Advanced Robotik mit Process Simulate. Robotik Industrielle Lösungen von Siemens, Stuttgart, 24. März 2015, Dr. Bernd Brinkmeier

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1 Advanced Robotik mit Process Simulate Robotik Industrielle Lösungen von Siemens, Stuttgart, 24. März 2015, Dr. Bernd Brinkmeier Unrestricted Siemens AG 2015 Realize innovation

2 Einschätzung des wirtschaftlichen Potentials von Schlüsseltechnologien Bedeutung der Robotik Advanced Robotics ist eine der wichtigsten zukünftigen Schlüsseltechnologien mit hohem wirtschaftlichen Potential Quelle: McKinsey Global Institute Analysis Page 2

3 Die Digitalisierung wandelt die Fertigungsindustrie Verschmelzung von digitaler und realer Welt Smarte Produkte Intelligente Information im gesamten Lebenszyklus. Digitaler Zwilling Vollständige Produkt-Definition zur Simulation der Realität. Optimierte verteilte Produktion Autonome Produktion mit eingebetteter Intelligenz. Page 3

4 Intelligente Modelle unterstützen den Lebenszyklus in jeder Phase Accurately represent what is real and simulate what is possible. Page 4

5 Die Zukunft mit zunehmender Digitalisierung gestalten 1. Schnellere Produktentwicklung mit PLM Software Produkt Entwicklung Produktions- Planung Produktions- Engineering 2 Produktion 3 Service Virtuelle Produktentwicklung und Planung mit PLM Verkürzte Produktentwicklungszeit Page 5

6 Produktentwicklung Konstruktion, Konfiguration und Absicherung der Produktidee Konzept Layout und Entwurf Interdisziplinäre Entwicklung Analysis and Simulation Engineering to Order Produkt Entwicklung Produktions- Planung Produktions- Engineering Produktion Service Page 6

7 Die Zukunft mit zunehmender Digitalisierung gestalten 2. Die Simulation von Produktionsprozessen reduziert Time to Market Produkt Entwicklung Produktions- Planung Produktions- Engineering 2 Produktion 3 Service Simulation, Absicherung und optimierte Produktion Verkürzte Zeit bis zur Marktreife Page 7

8 Produktionsplanung Wie fertige ich das Produkt am Effizientesten? Prozess Planung und Dokumentation Absicherung und Simulation Anlagenplanung und Optimierung Robotik und Automatisierung Product Produkt Entwicklung Design Produktions- Production planning Planung Produktions- Production Engineering engineering Produktion Production Service Page 8

9 Digitale Fabrik mit Tecnomatix Planung, Simulation und Produktion Page 9

10 Tecnomatix Robotics Lösungen Single Robot simulation Car Body cell simulation: Robcad New generation Windows product: Process Simulate 1990s 2000 s Complete line simulation Complete Solution on Teamcenter (DB) 1986 Page 10

11 Process Simulate vs. Robcad Concept Basic Verification Path planning & OLP Robot Sync. & OLP Build Commissioning Zone/Line Cell Robot/Path Manufacturing Backbone Page 11

12 Process Simulate Robotics Stationsstruktur Schweißpunktverteilung Roboterpfade Materialhandling Schweißoperationen Vorrichtungen Virtuelle Inbetriebnahme Page 12

13 Robotics Automotive Station Punktschweißen Zellensimulation Page 13

14 Robotics Electronics Montage von Haushaltsgeräten Montage mit Zweiarmrobotern Page 14

15 Robotics Machinery Schweißrobotik Polieren Page 15 Bohren Bestückung und Handling

16 Robotics Aerospace Entgraten Bohren und Nieten Page 16

17 Die Zukunft mit zunehmender Digitalisierung gestalten 3. Kosteneinsparung durch hohe Effizienz im Produktions-Engineering Produkt Entwicklung Produktions- Planung Produktions- Engineering 2 Produktion 3 Service Simulation Intelligente und Kommunikation optimierte Produktion ( Internet der Dinge ) Bis Integration zu 50 % vekürzte der Automatisierungsfunktionen Marktreife Page 17

18 Produktions Engineering Übergang aus der digitalen in die reale Welt Anlagen-Engineering TIA Portal Offline-Programmierung Virtuelle Inbetriebnahme Product Produkt Entwicklung Design Produktions Planung Produktions Production Engineering engineering Produktion Production Service Page 18

19 Virtuelle Inbetriebnahme Absicherung von PLC und HMI am Simulationsmodell Reales Kommunikationsverhalten intelligenter Komponenten (FU, Klebersteuerung, Robotersteuerung, etc.) Testen von SPS-Programmen, Bedienoberflächen (HMI), Sequencing, Notfallszenarien, Betriebsarten, Sicherheit, etc.) Programmierung/Debugging/Monitoring findet mit der Programmiersoftware des SPS-Herstellers statt Virtuell Real PLC HMI Page 19

20 Virtuelle Inbetriebnahme mit Process Simulate Anwendungsbeispiel Maschinenzelle Monitor 1 Simulation SimbaBox Simatic PLC Touchpanel mit HMI Monitor 2 Programmierumgebung der SPS Page 20

21 Die Zukunft mit zunehmender Digitalisierung gestalten 4. Effiziente vernetzte Produktion Produkt Entwicklung Produktions- Planung Produkt Engineering 2 Produktion 3 Service Vollständige Simulation Intelligente und Kommunikation Integration optimierte von Produkt und Produktionsportfolio ( Internet der Dinge ) Datenintegration Bis Integration zu 50 % zur vekürzte der Fertigung Automatisierungfunktionen Marktreife Page 21

22 Zusammenführung von digitalem Modell und realer Welt Laser Scan Punktewolken für die Simulation Planung im Fabrikkontext Visualisierung von Punktewolken und Planungsdaten Simulation und Verifizierung Integration von Fabrikplanung und PLM Wiederverwendung von Punktewolken im Bentley.POD Format Änderungsmanagement zwischen Prozess- und Layoutengineering Visualisierung der geplanten Prozesse in realem Layoutkontext Anpassung des Simulationslayouts an das reale Umgebungslayout Verifikation der geplanten 3D-CAD Geometrie mit den Punktewolken Geplante Anlagen werden gegen die Scan-Daten verifiziert Page 22

23 Zusammenführung von digitalem Modell und realer Welt Laser Scanning Workflow Scan Registration & Preprocessing Reference Scan in Prozess Plannung Model Simulation und Validierung Page 23

24 Hannover Messe 2014 Laser Scanning des Siemens Future Forum Laser Scanning Prozess und Pre-Processing Page 24

25 Hannover Messe 2014 Laser Scanning des Siemens Future Forum Tecnomatix Process Simulate - Simulation und Validierung Page 25

26 Hannover Messe 2014 Laser Scanning des Siemens Future Forum Tecnomatix Process Simulate - Reference Scan im Prozessplanugsmodell Page 26

27 Simulation & Energieeffizienz INDUSTRY ROBOTS ENERGIESIMULATION IN PROCESS SIMULATE Page 27

28 Roboter Energieeinsparung Einfluss der Roboterbewegung Eckig 100% Abgerundet 83% Smart 65% 35% Einsparung Page 28

29 Energie Simulation in Process Simulate Darstellung des Energieverbrauchs über der Zeit Page 29

30 Robotik Energiesimulation mit Process Simulate Anwendungsbeispiele Optimale Platzierung unter Berücksichtigung von Erreichbarkeit und Energieverbrauch Optimierter Gesamtablauf unter Berücksichtigung von Prozessreihenfolge, Geschwindigkeit und Energieverbrauch Page 30

31 Robotik und Offlineprogrammierung zur Planung und Absicherung komplexer Produktionsprozesse Erreichbarkeitsanalyse Kollisionsanalyse Bahnoptimierung Reihenfolgenoptimierung RCS-Simulation Zeitanalyse / Zeitermittlung Offline Programmierung Kalibrierung Up- / Download von Programmen Synchronisierung / Handshakes Ereignisgesteuerte Simulation Page 31

32 Mit virtueller Inbetriebnahme schneller zum fehlerfreien Produktionsstart Digitale Planung und Simulation von automatisierten Fertigungszellen Einsparung von 20-30% Programmierungsaufwand 98% Fertigstellungsgrad der Zellen vor Inbetriebnahme Interdisziplinäre Zusammenarbeit von Elektrik, Mechanik und Steuerung Höhere Taktzeitproduktivität von Anfang an Page 32

33 Tecnomatix Plant Simulation Worldwide User Conference 2015 Save The Date June 15-17, 2015 Plant Simulation Development Center Stuttgart Weilimdorf, Germany Learn about: Increased modelling productivity Innovative ideas for addressing your layout challenges Timesaving tips and tricks for your work Expanded network of resources and user examples Significant cost savings through understanding and implementation of new features and enhancements Page 33

34 Stay Connected!! Enhance your conference experience. PLM World App Like our page! Tecnomatix & NX for Manufacturing Realize innovation. Tecnomatix 360 App Join the online community. Tecnomatix Community NX Manufacturing Forum Page 34

35 Vielen Dank Tecnomatix Manufacturing Discussion Forum World Wide Web Kontakt Unrestricted Siemens AG 2015 Page 35