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Digitaler Zwilling

So verändert der Digitale Zwilling die Denkweise des Konstrukteurs

| Redakteur: Juliana Pfeiffer

Die Digitalisierung macht auch vor der Konstruktion nicht halt. So verändert der Einsatz des digitalen Zwillings die bisherige Denkweise des Konstrukteurs. Im Interview mit konstruktiionspraxis zeigt Peter Scheller, Marketing Director NX bei Siemens PLM Software welche Hürden dafür überwunden werden müssen.

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(Bild: Siemens)

konstruktionspraxis: Was bedeutet die Entwicklung des digitalen Zwillings für den Konstrukteur?

Peter Scheller: Der digitale Zwilling erlaubt dem Konstrukteur all sein Wissen in den digitalen Zwilling zu stecken und ihn so anzureichern, dass sehr viele Varianten ausprobiert werden können. Es ist somit die DNA seiner Produkt-Intelligenz, er kann diese im digitalen Zwilling abbilden. Er muss sich allerdings von der Denkweise entkoppeln, hierfür eine 1D-Simualtion oder ein CAD zu brauchen, denn mit dem digitalen Zwilling kann ein Verhalten abgebildet werden.

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konstruktionspraxis: Was meinen Sie damit?

Scheller: Siemens PLM Software definiert den digitalen Zwilling in den Bereichen des Produktes, der Produktion und der Performance. So ist der digitale Zwilling des Produktes die physikalische Beschreibung des Produktes, der sogenannte 3D-Master. Hierbei zählen nicht nur die geometrische Beschreibung des Produktes hinein, sondern auch sein Verhalten. So besitzt eine komplette Werkzeugmaschine beispielsweise eine mechanische, eine elektrische, eine Software- und Automatisierungsebene innerhalb der Maschine. So hat der Produktzwilling einen Zwilling für die Mechanik, Elektrik, Software und Automatisierung. Wir können somit genau 1:1 abbilden, wie es in der Realität funktioniert.

konstruktionspraxis: Was verbirgt sich hinter dem digitalen Zwilling der Produktion?

Scheller: Beim Modell der Produktion geht es darum, wie die virtuelle Welt realisiert werden kann. Der digitale Zwilling im Produktionsmodell fließt mit seinen Informationen in die Produktionswelt des digitalen Zwillings. Dieser wird nun mit den Produktionsinformationen angereichert und wird zu einer neuen Art des digitalen Zwillings. Diese beiden Zwillinge interagieren miteinander – damit "spricht" im übertragenen Sinne, das reale Produkt mit seinem Zwilling. So kann das "Gesprochene" aufgenommen, verändert und in eine Zukunft transportiert werden, die es so noch gar nicht gibt. So können beispielsweise Komponenten ausgetauscht und diese in der Realität getestet werden, ob es funktioniert. Bei diesem so genannten digital thread kann, wie bei einem Kassettenrekorder vor- und zurückgespult werden, weil es nun möglich ist, die Realität einzufangen.

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konstruktionspraxis: Heißt das also, der digitale Zwilling wird den physischen Prototypen einmal verdrängen?

Scheller: Ja, folgendes Szenario wäre dann denkbar: Ein Maschinenbauer braucht keinen Prototypen mehr bauen, sondern geht mit seinem digitalen Zwilling direkt zum Kunden und fragt: Was muss das "Ding" jetzt können? Es wird vor Ort ausprobiert, verändert und dem Kunden in einer komplett virtuellen Umgebung gezeigt, in der er es testen kann.

konstruktionspraxis: Das bedeutet also, dass der digitale Zwilling die Art und Weise, wie ein Konstrukteur an eine Sache herangeht, verändert?

Scheller: Ja, absolut. Für mich ist die Software-Lösung Mechantronics-Concept-Designer das Non-Plus-Ultra der modernen Konstruktion im Maschinenbau. Mechanik-, Elektrik- und Software-Entwickler sowie die Automatisierungsexperten können damit Maschinenkonzepte ausgehend von den Anforderungen in einer gemeinsamen Systemumgebung entwickeln und validieren, und auch schnell alternative Konzepte untersuchen. Ingenieure dieser Disziplinen können mit dem Mechatronics-Concept-Designer simultan an Projekten arbeiten, was die Entwicklungszeit um bis zu 30 % reduziert. Dort entstehen Konzepte, die sind unglaublich innovativ.

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Flexible Transportlösung

Die Software-Lösung Mechatronics-Concept-Designers (MCD) hat bei Festo die Entwicklungszeit reduziert. Zusammen mit Siemens PLM Software hat Festo das Multi-Carrier-Systems, eine flexible Transportlösung für die Kosmetikindustrie, entwickelt. Der MCD erweitert die klassischen Konstruktionsfunktionen von NX um eine realisitische Simulationsumgebung, in der die Wirkung physikalischer Kräfte auf bewegliche Objekte abgebildet werden kann. Durch das simultane Arbeiten der Ingenieure unterschieldicher Disziplinen ermöglichte Festo die Reduzierung der Entwicklungszeit um bis zu 30 %.

konstruktionspraxis: Was behindert dann die Umsetzung des Mechatronics-Concept-Designers?

Scheller: Der Konstrukteur muss über seine Disziplin hinaus denken. So sollte beispielsweise ein Maschinenbauingenieur wissen, was ein Elektroingenieur kann. Er muss auf Augenhöhe mit ihm sprechen können und ein Verständnis dafür entwickeln, was diese Technologie für ihn bedeutet. Was bringt mir die digitale Spielwiese , wenn die Denksilos zwischen Konstruktion, Elektrik usw. nicht aufgebrochen werden können?

konstruktionspraxis: Was müsste Ihrer Meinung nach passieren, damit diese Denksilos aufgebrochen werden können?

Scheller: Es müssen Digitalisierungsverantwortliche und mechtronische Verantwortliche im Unternehmen geschaffen werden. Wenn niemand die Verantwortung in der Gesamtheit des Verhaltens beurteilen will, dann bleibt das Denken in den Silos. Dann wird der Software-Werker immer auf den Mechaniker schimpfen: "Die Tür war niemals 10 kg schwer. Ich kann hier nur 5 kg bewegen."

konstruktionspraxis: Wie unterstützt Siemens PLM Software dabei?

Scheller: Wir stellen Hochschulen unsere Software kostenlos zur Verfügung und versuchen damit Berufsbilder zu prägen. Ein angehender Zerspanungstechniker bedient mit unseren digitalen Tools, keine Fräs-Maschine mehr, sondern nur eine digitale. Wenn einmal verstanden worden ist, das so etwas möglich ist, dann sind wir einen Schritt weiter. Die Digitalisierung ist sehr schnell und nicht aufzuhalten. Der deutsche Ingenieur zeichnet sich nicht unbedingt dadurch aus, Dinge schnell loszulassen, um etwas ganz Neues zu beginnen. Das fordert die Digitalisierung allerdings.

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