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  • Simulation macht bei Anlagen Leistungsreserven sichtbar
    (Original-Bericht : PDF 120kB)

    Simulation macht bei Anlagen Leistungsreserven sichtbar

    (Pressebericht in der Automationspraxis | Oktober 2016)

    Die Kombination „Erfahrung plus Software“ macht eine gute Simulation aus. Wenn sich am Bildschirm zeigen lässt, ob bei einer vorgegebenen Taktzeit einer zu realisierenden Anlage ein Roboter weniger oder ein paar Meter Pufferstrecke mehr einzuplanen sind, hat sich das digitale Hilfsmittel meist schon gelohnt.




    Eine Simulation kostet Geld, ohne dass im ersten Schritt eine Wertschöpfung damit verbunden ist. Aber schon im zweiten Schritt wird deutlich, welch enormes Einsparpotential mit einer Simulation gegeben ist. Dafür ist es jedoch notwendig, klare Ziele zu definieren. Es reicht heute längst nicht mehr, sich auf sein Gefühl zu verlassen. Sowohl bei der Auslegung bis zur Inbetriebnahme als auch in der Praxis bei geplanten Erweiterungen braucht die Automatisierung digitale Unterstützung.

    Als Dienstleister setzt Authaler+Renz die Simulation vor allem in zwei Bereichen ein, in der Planungsphase und zur Optimierung einer bestehenden Anlage. Ein geplantes Produktionssystem digital zu simulieren, dient in erster Linie der Berechnung der Anlagenleistung. Ein zusätzlicher Nutzen ist es, dass sich Abläufe bereits visualisieren lassen, noch bevor die Anlage physisch gebaut wird. Das kann für das zukünftige Bedienpersonal wichtig sein – nicht zuletzt für die Akzeptanz im Betriebsalltag. Eine anschauliche 3D-Simulation kann aber auch dem Betreiber frühzeitig einen Eindruck davon vermitteln, welchen Output ein angestrebtes Anlagen- oder Zellenlayout liefern kann.

    Ein immer wichtiger werdendes Tool ist die Simulation, wenn es gilt, eine laufende Anlage zu überprüfen oder zu optimieren. Wie in anderen Fällen auch, sind mit der Simulation einer laufenden Anlage schnell Erkenntnisse zu gewinnen, ohne dass Änderungen der Anlagenmechanik oder Steuerung vorgenommen werden müssen.

    Mit einer Simulationssoftware, wie sie Authaler+Renz einsetzt, können für alternative Layouts jeweils die minimale Taktzeit berechnet und dargestellt werden. Eine solche Berechnung kann zu der Erkenntnis führen, dass beispielsweise ein veränderter Materialfluss, eine andere Mechanik oder Zuführung bestimmte Abläufe hinsichtlich Taktzeit optimieren lassen. Über die Berechnung hinaus liefert eine 3D-Simulation aber auch Hinweise auf drohende Kollisionen. Selbst softwareseitige Veränderungen eines bestehenden Produktionssystems lassen dahingehend verifizieren, ob sich etwa eine gewünschte Taktzeitreduzierung umsetzen lässt. Die Simulation liefert jedoch auch Anhaltspunkte dafür, ob etwa eine geringfügig längere Taktzeit nicht sogar zu einer gleichmäßigeren Auslastung führt.

    Grundsätzlich gilt: Je genauer die Eingaben sind, desto näher an der Realität sind die Ergebnisse. Das gilt auch für die Modellierung der Werkstücke. Bestens geeignet sind digitale CAD-Modelle, weil dann ein Produktionsablauf mit tatsächlich vorhandenen Konturen und Abmessungen überprüft wird.

    Authaler+Renz GmbH

    Originalbericht online hier

  • 3D-Simulation senkt Anlagenrisiko
    (Original-Bericht : PDF 120kB)

    3D-Simulation senkt Anlagenrisiko

    Wie man in komplexen Automatisierungsprojekten mit 3D-Simulation die Risiken minimiert und die Anlagen optimiert, zeigt ein Automotive-Projekt, das das Ingenieurbüro Authaler+Renz GmbH für einen großen Werkzeugmaschinenhersteller durchgeführt hat.

    „Mit vorgelagerter 3D-Simulation kann man bei der Inbetriebnahme viel Zeit sparen und Feuerwehreinsätze vermeiden – und das mit erträglichem Aufwand“, berichtet Geschäftsführer Volker Renz. Denn eine 3D-Simulation koste oft weniger als 0,5 Prozent des Investitionsvolumens einer Anlage. Ein wichtiger Punkt ist vor allem die Planungssicherheit: „Wenn man Taktzeiten und Kollisionsgefahren untersuchen will, stößt man mit Bauchgefühl und Excel-Tabellen schnell an seine Grenzen, gerade bei komplexen Prozessen“, weiß Renz aus seiner langjährigen Automatisierungserfahrung.

    In dem konkreten Projekt wollten sowohl Endkunde als auch der Maschinenbauer mehr Sicherheit durch 3D-Simulation haben: „Beide Seiten wollten die Risiken senken und zudem genau wissen, ob die geplante Anlage tatsächlich die geforderten Taktzeiten erreichen kann.“ In der Anlage werden bei einem bekannten Automobilzulieferer Komponenten der neuesten Generation auf 14 Maschinen spanabhebend bearbeitet. Dabei durchlaufen die Teile sechs verschiedene Prozesse - jeder der Bearbeitungsschritte wird mit mindestens zwei Maschinen abgedeckt, zum Teil sind es sogar vier.

    Dabei werden die Teile auf einem Förderband mit intelligenten Werkstückträgern von Prozess zu Prozess gefahren. Insgesamt arbeiten 9 Roboter an der Linie. Am Anfang und Ende der Linie steht jeweils ein Roboter, der die Teile auf die Werkstückträger setzt bzw. entnimmt. Entlang der Linie sind 7 Roboter für das Be- und Entladen der Maschinen zuständig.



    Die geplante Anlage wurde zunächst mit Hilfe der CAD-Daten in der 3D-Simulationssoftware virtuell aufgebaut. „Neben den statischen Anlagenteilen benötigt man dazu auch die entsprechenden Kinematik-Module für die Bewegungsabläufe. Wir arbeiten mit der Software von Visual Components, die auch namhafte Roboterhersteller im Einsatz haben“, berichtet Renz. „Viele Standardbausteine wie Roboter und Logistikkomponenten für die Peripherie sind hier bereits in der Bibliothek enthalten. Bei Projekten dieser Komplexität muss man aber auch viele individuelle Komponenten anlegen.“

    Dann machte sich die Authaler+Renz GmbH daran, die geplante Anlage zu untersuchen. „Dabei haben wir auch jeden Einzelprozess, sprich jede Zelle unter die Lupe genommen: Schafft der Roboter die benötigten Taktzeiten, kommt er überall hin? Hier konnten wir schon in einer frühen Phase Hinweise geben, wo eventuell ein anderer Robotertyp oder ein etwas geänderter Standort die bessere Wahl ist.“

    Zudem warf die Authaler+Renz GmbH einen Blick auf die gesamte Anlage im Zusammenspiel. Komplex wurde die Simulation vor allem dadurch, dass er auch externe Einflüsse wie Standzeiten der Werkzeuge berücksichtigt hat. „Wir haben zum Beispiel untersucht , welchen Einfluss das individuelle Rüstverhalten der Einzelmaschinen auf den Liniendurchsatz hat.“

    Mit Hilfe der 3D-Simulation lässt sich nicht nur live der Ablauf der Anlage beobachten, sondern man kann auch mehrere Stunden oder Tage quasi im Schnelldurchlauf simulieren. „So kann man dann sehr genau sehen, welche Stückzahlen am Ende des Tages auf der Anlage produziert wurden“, sagt Renz. „Mit Grafiken und Statistiken lässt sich das Ganze dann bis hinunter zu Komponenteneben betrachten, beispielsweise wie viel Prozent war der Roboter aktiv im Einsatz und wer sind die kritischen Ressourcen der Linie.“

    In der Gesamtschau der Anlage lassen sich natürlich auch Alternativen durchspielen. „Beispielsweise haben wir untersucht, ob es sich lohnt an jeder Station einen Puffer einzubauen.“ Erstaunliches Ergebnis: „Obwohl Puffer meistens immer einen positiven Effekt bringen, waren die Vorteile hier nicht so deutlich, dass sie die Kosten aufgewogen hätten. Hier konnten wir dur ch die Simulation einiges an Investitionskosten sparen.“

    Letztlich habe die 3D-Simulation als Ergebnis die detaillierten Leistungsdaten der Fertigungslinie gebracht: „Wir haben die Leistungsfähigkeit der Automation unserem Kunden nachgewiesen, dass die Anlage so funktioniert wie gedacht und dass sie auch die geforderte Taktzeit erreicht.“

    Daher ist Renz überzeugt, dass auch andere Werkzeugmaschinen- und Anlagenbauer sowie Automatisierer und Ingenieurbüros von dem Konzept profitieren. „Wenn ich in einem Automatisierungsprojekt keine Risiken sehe, dann benötige ich natürlich keine 3D-Simulation - aber wenn es zum Beispiel Kollisionsgefahren oder harte Taktzeitanforderungen gibt, dann macht die Simulation Sinn.“ Wunder dürfe man natürlich nicht erwarten: „3D-Simulation ist kein Allheilmittel und ersetzt nicht die menschliche Fachkompetenz. Sie ist ein professionelles Hilfsmittel, das die nötigen Informationen für Entscheidungen liefert.“

  • 3D-Simulation - Kundeninformation Juli 2013

    e-information

    Vorbei sind die Zeiten, in denen eine dreidimensionale Visualisierung von Abläufen aufwändig und teuer war!

    Perfekte 3D-Simulationen sind heute schnell und kostengünstig realisierbar. Sie werden von uns erfolgreich bei Roboteranwendungen, Transfertechnik, Fertigungslinien, Montageautomatisierung etc. eingesetzt!

    Eine frühzeitige Visualisierung in der Projektplanung bietet Vorteile, die Ihnen Zeit und Kosten sparen:

    - Optimierung von Taktzeiten
    - Kollisionsbetrachtung
    - Umfangreiche Statistikfunktionen
    - Darstellung von Außeneinflüssen, wie z.B. Rüstzeiten etc.
    - u.v.m.

    Durch rechtzeitiges Erkennen von Schwachstellen wird die Planungssicherheit und -qualität maßgeblich erhöht. Unnötige und zeitintensive Nacharbeiten werden vermieden. Die Funktionalität des geplanten Systems wird bereits vor der Umsetzung überprüft. So minimieren unsere 3D-Simulationen Ihr unternehmerisches Risiko.

    Möchten Sie mehr über das Thema wissen?
    Wir stehen Ihnen gerne zur Verfügung und zeigen Ihnen Beispiele.