Minitec optimiert Förderstrecken mit Digitalem Zwilling

Simulation Minitec optimiert Förderstrecken mit Digitalem Zwilling

17.03.2020Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Monika Zwettler

Minitec setzt Digitale Zwillinge in der Konstruktion von Förderstrecken ein und optimiert so die Förderprozesse einer großen Kaffeerösterei.

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Mit Digitalen Zwillingen können zum Beispiel Förderabläufe simuliert werden, noch bevor die Anlage dazu überhaupt realisiert wurde. Davon profitiert auch eine Kaffeerösterei.
(Bild: gemeinfrei / CC0 )

Im Maschinen- und Anlagenbau ist es heute vielfach noch üblich, dass die Steuerung einer Anlage erst nach der Fertigstellung der mechanischen Teile programmiert wird. Entsprechend wird das Zusammenspiel von Mechanik, Steuerung, Sensoren und Software erstmals bei der Inbetriebnahme getestet. Tauchen dann Fehler auf, kann es teuer werden.

Im Zeitalter von Industrie 4.0. setzt Minitec bei Kundenprojekten deshalb immer öfter auf das Konzept des Digitalen Zwillings, der mithilfe der CAD-Daten entsteht. Dabei handelt es sich um das virtuelle Pendant einer Anlage, in dem sämtliche physikalischen, mechanischen und elektronischen Eigenschaften der realen Maschine hinterlegt sind. So lassen sich bereits in einer frühen Phase der Konzeption und Produktentwicklung umfassende Visualisierungen und Tests durchführen. Dies spart nicht nur Zeit, sondern hilft auch, frühzeitig Fehler zu erkennen und zu beheben.

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Die Minitec-Techniker entwickelten und simulierten mit einem Digitalen Zwilling einen „Wendestern“ für die Förderanlage. Mithilfe von Simulation konnte die Fördertechnikkomponente vor Inbetriebnahme optimiert werden.

In der ersten Umsetzung verließen die Kaffee-Päckchen den „Wendestern“ unkontrolliert und ungeordnet – ein Problem für den weiteren Transport.

Dank des Einsatzes eines Digitalen Zwillings funktioniert die Förderanlage von Beginn an problemlos.

Konstruktion virtuell getestet und optimiert

Von dieser Vorgehensweise profitierte jetzt auch eine große Kaffeerösterei. Diese setzt in der Logistik bereits seit längerem eine Förderanlage von Minitec ein, die auch das Umlegen der Kaffee-Pakete im Rahmen des Transportes zur Aufgabe hatte. Besonderheit: Die Pakete mussten mit dem Boden nach vorne umgelegt werden, wofür bisher eine Abweis-Schiene zum Einsatz kam. Weil die Taktzeit von 40 auf 60 Einheiten pro Minute erhöht werden sollte, war dieses Verfahren jedoch nicht mehr tauglich.

Die Minitec-Techniker entwickelten hierfür einen „Wendestern“. Dabei handelt es sich um eine kreisförmige Konstruktion, bei der die Kaffeepäckchen beim Drehen von Schaufeln nach vorne umgelegt werden. Vor der Realisierung galt es jedoch zu prüfen, ob dies auch in der Praxis funktioniert. Gerade wegen der hohen Takt-Geschwindigkeit wollte man sicherstellen, dass es später keine Probleme gibt, dass die Pakete beispielsweise nicht hängen bleiben oder aufplatzen.

Wie Unternehmen den zunehmden Datenschatz heben und dank Digitalen Zwillingen daraus einen Mehrwert generieren können ist Thema des Smart Engineering Day der konstruktionspraxis.

Änderungen basierend auf Simulationsergebnissen

Minitec konzipierte die Lösung zunächst mit einem Digitalen Zwilling um. So konnte das reale Verhalten vorab komplett simuliert werden. Aufgrund der gewonnenen Erkenntnisse wurden verschiedene Änderungen für die Modellanlage umgesetzt, bis diese reibungslos arbeitete. So wurden beispielsweise Führungsschienen eingebaut, damit die Kaffeepäckchen in der Spur bleiben und nicht vom Band fallen.

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Die Rosendahl Nextrom GmbH ist ein Hersteller von Batterie-, Draht-, Glasfaser- und Kabelmaschinen und setzt bei der Produktion auf den digitalen Zwilling und Lösungen von Siemens.

Durchlaufzeit und Time-to-Market reduziert

Der Aufwand zahlte sich aus: In der fertigen Anlage funktionierte der Ablauf von Beginn an völlig problemlos. Ganz nebenbei reduzierte diese Vorgehensweise auch die Gesamtdurchlaufzeit für das Projekt. „Mit dem digitalen Zwilling bieten wir unseren Kunden die virtuelle Inbetriebnahme von Anlagen vor der eigentlichen Realisierung. Das Konzept erlaubt uns, Ideen frühzeitig zu visualisieren, ihre Sinnhaftigkeit zu prüfen, Fehler zu beheben und den Testaufwand zu verringern. Die Time-to-Market für Projekte lässt sich deutlich reduzieren, der Kunde spart Zeit und Geld“, erklärt Minitec-Projektleiter Peter Müller.

Auf virtuellen Wegen gegen die Corona-Krise

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