Nord erweitert die Digital-Twin-Funktionen um virtuelle Inbetriebnahme für Antriebssysteme
Nord Drivesystems führt digitale Zwillinge und Tools zur virtuellen Inbetriebnahme ein, die konfigurierte Antriebssysteme vor der Bereitstellung simulieren, die Genauigkeit der Inbetriebnahme verbe...
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Nord Drivesystems hat eine neue Technologie für digitalen Zwilling und virtuelle Inbetriebnahme eingeführt, die die Validierung von Antriebssystemen durch Ingenieure vor dem physischen Einsatz verändert. Der Ansatz ermöglicht die vollständige Simulation von Motoren, Getrieben und Antrieben in einer kontrollierten virtuellen Umgebung.
Dieser Wandel spiegelt eine umfassendere Transformation in der modernen Automatisierung wider, bei der Engineering-Teams zunehmend auf SPS- und DCS-Plattformen setzen, um Simulation, Steuerungslogik und reale Ausführung miteinander zu verbinden.
Antriebstechnik bewegt sich in den virtuellen Raum
Die traditionelle Auslegung von Antrieben stützt sich stark auf theoretische Berechnungen und statische Lastannahmen. Das mechanische Verhalten in der Praxis weicht jedoch häufig ab, sobald Trägheit, Reibung und dynamische Laständerungen im System berücksichtigt werden.
Der Ansatz des digitalen Zwillings von Nord schließt diese Lücke, indem eine virtuelle Kopie des konfigurierten Antriebssystems erstellt wird. Ingenieure können anschließend Betriebsszenarien testen, bevor die Installation beginnt.
Von der Konfiguration zur Verhaltenssimulation
Der digitale Zwilling bildet die mechanische Konfiguration, Drehmomentkurven und Lastreaktion in einer softwaregestützten Umgebung nach. Dadurch lässt sich das Systemverhalten frühzeitig ohne Abhängigkeit von Hardware validieren.
In Kombination mit Automatisierungsebenen, die von Antriebs- und Bewegungssteuerungssystemen unterstützt werden, ist die Simulation stärker an die realen Betriebsbedingungen angepasst, insbesondere bei variablen Lastzyklen.
Modelle digitaler Zwillinge ermöglichen es Ingenieuren, das vollständige Verhalten eines Antriebssystems nachzubilden, bevor die Inbetriebnahme beginnt, und dadurch Unsicherheiten im System zu reduzieren.
Virtuelle Inbetriebnahme als Steuerungsebene
Die virtuelle Inbetriebnahme erweitert die Simulation über die mechanische Modellierung hinaus. Sie verbindet die Steuerungslogik direkt mit dem digitalen Systemmodell und ermöglicht es, reale SPS-Programme in einer simulierten Umgebung auszuführen.
Dieser Prozess hilft Ingenieuren, das Steuerungsverhalten frühzeitig zu debuggen – lange bevor die Hardwareintegration in der Produktionshalle beginnt.
Integrationsrisiken reduzieren
Durch die Ausführung des Steuerungscodes an einer virtuellen Maschine erkennen Ingenieure Logikfehler, Zeitabweichungen und Ablaufprobleme früher im Projektverlauf.
Dadurch werden Verzögerungen bei der Inbetriebnahme reduziert und die Systembereitschaft beim Beginn des physischen Einsatzes verbessert.
Machineering iPhysics und Simulationsökosystem
Nord hat seine Technologie für digitale Zwillinge in Zusammenarbeit mit der Machineering GmbH entwickelt und Simulationssoftware integriert, die CAD, Robotik und Steuerungslogik in einer einheitlichen Umgebung verbindet.
Das System unterstützt die kontinuierliche Simulation über den gesamten Lebenszyklus einer Maschine hinweg, nicht nur während der Konstruktionsphase.
Werkzeuge für die virtuelle Inbetriebnahme integrieren Steuerungssysteme mit 3D-Simulationsumgebungen zur Validierung des Engineerings über den gesamten Lebenszyklus.
Industrielle Auswirkungen auf antriebsintensive Anwendungen
CNC-Bearbeitung, Fördersysteme und automatisierte Montagelinien profitieren am stärksten von der virtuellen Inbetriebnahme. Diese Systeme arbeiten häufig mit variablem Drehmoment und schnellen Lastwechseln.
Simulationen helfen Ingenieuren, Verschleißmuster, thermische Belastungen und die Betriebsstabilität vorherzusagen, bevor die Produktion beginnt.
Planbarkeit im Engineering in großem Maßstab
Die virtuelle Inbetriebnahme ermöglicht iterative Neuentwicklungen ohne physische Prototypen. Ingenieure können die Motorauslegung, Übersetzungsverhältnisse oder Antriebsparameter anpassen und das Systemverhalten sofort bewerten.
Dies verkürzt Entwicklungszyklen und verbessert die Systemzuverlässigkeit in industriellen Umgebungen mit hohen Anforderungen.
Branchenanalyse: Simulation wird zur Standardpraxis
Die Einführung digitaler Zwillinge beschleunigt sich weiter, da Hersteller mit kürzeren Produktionszeiten und höheren Anforderungen an die Zuverlässigkeit konfrontiert sind.
Die moderne Automatisierung hängt zunehmend von integrierten Simulationsumgebungen ab, die direkt mit Steuerungsarchitekturen und Feldgeräten verbunden sind.
Das Zusammenwachsen von Simulation, Steuerung und Ausführung markiert einen strukturellen Wandel in der Entwicklung und Validierung industrieller Systeme.
Meinung des Autors
Die virtuelle Inbetriebnahme ist längst kein Nischenwerkzeug für das Engineering mehr. Sie entwickelt sich zu einer standardmäßigen Validierungsebene in komplexen Antriebssystemen.
Meiner Ansicht nach werden Unternehmen, die Simulation direkt in Steuerungsplattformen integrieren, in den kommenden zehn Jahren die Zahl der Inbetriebnahmefehler deutlich reduzieren. Die Lücke zwischen Entwurf und Realität wird endlich aus dem Lebenszyklus des Systems herauskonstruiert.
*Daniel K. Mercer, Reporter für industrielle Systeme mit 14 Jahren Erfahrung in Projekten zur Maschinendiagnose und Automatisierungsintegration bei Siemens, Emerson und Bently Nevada.*