Anzeige
Anzeige
Beitrag drucken

Anlagen und Abläufe digital abbilden und optimieren

Geschäftsprozesse mit digitalem Zwilling

Mit digitalen Zwillingen können Funktionen eines Produkts simuliert und Fehlerquellen entfernt werden – bevor es überhaupt produziert wird. Im digitalen Abbild steckt also großes Potenzial. Doch wie steht es um digitale Zwillinge von Anlagen und Geschäftsprozessen?

(Bild: Expleo Germany GmbH)

(Bild: Expleo Germany GmbH)

Mit einem digitalen Zwilling lassen sich Produktionskosten reduzieren, schneller auf neue Anforderungen reagieren, konkurrierende Designvarianten hinsichtlich der Marktrelevanz prüfen und letztlich auch die Produktqualität erhöhen. Dabei lässt sich das Konzept Digitaler Zwilling ohne weiteres auf die Geschäftsprozessmodellierung ausdehnen – sowohl für softwarebasierte Prozesse als auch unter Einbeziehung von Produktionsanlagen. Der Engineering-Dienstleister Expleo hat Methoden zur Erzeugung digitaler Zwillinge in ersten Projekten – beispielsweise bei einem produzierenden Hersteller, der die Gesamtanlageneffektivität seiner Produktionsstraßen steigern wollte – getestet.

Heterogener Maschinenpark

Um die Produktionslinien über mehrere Standorte auszulasten, suchte der Produzent eine Digitalisierungslösung. Die Herausforderung war, dass sich die Maschinen verschiedener Hersteller und Generationen stark in Hardware, Software, Konfigurationsmöglichkeiten und Datenschnittstellen unterscheiden. Das Unternehmen musste daher bei der Optimierung der Produktionsplanung aufwendig Maschinen manuell abstimmen und auch die Planung der Serviceaufgaben war umständlich – ungeplante Ausfallzeiten waren oft nicht zu verhindern. Der Mangel an standardisierten Schnittstellen und Daten rückte jegliche Smart-Factory-Vision in weite Ferne.

Knowledge-Graph-Ansatz

Expleo entwickelte daraufhin die Idee, einen generischen Knowledge-Graph-Ansatz für eine digitale Darstellung der Anwendungsfallumgebung zu realisieren. Dafür wurde ein selbstlernendes System entwickelt, das aus verschiedenen Quellen einen digitalen Zwilling der Produktionsanlagen entstehen ließ: Aus dem, was die Maschinen an unterschiedlichen Betriebsdaten preisgaben, der manuellen Dokumentation von Prozesszusammenhängen und dem Logging von Bedienereingaben. Die zugrunde liegenden semantischen Netze ermöglichen dabei eine beliebige Erweiterbarkeit in einem wachsenden Kontext. Beispielsweise wäre es möglich, neben den datensammelnden Edge-Computern an den Maschinen weitere Sensoren anzubinden. In letzter Konsequenz könnte der digitale Zwilling nicht nur lernen, sich zu optimieren, sondern auch steuernd auf die Fabriken, die er repräsentiert, einwirken.

Softwareverhalten simulieren

Der digitale Zwilling eines Produktionsprozesses erlaubt es, schnell und gefahrlos Änderungen zu simulieren und Zusammenhänge zu erkennen. Dieser Vorteil lässt sich auch auf Geschäftsprozesse übertragen, die mittels Software realisiert oder optimiert werden. Dazu wird das Wissen über Software in Prozessdiagrammen dokumentiert und das Verhalten der Software durch Datenflüsse simuliert. Im ersten Schritt werden Workshops mit den relevanten Anwendern durchgeführt, vorhandene Dokumentationen berücksichtigt und der Wunschprozess dokumentiert. In einem zweiten Schritt werden die Anwender in einem Walkthrough-Ansatz durch die Prozesse geführt, indem die gesamte Ausgangssituation zunächst durch Datenkonstellationen festgehalten wird. Im Anschluss geht man durch die Prozesse und verfolgt unterschiedliche Eingaben und Ausgaben in den jeweiligen Schritten sowie Änderungen im Datenhaushalt. Das Verhalten wird quasi in dieser Simulation als Soll definiert.


Das könnte Sie auch interessieren:

KI-basierte Systeme und Maschinen werden immer autonomer, selbstständiger und intelligenter. Ob und wie ist es zu schaffen, dass sie auf Dauer menschlichen Werten und Regeln folgen? Dr. Kurt D. Bettenhausen, Vorsitzender des interdisziplinären Gremiums Digitale Transformation im VDI und Vorstandsmitglied der VDI/VDE-GMA, spricht im zehnten Teil unserer Serie Autonome Systeme mit dem VDI.‣ weiterlesen

Nachdem die PSI Software AG bereits bekanntgegeben hatte, das Finanzvorstand Harald Fuchs das Unternehmen im nächsten Jahr verlässt, steht nun fest, dass Gunnar Glöckner den Posten ab Juli 2021 übernehmen wird.‣ weiterlesen

Zurzeit liegt weder ein fest umrissenes Berufsbild noch klar formulierte Anforderungen an Projektingenieure vor, die in internationalen Projekten eingebunden sind.‣ weiterlesen

Der Getriebehersteller Neugart hat 18 Baureihen für Planetengetriebe mit vier Millionen möglichen Varianten im Programm. Trotz der Vielfalt kann der Hersteller seine Produkte innerhalb von 24 Stunden ausliefern. Denn Neugart hat den Aufwand für Konstruktion und Datenverwaltung durch ein regelbasiertes Variantenmanagement komplett automatisiert.‣ weiterlesen

Zum 1. November hat Dr. Clemens Weis die operative Geschäftsführung von Cideon übernommen. Er folgt auf Clemens Voegele, der den Posten des Chief Digital Officers der Friedhelm Loh Group übernommen hat. Als Vorsitzender der Geschäftsführung bleibt er jedoch Teil von Cideon.‣ weiterlesen

Gemeinsam wollen MHP und IFS verbesserte Lösungen für ein durchgängiges Service Lifecycle Management anbieten.‣ weiterlesen

25 Prozent der Unternehmen in Deutschland rechnen damit, dass in den kommenden fünf Jahren mehr Produktionsprozesse ausgelagert werden. Damit beschäftigen sich vor allem kleinere Unternehmen (bis 50Mio.€ Jahresumsatz). Etwa jede zweite Firma erhofft sich dadurch mehr Flexibilität.‣ weiterlesen

Lange liefen die Drucker im Weidmüller-Werk in Wutha-Farnroda morgens an ihrer Leistungsgrenze, wenn sie das ganze Papier zu den Fertigungsaufträgen ausgaben. Nach dem Rollout der Digital Manufacturing Suite von SAP änderte sich das. Heute sind die meisten Informationen digitalisiert und Werker mit mobiler IT statt Klemmbrettern unterwegs.‣ weiterlesen

Die Maschinenexporte aus Deutschland stabilisieren sich zunehmend. Im September verbuchten die Maschinen- und Anlagenbauer aus Deutschland beim Exportgeschäft ein Minus in Höhe von 7,6 Prozent im Vorjahresvergleich. Im Zeitraum Juli bis September sanken sie damit um 12,4 Prozent auf 39,8Mrd.€.‣ weiterlesen

Im Normalfall füllt Adelholzener jährlich rund 600 Millionen Flaschen ab, in Krisenzeiten sollen die dafür angezapften Quellen jedoch der Trinkwasserversorgung dienen. Somit sind die Anlagen des Getränkeherstellers kritische Infrastruktur, die etwa in puncto Gebäudesicherheit besonderen Auflagen unterliegt: Bucht sich ein Besucher am Empfang nicht ein, kommt er nicht weit.‣ weiterlesen

Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige