Unterstützung des Anlagen- und Prozessengineering mit Intelligenten Teilen aus Komponentenbibliotheken - Nikolai D'Agostino Leiter Forschung ...
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Unterstützung des Anlagen- und Prozessengineering mit
Intelligenten Teilen aus Komponentenbibliotheken
Nikolai D‘Agostino
Leiter Forschung, Digital Factory Solutions
Industry Forum 2018, Augsburg
© CENIT AG
Agenda
1. CENIT DFS in Kürze
2. Anlagen- und Prozessengineering
mit FASTSUITE Edition2
3. Mechatronisches Anlagenmodell
4. Intelligente Teile als
mechatronisches Modell
5. Intelligente Teile aus
Komponentenbibliotheken
6. Zusammenfassung
© CENIT AG 2
Daten und Fakten zur CENIT AG
Stand: 31.12.2016 Eigenkapitalquote Umsatz
56,2% 123,8
1988 Börsennotiert seit
1998
Mio. €
Gegründet in
Stuttgart
EBIT
AUTOMOTIVE
27.7 %
11,8 5
Mio. € Tochtergesellschaften weltweit
Langjährige Partnerschaften
9
AEROSPACE mit führenden IT-Unternehmen Geschäftsstellen in
23.2 % wie: Deutschland
IBM
SAP
F&A 14.6 % Dassault 494
Systèmes
37
FINANCIAL
SERVICES 11.5 % 38
ITK, MEDIA 7.7 %
Cenit AG
19
OTHERS 5.0 %
ISIN: DE0005407100 22
615
PUBLIC SECTOR 3.7 %
CONSUMER 3.7 % WKN: 540710
5
ENERGY 1.1 %
CHEMICAL, PHARMA, HEALTH 1.0
%
RETAIL 0.8 %
Mitarbeiter
+40
Auszubildende und
Börsenkürzel: CSH
Frankfurter Wertpapierbörse 615
Studenten dualer Studiengänge Marktsegment: Regulierter Markt (Prime Standard) Mitarbeiter 3
CENIT AG ©
Hauptgeschäftsbereiche
ENTERPRISE INFORMATION MANAGEMENT PRODUCT LIFECYCLE MANAGEMENT
EIM Über 20 Jahre fachliche Expertise mit Optimierung der digitalen PLM
Enterprise Content Management, Produktentwicklung, Produktion,
Business Intelligence sowie Application Änderung, Auftragsabwicklung und Service
Manage-ment Services
Fokus auf ganzheitliche, individuelle PLM
IT-basiertes Management von unterneh-
mensrelevanten Dokumenten und Infor- Lösungen
mationen innerhalb von Kernprozessen Mehr als 1.000 Kunden-Projekte
Vernetzung der PLM und EIM Kern- Jahrzehntelange Zusammenarbeit mit
kompetenzen zu ganzheitlichen Lösungen Kunden aus der Fertigungsindustrie und
mit hohem Nutzen PLM/ERP Software-Unternehmen
© CENIT AG 4
Our Digital Manufacturing History © CENIT AG 5
Agenda
1. CENIT DFS in Kürze
2. Anlagen- und Prozessengineering
mit FASTSUITE Edition2
3. Mechatronisches Anlagenmodell
4. Intelligente Teile als
mechatronisches Modell
5. Intelligente Teile aus
Komponentenbibliotheken
6. Zusammenfassung
© CENIT AG 6
Herausforderungen in der digitalen Fabrik
Zunehmende Komplexität
Fertigungsprozesse
Produktionseinrichtungen
Roboter, Maschinen, AGVs, …
Komplexe kinematische Systeme
Kooperierende Systeme
Vision Systeme
Sensorik
Anlagen und Prozesssteuerungen
Bewegungssteuerungen
Logiksteuerungen
Sicherheitssysteme
© CENIT AG 7
Herausforderungen in der digitale Fabrik
Abnehmende Beherrschbarkeit und
Unzulänglichkeiten der Softwarelösungen
PLM Umgebung
OLP Systeme
PLC Programme
Unzulänglichkeiten der verfügbaren
Simulationslösungen
Performance und Genauigkeit
Inkonsistenz zwischen digitaler und
realer Welt
Aufbau Anlagenlayout
Verhalten der Anlagenkomponenten
Steuerungsemulation versus realer
Steuerungen
Ideale CAD Modelle versus realer Modelle
© CENIT AG 8
Unser Ansatz / Ziel
Reduktion der Komplexität …
Vertiefung Prozessverständnis
Investition in Forschung
Interdisplinäre Zusammenarbeit mit
Partnern
Key Kunden
System Integratoren / Anlagenbauern
Roboter und Maschinenherstellern
Forschungseinrichtungen / Universitäten
FASTSUITE E2 Produktportfolio
Bedarfsorientierte, skalierbare
Anwendungen
Einfache, intuitive Bedienung
Entwicklung beherrschbarer
Softwarelösungen !
© CENIT AG 9
Phasen des Anlagen- und Prozessengineering
Konzept / Grobplanung Detailllierung der Betrieb
Bestellung-/Aufbau Inbetriebnahme
Planung
Software
Software Engineering / Programmvalidierung / Virtuelle Inbetriebnahme Service & Betrieb
Anwendungsfeld von FASTSUITE E2
Cyberphysisches
Physikalisches System
Mechatronisches Verhaltensmodell
Mechanisches Model Model
Mechanik
Mechanical Design
Hardware Supply &
Assembly
Electrical Design
Elektrik
© CENIT AG 10Einheitliche Simulationsplattform
Ein skalierbares offenes Modell entlang des
gesamten Prozesses
Einmalige Erstellung Simulationskomponenten
Layout Planung
Detaillierung der Planung
Layout- und Prozess Verifikation
Offline Programmierung
PLC Programm Verifikation
Virtuelle Inbetriebnahme
Betrieb und Überwachung
Basierend auf Standards für Konnektivität und
Interoperabilität !
© CENIT AG 11Unified simulation platform
Digitale Kopie der physikalischen Umgebung
Digital Simulationsmodelle als
Repräsentation der physischen Anlagen
Roboter, Maschinen, Vorrichtungen,
Werkzeuge, …
Steuerungen
PLC, RC, CNC
Zellensteuerungen
Verbindungen
Mechanisch
Elektrisch
Sensoren, Signale, Aktoren
Performance optimierte
Simulationslayouts, die funktionieren
und sich verhalten wie die realen
Anlagen
© CENIT AG 12Einheitliche Simulationsplattform
Unterschiedliche Simulationsanforderungen
Internal
Emulator
External
Emulator
VRC VNCK PLC Layout- und Prozess Verifikation
Zugänglichkeitsuntersuchung
Geometrische Absicherung
Shared Memory
Simulation basierend kann in der frühen
Entwicklungsphase auf Emulation basieren
Offline Programmierung
Partielle Simulation (vorwärts, rückwärts)
Kollisionsvermeidung
Prozessabsicherung
Simulation basierend auf RCS und VRC
Modulen
Virtuelle Inbetriebnahme
Anlagensimulation(Multi-Resource)
Simulation von Logik und Verhalten
Simulation basierend auf VRCs und HW
© CENIT AG 13Prozess-orientierte Lösungen
Für alle gängigen Prozesse / Technologien
Benutzeroberfläche
Werkzeugbahnberechnung
Optimierungen
Technologieparameter
Download Inhalt
Prozessmodell (optional)
Vorteile:
Technologieoptimierte Programme
Von R&D gewartete Technologien
Kundenspezifisch anpassbar
Fastsuite E2 Übersichtsvideo
© CENIT AG 14Agenda
1. CENIT DFS in Kürze
2. Anlagen- und Prozessengineering
mit FASTSUITE Edition2
3. Mechatronisches Anlagenmodell
4. Intelligente Teile als
mechatronisches Modell
5. Intelligente Teile aus
Komponentenbibliotheken
6. Zusammenfassung
© CENIT AG 15Mechatronisches Anlagenmodell
Quelle: Kuka
©©CENIT
CENIT AG AG
16Strategie – Virtuelle Inbetriebnahme
Steigerung der Effizienz
Inbetriebnahme von Elektrik und
Steuerungstechnik macht ca. 90% des
Gesamtaufwandes aus
Davon sind ca. 70% verursacht durch
Softwarefehler
Quelle: ISG
Nutzung des E2 Simulationsmodells
Funktionsbeschreibung
Verhaltensmodell
Anbindung der SPS Programmierung
Übergabe der Funktionsbeschreibung über
AutomationML (SFC)
Validierung der SPS Programme während der
Erstellung
Inbetriebnahme der Anlagen
© CENIT AG 17Simulationsinfrastruktur von FASTSUITE Edition 2
Simulationsrepräsentation
Prozessmodel
Viewer
Prozesse / Logikplan
Collision Solver Resource & Layout
Material flow Builder
Dynamics
Verhaltenssolver
Mechanics 3D Geometrie
Logic KInematik
Shares Shares Shares
Memory Memory Memory Adapter
Interne Bewegungsplanung I/O Signale
Interne Logik Physi. Verhalten
Kernel Logik Verhalten
OPC-UA Automation ML
Feldbus TSN OPC-UA AutomationML
Externe Bewegungsplanung
Externe Logik
Echtzeit External virtuelle Zeit Extern External Libraries
© CENIT AG 18Signalkommunikation mit externen Steuerungen
OPC-UA (Mitsubishi) Fanuc Robot Interface
Verbindung zu Mitsubishi PLC Verbindung zu Fanuc VRC
Protokoll: OPC-UA (standardisiert) Protokoll: Fanuc Robot Interface
(proprietär)
© CENIT AG 19Agenda
1. CENIT DFS in Kürze
2. Anlagen- und Prozessengineering
mit FASTSUITE Edition2
3. Mechatronisches Anlagenmodell
4. Intelligente Teile als
mechatronisches Modell
5. Intelligente Teile aus
Komponentenbibliotheken
6. Zusammenfassung
© CENIT AG 20Intelligenten Komponente in Fastsuite E2
Merkmale einer Intelligenten Anlagenkomponente
Gestalt (3D Modell)
Kinematische Kette
Kinematische Parameter
Achsgrenzen
Anschlusspunkte
mechanisch
elektrisch
Verhaltensmodell
Achsgeschwindigkeiten
Achsbeschleunigungen
Signale
Achswerte
Quelle: CADENAS, Zimmer Group
Sensorwerte
Steuerungsregister
© CENIT AG 21Erstellen einer intelligenten Komponente in Fastsuite E2
1. Download 2. Import 3. Kinematik
Video Video Video
4. Achsgrenzen 5. Mechanische Adapter 6. Sensoren
Video Video Video
7. Verhalten 8. Speichern 9. Anwendung
Video Video Video
© CENIT AG 22Geplante Entwicklung mit CADENAS
Vollständige Übernahme von Intelligenten Teilen aus CADENAS Bibliothek
Direkte Integration für Zugriff auf
CADENAS Bibliothek in FASTSUITE E2
Vorteile
Skalierbarer Informationsgehalt, je nach
Bereitstellung der Hersteller
Erheblich verringerter Aufwand beim
Aufbau von Simulationsmodellen
Wegfall von händischer Nachmodellierung
Fehlerfreie Übernahme von
herstellerspezifizierten Komponenten
Erfüllt Voraussetzung für vollständigen
digitalen Zwilling einer Anlage
© CENIT AG 23Agenda
1. CENIT DFS in Kürze
2. Anlagen- und Prozessengineering
mit FASTSUITE Edition2
3. Mechatronisches Anlagenmodell
4. Intelligente Teile als
mechatronisches Modell
5. Intelligente Teile aus
Komponentenbibliotheken
6. Zusammenfassung
© CENIT AG 24Verwendung von AutomationML
Neutrale Beschreibung von
Bibliothekskomponenten mit
AutomationML
• AutomationML erlaubt vollständige
neutral Beschreibung von
Automatisierungskomponenten
• Es ist daher ideal geeignet für den
Datenaustausch mit
Komponentenbibliotheken wie
CADENAS
• Es ist ein internationaler Standard der
kostenfrei genutzt warden kann
Geometrie Kinematik-
information information
Umfasst folgende Informationen : Weitere Mechatronik- Verhaltens-
Information einheit beschreibung
Netzwerk- Signal-
information information
25AutomationML Architektur
Anlagenplanung und Inbetriebnahme Geometrie
IEC 62714 und
Kinematik
Toplevel-Format Format
CAEX IEC 62424 COLLADA
Anlagen-
struktur-
information Logik
Format
Komponenten PLCopen
XML
Komponenten-
hierarchien
Mechatronik
Netzwerke Komponenten-
/Gerätebeschreibung mit
Geräte eCl@ss Attributen
26
Attribute
zung
Nut-
Weitere Aspekte D1 D2
in weiteren XML
Formaten Dn
AutomationML übertragen mittels OPC UA Technologie
26Intelligente Teile aus Komponentenbibliotheken
Fastsuite
bibl E2 Datenübernahme von Automatisierungskomponenten aus CADENAS
Bibliotheken
Zum Teil verfügbar
• Geometrie (CAD-Formate, Collada 1.4.0)
• Kinematik (Collada 1.5.0)
Wird im Rahmen des AutomationML Arbeitskreis „AML-Komponente“ untersucht
• Anschlusspunkte elektrisch, mechanisch, fluidisch (AutomationML)
• Verhalten und Signale (AutomationML mit PLCOpenXML)
CADENAS https://b2b.partcommunity.com CENIT Fastsuite Edition 2
27Agenda
1. CENIT DFS in Kürze
2. Anlagen- und Prozessengineering
mit FASTSUITE Edition2
3. Mechatronisches Anlagenmodell
4. Intelligente Teile als
mechatronisches Modell
5. Intelligente Teile aus
Komponentenbibliotheken
6. Zusammenfassung
© CENIT AG 28Zusammenfassung
Unterstützung des Anlagen- und Prozessengineering mit Intelligenten
Teilen aus Komponentenbibliotheken
Unterstützung bei allen Phasen des Anlagen- und Prozessengineering
durch die Digitale Fabrik Lösung Fastsuite Edition 2
Konzeptphase, Detaillierung, Inbetriebnahme und Betrieb
Definition von Intelligente Teilen als mechatronisches Modell in
FASTSUITE Edition 2
Skalierbarer Informationsgehalt je nach Stand der Herstellerdaten
In Zukunft:
Verwendung von AutomationML für den erweiterten Datenaustausch von
vollständigen Komponentenmodellen mit CADENAS Teilebibliothek
Direkte Integration des Zugriffs in FASTSUITE E2 auf intelligente Teil aus
Komponentenbibliothek von CADENAS
Peter Koch 29
29Vielen Dank für Ihre
Aufmerksamkeit!
NIKOLAI D'AGOSTINO
Leiter Forschung
CENIT Digital Factory Solutions
Fragen! Telefon
E-Mail
+49 (511) 54275 66
N.Dagostino@cenit.de
CENIT AG
DIGITAL FACTORY SOLUTIONS
Vahrenwalder Straße 261
30179 Hannover
www.cenit.com
www.fastsuite.com
www.youtube.com/FASTSUITE
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