwicklung: Anbindung von Steuerungsstrukturen an Simulatoren Kopplung aller Hard- und Software zur effizienten Steuerung der Tests Auswertung der Simulationsergebnisse mittels intelligenter Algorithmen (statistisches Lernen) Intuitive Spezifikation und automatische Generierung von Testfällen Virtuelle und Erweiterte Realität für höchste Sicherheit und Zuverlässigkeit von Eingebetteten Systemen Modelle für Security und Safety Generierung qualitativ hochwertiger 3D-Organmodelle Sichere Datenhaltung in Eingebetteten Systemen Abhängikeiten von eingebetteten Systemen (Zusammenspielen von unterschiedlichen funktionsbestimmenden Komponenten) Seite 10

11 Virtuelle Techniken werden weiterentwickelt und erforscht. Dr. Thomas Alt (Mitbegründer der METAIO GmbH) 28 Unternehmen und seinrichtungen, darunter Volkswagen und Siemens + Angewandte Virtuelle Technologien mit Langfristfokus auf den Produktund Produktionsmittel-Lebenszyklus Physikalisch korrekte Simulation von Objekteigenschaften Neuartige Eingabegeräte Robustes, markerloses Tracking Seite 11

12 Virtuelle Inbetriebnahme bedient sich des HiLVerfahrens Vorteile eines Prototypen vor eigentlicher Fertigung Aufwand und Grenzen icon-l (ohne Kinematikmodell, portierbar) virtuos (Zustandsgraph, online testing) WinMOD (auf 2 PCs verteilbar) Seite 12

13 Noch Fragen? Seite 13

14 Seite 14

15 Quellen: partner.de/www/deu/presse/virtuelle Inbetriebnahme ein Beispiel aus der Praxis.pdf automation.de/nachrichten/steuerungsebene/steuernregeln/article/virtue lle_inbetriebnahme/5897/922a820e-b708-11dd-afd6-001ec9efd5b0 %20inbetriebnahme%20feldstudie&pg=PA83#v=onepage&q=&f=true Seite 15