«Gerade im Maschinen- und Anlagenbau sehe ich grosse Vorteile in der Nutzung von Simulationsmodellen. Entwickler stehen heute vor immer komplexeren Herausforderungen bei mechatronischen Systemen. Der Anteil der Software nimmt stetig zu. Daher ist es für Unternehmen besonders wichtig, schon bei der Entwicklung neuer Maschinen auf alle drei Disziplinen der Mechatronik – Mechanik, Elektrik und Software – zu setzen.

So kann zum Beispiel eine neue Maschine schon vor dem ersten physikalischen Entwurf komplett digital designt und deren volle Funktionsfähigkeit durch virtuelle Testläufe überprüft werden. So sparen sich Unternehmen wertvolle Zeit bei der Inbetriebnahme. Besonders in Fällen, in denen die Montage kompliziert oder kostenaufwendig ist, wie etwa bei einem Offshore-Windpark, sparen Unternehmen mit digitalen Modellen sowohl Geld als auch Zeit.

Aber auch nach der Inbetriebnahme von Maschinen kann ein «digitaler Zwilling» noch wertvolle Arbeit leisten. Mit den Möglichkeiten der Industrie 4.0 kann dieses virtuelle Abbild der Maschine stets mit Echtzeit-Daten aus dem physikalischen System versorgt werden und läuft so parallel über die gesamte Lebenszeit der Maschine mit. Die so ermittelten Daten bieten wertvolle Hinweise auf mögliche Fehler oder Verschleisserscheinungen, etwa wenn die real gemessenen Werte nicht mit den simulierten Werten übereinstimmen. Dies liefert meist einen ersten Anhaltspunkt für die Suche nach Ursachen und zur Fehlerbehebung. Mit einem frühzeitigen Eingreifen kann hier die Lebenszeit der Maschine deutlich verlängert oder kostspielige Fehler und Ausfälle können schon vor dem Auftreten behoben werden.

Trend zur Modellbildung auch im Maschinen- und Anlagenbau

Dabei ist es nicht essentiell, die gesamte Anlage digital abzubilden. Schon ein digitales Modell einer einzelnen Maschine oder bestimmter mechatronischer Komponenten können die Effizienz der gesamten Produktionskette deutlich steigern.
Modellbasierte Entwicklung hat sich bis heute vor allem in der Raumfahrt und in der Automobil-Branche durchgesetzt. Neueste Entwicklungen zeigen uns, dass auch im Maschinen- und Anlagenbau ein deutlicher Trend hin zu Modellbildung, Simulation und automatischer Codegenerierung geht. Das zeigt uns, dass auch Maschinenbau-Unternehmen verstärkt vor Herausforderungen sehen, die nicht mehr nur rein physikalisch zu lösen sind. Der «digitale Zwilling» wird sozusagen zum Muss, um in der Konkurrenz zu bestehen.»