Alles im Loop: Die digitale Fabrik simulieren, planen und steuern

Bei dem „Closed Loop“-Modell sind Simulation, APS und MES/MOM eng verzahnt und interagieren miteinander. So können z. B. Fertigungsprozesse durchgängig optimiert werden.

Ein Element des ganzheitlichen Digitalisierungsansatzes ist der Digitale Zwilling. Mittels der 3D-Simulationsplattform „Visual Components“, die von Dualis vertrieben wird, können Anwendende Digital Twins ihrer gesamten Fertigung inklusive aller Maschinen und Anlagen erstellen sowie Material- bzw. Prozessflüsse simulieren und visualisieren oder durch die VR-Brille betrachten. Ob im Greenfield oder Brownfield: mit dem digitalen Zwilling lassen sich Anlagen, Komponenten und Abläufe vor dem Praxiseinsatz testen oder „Was-wäre-wenn“-Szenarien durchspielen. So können potenzielle Veränderungen wie beispielsweise eine veränderte Bedarfssituation oder Störungen auf das physische System besser nachvollzogen werden. Dies führt zum Beispiel zu Fehlerminimierung sowohl in der Planungs- als auch Umsetzungsphase und zur Verbesserung von Produktionsprozessen. Als digitaler Zwilling liefert die Simulation messbare und belastbare Ergebnisse. ¬

Auf Basis dieser Simulationsergebnisse lässt sich mit dem Advanced-Planning-and-Scheduling-System (APS) „Ganttplan“ von Dualis ein Modell zur realistischen Produktionsplanung erzeugen. Das APS betrachtet das globale, anstatt das lokale Optimum. Das bedeutet, die Planung wird bereichsübergreifend durchgeführt und die gesamte Wertschöpfungskette berücksichtigt. „Ganttplan“ überprüft die Simulationsergebnisse zum Beispiel in Bezug auf reelle Aufträge und plant gegen begrenzte Kapazitäten (Personal, Material, Fertigungshilfsmittel, Maschinen etc.).

Gleichzeitig werden die Daten aus dem digitalen Zwilling direkt in das Manufacturing Operations-Management-System „iTAC.MOM.Suite“ der Itac Software AG übertragen. Dieses bildet die notwendige Schnittstelle zwischen Produktions- und IT-Systemen. So können relevante Daten von Anlagen und Prozessen sowie Werkzeuge und Ressourcen erfasst und verwaltet werden. Das MOM ermöglicht zum Beispiel die Überwachung der Produktionsprozesse in Echtzeit. Wenn das MOM den Ist-Zustand kennt, kann das APS die Zukunft exakt und realistisch berechnen.

Und so schließt sich der Kreis: Die realen Daten aus MOM und APS-System werden zur stetigen Optimierung der Prozessabläufe an die Simulation zurückgespielt. Veränderungen von Kennzahlen und Durchsätzen können dann betrachtet und ausgewertet werden.