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Materialfluss einfach simulieren

Automatisch von AutoCAD zur 3D-Fabriksimulation

Alles fließt – fand vor 2.500 Jahren bereits Heraklit von Ephesos heraus. Auch die Materialflüsse in Produktion und Logistik unterliegen einem stetigen Wandel, damit keine Flaschenhälse oder Pufferzonen entstehen. Mit Software von Tarakos können Firmen anstehende Veränderungen räumlich exakt planen und den Durchsatz simulieren – seit kurzem mit deutlich schnelleren Import von AutoCAD-Daten.

Transformationsregeln entscheiden, in welches TaraVRbuilder-Objekt ein CAD-Block transformiert wird. (Bild: Tarakos GmbH)

Transformationsregeln entscheiden, in welches TaraVRbuilder-Objekt ein CAD-Block transformiert wird. (Bild: Tarakos GmbH)

Auch große Strecken werden oft in kleinen Schritten zurückgelegt. Dies gilt auch für den Umbau von Produktions- und Logistikbereichen. Von der Grobplanung in CAD-Systemen führt der Weg über die dynamische 3D-Visualisierung von Anlagenprozessen und die Materialfluss-Validierung in Software wie TaraVRbuilder zur Langzeitsimulation und Durchsatzanalyse in Simulationsumgebungen wie PlantSimulation. Schließlich folgt die Stufe der Realisierung mit Werkzeugen wie Autodesk Inventor, E-CAD oder der SPS-Programmierung. Oft müssen nach jedem Schritt alle Daten neu eingegeben und sogar neue Layouts erstellt werden. Dieser Modellierungsaufwand stellt eine Fehlerquelle dar, führt zu Kommunikationsproblemen erhöht die Planungskosten.

Standards beschleunigen

Einige Firmen und Forschungsinstitute setzen dagegen auf das neutrale, auf XML beruhende Austauschformat AutomationML, das im gleichnamigen Verein entwickelt wurde. Das Unternehmen Tarakos hat sich dabei als aktives Mitglied mit der Entwicklung eines Standards zur Beschreibung von Materialflussanlagen befasst. Ziel ist der reibungslose Austausch von Engineering-Daten zwischen verschiedenen Disziplinen, z.B. Layout- und Prozessplanung, Elektrik, Mechanik, SPS-Programmierung und Robotersteuerung. Auf dieser Basis hat die Firma die Software TaraXchange entwickelt, welche die Daten von Software-Tools wie AutoCAD bei einem Austausch transformiert. AutoCAD-Anwender speichern wiederverwendbare Komponenten als Blöcke in Bibliotheken ab. So finden sich dort Namen, Positionen, Ausrichtungen, in dynamischen Blöcken auch Parameter und andere Attribute der Komponenten, die von einfachen Rechtecken bis zur kompletten Förderstrecke reichen können. Allerdings liegen diese Informationen in jedem Unternehmen in einer anderen Struktur vor. Damit der Datenaustausch trotzdem funktionieren kann, ist ein Regelwerk für die Übersetzung der Blöcke in TaraVRbuilder-Objekte erforderlich. Diese Regelwerke erstellt der Systemenbieter für jeden Kunden.

Von der Flächenplanung zur 3D-Simulation

Werden nun Daten von Produktions- oder Logistikbereichen in den Anlagensimulator importiert, steht bereits ein vollständiges 3D-Szenario mit animierbaren Objekten bereit. Als einfaches Simulationswerkzeug eröffnet das Tool seinen Anwendern nun zahlreiche Möglichkeiten, das Szenario zu modifizieren und zu optimieren. Dazu werden den Objekten Parameter zugeordnet, mit welchen die Anwender Geschwindigkeiten, Bewegungsabläufe und Ein- und Auslagerungen steuern können, bis sie die gewünschten Leistungswerte erreichen. Natürlich lassen sich die importierten Layouts mit weiteren 3D-Modellen von Maschinen, Förderanlagen, Fahrzeugen, Handarbeitsplätzen bestücken – auch mit Personen aus Objektbibliotheken, die sich über Parameter dynamisieren lassen.

Rückfluss in das CAD-System

Der Anlagensimulator exportiert ebenfalls AutomationML-Dateien des optimierten und um Materialfluss- und Prozessinformationen erweiterten Modells. Werden diese Daten über das Plug-In TaraXchange wieder in AutoCAD importiert, stehen sofort die entsprechenden Zeichnungen bereit. Dann kann der überprüfte Planungsstand z.B. mit den Plänen für die Elektro-Installation, Verrohrung oder Kabelkanäle zusammengeführt werden.

In kleinen Schritten

Die Ausgabe des AutomationML-Files lässt sich für viele weitere Schritte auf dem Weg zur neuen Anlage oder Fabrik verwenden. Oft muss eine Planung mit Langzeitstudien oder Durchsatzanalysen abgesichert werden. TaraXchange importiert AutomationML-Dateien und erstellt unter Anwendung von Transformationsregeln ein Simulationsmodell in der Software Plant Simulation. Inzwischen können die aus der Tarakos-Software exportierten AML-Dateien auch zur Programmierung von Speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) und Robotern herangezogen werden. Der Hersteller bietet mit TaraVRcontrol ein Werkzeug zur Prozessdatenvisualisierung und Anlagensimulation an, das darauf aufbauend eine Kommunikation mit Datenbanken, Steuerungen und weiteren Systemen ermöglicht.

Zugriff auf Millionen Teile: Das Planungstool TaraVRbuilder verwendet online-Kataloge von Cadenas. (Bild: tarakos GmbH)

Zugriff auf Millionen Teile: Das Planungstool TaraVRbuilder verwendet online-Kataloge von Cadenas. (Bild: tarakos GmbH)


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