Übergabe des VMDA-Nachwuchspreises mit Prof. Herbert Reichel, Preisträger Marco Steck sowie Benedikt Bechmann, Abteilungsleiter Produktentwicklung & Vertrieb Maschinenbau bei Hofmann – Ihr Impulsgeber (v.l.n.r.) - (Bild: Hofmann – Ihr Impulsgeber)
Den mit 500 Euro dotierten Preis erhielt Marco Steck am 12. Dezember in Frankfurt am Main. In seiner von Prof. Herbert Reichel betreuten Abschlussarbeit untersuchte der 22-Jährige bei Hofmann – Ihr Impulsgeber in Lichtenfels anhand eines Modells zur Spritzgussautomation unterschiedliche Arten der virtuellen Inbetriebnahme hinsichtlich ihrer Praxistauglichkeit.
Das Thema der Arbeit ist hochaktuell, denn die Inbetriebnahme von Anlagen und Maschinen nimmt im Branchenschnitt ca. 15 bis 25 Prozent der gesamten Dauer eines Projekts ein. Ein Großteil der Inbetriebnahme fokussiert sich dabei auf Elektrik und Steuerungstechnik, die häufigste Störungsquelle sind Softwarefehler. Mit Blick auf den steigenden Anteil von Software und Elektronik im Maschinen- und Anlagenbau ist die virtuelle Inbetriebnahme von Anlagen ein Ansatz, um die tatsächlichen Inbetriebnahmezeiten zu reduzieren und Softwarefehler zu minimieren.
Basis der Bachelorarbeit ist das Modell einer Anlage zur Automation eines Spritzgussprozesses, das in mehrere Stationen gegliedert ist und durch ein Förderband verbunden ist. Unterschiedliche Rohteile werden durch Handlingsysteme auf passende Werkstückträger gesetzt, zur Spritzgussmaschine transportiert und nach der Umspritzung wieder entnommen. Anschließend werden die Spritzgussteile mit einer weiteren Komponente durch Ultraschallschweißen verbunden. Eine Qualitätsprüfung komplettiert das virtuelle Modell.
Ein beispielhaftes Video ist hier zu sehen:
Die Untersuchung von Aufwand und Nutzen einer virtuellen Inbetriebnahme der Spritzgussautomation kommt zu einem eindeutigen Ergebnis:
Trotz des Aufwands für die Modellerstellung ergibt sich ein deutlicher Zeitgewinn in der realen Inbetriebnahme, etwa durch Fehlererkennung- und Behebung bereits im virtuellen Modell und nicht erst in der montierten Anlage. So kann die virtuelle Inbetriebnahme dazu beitragen Kosten zu senken und termingerechte Auslieferungen von Anlagen zu gewährleisten. Durch Modularisierung und die Verwendung von bereits modellierten Komponenten und Baugruppen kann zukünftig der Aufwand in der Modellerstellung reduziert werden.
Ein wichtiger Aspekt der virtuellen Inbetriebnahme ist die Visualisierung des Maschinen- und Anlagenkonzepts. Von der Konzept- bis zur Herstellungsphase können detailgetreue digitale Nachbauten der Automatisierungsanlagen erstellt und in Betrieb genommen werden. Die bereits virtuell laufende Anlage kann dann dem Kunden präsentiert und nach seinen Wünschen hin angepasst werden.
Die Erkenntnisse der Bachelorarbeit bestätigen den von Hofmann – Ihr Impulsgeber eingeschlagenen Weg, im Maschinen- und Anlagenbau konsequent auf Digitalisierung zu setzen. Die virtuelle Inbetriebnahme ist dabei ein wichtiger Baustein, um Automatisierungslösungen schnell und zuverlässig auf den Markt zu bringen. In einem weiteren Projekt zur virtuellen Inbetriebnahme sind diese Erkenntnisse bereits eingeflossen. nh