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

SEW-EURODRIVE und realvirtual.io: Eine Unity-Fallstudie

SEW-EURODRIVE wurde 1931 in Bruchsal als internationaler Marktführer für Antriebstechnik und Automatisierung gegründet. Mit rund 22.000 Mitarbeitern in 55 Ländern erwirtschaftet das Unternehmen derzeit 4,5 Milliarden Euro Umsatz (2023). Das Unternehmen bietet innovative Lösungen für Bewegungssteuerung, Kraftübertragung, Produktion und industrielle Anwendungen für alle Branchen. Ihr Antriebsspektrum reicht von schnell, dynamisch und hochpräzise bis hin zu sehr groß und drehmomentstark.

Diese Fallstudie zeigt, wie SEW-EURODRIVE die Art und Weise der virtuellen Inbetriebnahme verändert 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 Verbindung zwischen industriellen Steuerungen und Digital Twins, sodass Ingenieure die Automatisierungslogik der speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) vor der Bereitstellung testen, verfeinern und validieren können.

Ergebnisse und wesentliche Vorteile

• 70 % Reduzierung der Inbetriebnahmezeit – virtuelle Tests minimieren Verzögerungen beim Produktionsanlauf.
• 100 % vorab getestete SPS-Automatisierungslogik – damit nur mechanische und elektrische Probleme vor Ort gelöst werden müssen.
• Verbindung mit einem Klick – MOVIKIT® Custom SimInterface macht es einfach, MOVI-C®-Controller mit Digital Twins zu verknüpfen.
• Beseitigung logischer Fehler – kontinuierliche Tests in Unity verhindern Überraschungen in letzter Minute.
• Schnellerer ROI für Automatisierungsinvestitionen – weniger Verzögerungen bedeuten, dass kapitalintensive Systeme früher Mehrwert generieren.
• Nahtlose Unity Integration – realvirtual.io erweitert die Möglichkeiten von Unity Industry für industrielle Digital Twins.

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Herausforderungen bei der traditionellen Inbetriebnahme

Gewerbliche Automatisierungssysteme erfordern in der Regel umfangreiche Inbetriebnahmearbeiten und verzögern oft Produktionszeitpläne aufgrund von unverifiziertem Automatisierungscode und Last-Minute-Debugging vor Ort. Es handelt sich auch um einen risikoreichen Prozess, der mit Sicherheitsgefahren verbunden ist. Normalerweise müssen Ingenieure industrielle Automatisierungssysteme der speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) manuell beim Kunden testen, was Zeit, Kosten und potenzielle Risiken erhöht.

Tests vor Ort zeigen oft logische Fehler im SPS-Automatisierungscode, was zu Folgendem führt:

• Verzögerungen beim Produktionsanlauf durch unerwartetes Debugging beim Kunden.
• Höhere Kosten durch verlängerte Inbetriebnahmezeiten und Fehlerbehebung in letzter Minute.
• Erhöhtes Risiko für mechanische und elektrische Ausfälle bei der Integration. Bei den Tests vor Ort werden oft Maschinen, Roboterarme oder Fördersysteme betrieben, was dem Bedienpersonal bei Störungen physischen Schaden zufügen kann.
• Begrenzte Möglichkeiten für kontinuierliche Tests und Optimierungen, da Änderungen in Echtzeit mit minimalem Spielraum für Iterationen vorgenommen werden müssen.

Für viele Unternehmen wird die Durchführung von Verbesserungen, sobald ein Automatisierungssystem eingesetzt wird, schwierig, kostspielig und riskant.

Eine standardisierte virtuelle Kommissionierlösung

SEW-EURODRIVE erkannte den Bedarf an einer skalierbaren und standardisierten Lösung, die es Ingenieuren ermöglicht, SPS-Logik kontinuierlich in einer realistischen digitalen Zwillingsumgebung zu testen und so ein vollständig optimiertes und fehlerfreies System vor der Bereitstellung zu gewährleisten.

MOVIKIT® Custom SimInterface ist eine standardisierte virtuelle Inbetriebnahmeschnittstelle für industrielle Automatisierungssysteme. Es integriert MOVI-C-Controller nahtlos in die 3D-Simulationsplattform von Unity und ermöglicht so eine genaue und dynamische Steuerung Digital Twins in einer virtuellen Umgebung. Dies stellt sich den Herausforderungen herkömmlicher Inbetriebnahmelösungen mit einer skalierbaren und leistungsstarken Physics-basierten Industriesimulationslösung, die die technischen Workflows erheblich verbessert.

Diese Methodik führt auch zu einer verbesserten Code-Qualität, da iterative Tests in einer risikofreien digitalen Zwillingsumgebung durchgeführt werden können, was eine kontinuierliche Verfeinerung und Optimierung ohne die Einschränkungen realer Tests ermöglicht.

Digital Twins bieten über die Inbetriebnahme hinaus einen Mehrwert für Schulung, Tests und Vertrieb und sind damit ein vielseitiges Tool für Bediener, Ingenieure und Kunden gleichermaßen. Durch die Nutzung des leistungsstarken Ökosystems von Unity wird sichergestellt, dass die virtuelle Inbetriebnahme nicht nur schneller und sicherer, sondern auch für die Zukunft der industriellen Automatisierung anpassungsfähiger und skalierbarer ist.

Wie SEW EURODRIVE Unity und realvirtual.io zur Beschleunigung der virtuellen Inbetriebnahme nutzt

Die Verwendung von Unity als virtuelles Inbetriebnahmetool wird in Kombination mit der realvirtual.io-Lösung unglaublich effizient und unkompliziert. Der Workflow beginnt normalerweise 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 Manager geladen, so dass Ingenieure detaillierte CAD-Modelle einbringen und diese direkt im Unity Editor konfigurieren können.

CAD-Daten liefern oft nur geometrische und materielle Informationen und lassen dabei kritische kinematische Beziehungen außer Acht, die für eine präzise Replikation des Modellverhaltens in physikbasierten Simulationen erforderlich sind. realvirtual.io behebt diese Einschränkung durch spezielle Tools zur Definition kinematischer Beziehungen außerhalb der CAD-Datenstruktur unter Beibehaltung ihrer logischen Konsistenz.

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

Wichtiger noch: Dieser Ansatz behält die Fähigkeit bei, die CAD-Daten zu aktualisieren, wenn Designänderungen auftreten, und stellt sicher, dass Änderungen im ursprünglichen Design einfach in den digitalen Zwilling integriert werden können, ohne dass etablierte kinematische Definitionen verloren gehen.

Statt Physik, Kinematik oder Sensorverhalten manuell zu definieren, bietet realvirtual.io benutzerdefinierte Komponenten für „digitale Zwillinge“, die diese Aufgaben über eine klare, benutzerfreundliche Oberfläche bewältigen. Sensoren wie Lichtschranken, virtuelle Laufwerke und andere Automatisierungselemente können einfach hinzugefügt und konfiguriert werden, wodurch komplexes Scripting überflüssig wird. Dieser rationalisierte Prozess reduziert die Komplexität der Einrichtung eines digitalen Zwillings erheblich und stellt gleichzeitig sicher, dass sowohl die geometrischen als auch die kinematischen Aspekte der Maschine für eine realistische virtuelle Inbetriebnahme genau dargestellt werden.

Die in realvirtual.io integrierte Schnittstelle bietet einen Plug-and-Play-Ansatz für die virtuelle Inbetriebnahme. Innerhalb des MOVISUITE® IEC-Editors wird die Schnittstelle automatisch generiert, sodass die Controller mit nur einem Klick eine Verbindung zu einem digitalen Zwilling herstellen können. Dadurch entfallen komplexe Einrichtungsprozeduren und Automatisierungstechniker können virtuelle Inbetriebnahmeumgebungen innerhalb von Tagen statt Wochen einrichten.

Warum Unity die ideale Lösung für die virtuelle Inbetriebnahme ist

Unity bietet im Vergleich zu herkömmlichen industriellen Simulationstools mehrere einzigartige Vorteile:

• Offenes Ökosystem und umfangreiche Ressourcen – Unity bietet Tausende von Assets und Plugins im Unity Asset Store an, was die Entwicklung beschleunigt.
• Vollständig zugänglich und erweiterbar – Unity und realvirtual.io bieten Open-Source-Anpassungen, mit denen Nutzer ihre Workflows mit digitalen Zwillingen anpassen können.
• Plattformübergreifende Unterstützung – Unity-basierte Digital Twins können auf Low-End- und High-End-Geräten laufen, wodurch eine breite Kompatibilität gewährleistet ist.
• Eigenständige Anwendungen – Digital Twins können als vertreibbare Anwendungen für Kunden, Betreiber und Ingenieure verpackt werden.
• Visualisierung mit hoher Wiedergabetreue – Die Universal Render Pipeline (URP) von Unity liefert nahezu fotorealistische Simulationen digitaler Zwillinge.
• Native CAD-Unterstützung – Durch die Integration von Pixyz können komplexe CAD-Modelle für industrielle Simulationen in Unity importiert, optimiert und visualisiert werden.

Hochleistungsphysiksimulation – Unity basiert auf N NVIDIA PhysX und ermöglicht genaue mechanische Interaktionen, Kollisionserkennung in Echtzeit und realistische Automatisierungstests.

Ergebnisse

SEW-EURODRIVE nutzt die Technologie von Unity und realvirtual.io und hat einen standardisierten virtuellen Inbetriebnahmeansatz und ein Ökosystem geschaffen, in dem sein MOVI-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 ihn auf einer realen Maschine bereitstellen, was zu Folgendem führt:

1. Schnellere und reibungslosere Inbetriebnahme

• Da die meiste SPS-Logik in einer digitalen Zwillingsumgebung validiert wird, verkürzt sich die Inbetriebnahmezeit um bis zu 70 %.
• Ingenieure können sich nur auf die mechanische und elektrische Integration konzentrieren, was die Arbeit vor Ort erheblich effizienter macht.

2. Höhere Code-Qualität durch kontinuierliche Tests

• Im Gegensatz zur herkömmlichen Inbetriebnahme, bei der die Änderung der Automatisierungslogik riskant ist, ermöglichen Digital Twins auf Unity-Basis iterative Tests und Optimierungen.
• Ingenieure können den Automatisierungscode vor der Bereitstellung verfeinern und verbessern, um ein zuverlässigeres System zu gewährleisten.

3. Unmittelbare finanzielle Vorteile durch schnelleren ROI

• Dank der verkürzten Inbetriebnahmezeit beginnen Investitionen in die Automatisierung früher mit der Wertschöpfung.
• In Branchen mit kapitalintensiven Automatisierungssystemen führt ein schnellerer Hochlauf zu erheblichen Kosteneinsparungen.

4. Keine Gefahr von Geräteschäden

• Da alle Tests in einer vollständig simulierten Umgebung stattfinden, besteht keine Gefahr, dass physische Geräte während der Inbetriebnahme beschädigt werden.

5. Erweiterung über die Inbetriebnahme hinaus: Schulungs- und Vertriebsvorteile

• Digitale Zwillingsmodelle können für das Training des Bedienpersonals verwendet werden, sodass Teams Erfahrungen sammeln können, bevor sie mit echten Maschinen arbeiten.
• Dieselben Modelle können auch für Vertrieb und Marketing genutzt werden und bieten eine interaktive Möglichkeit, Kunden Automatisierungsfunktionen zu demonstrieren.

Die Zukunft der virtuellen Inbetriebnahme: Kollaborativ, immersiv und vernetzt

In Zukunft entwickelt sich die virtuelle Inbetriebnahme zu einem kollaborativen und interaktiven Prozess. Die Multiuser-Funktionen von Unity, einschließlich VR und AR, ermöglichen die Remote-Darstellung von Automatisierungskonzepten, sodass Ingenieure und Kunden Digital Twins von überall aus erleben können.

realvirtual.io treibt die gemeinsame virtuelle Inbetriebnahme weiter voran, indem es das Multiuser SDK von Unity integriert, sodass mehrere Techniker an verschiedenen Standorten in Echtzeit an derselben virtuellen Maschine arbeiten können. Anpassungen an Kinematik, Sensorplatzierung und Automatisierungslogik sind sofort sichtbar und sorgen für eine nahtlose Zusammenarbeit.

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