Das Projekt IoT4DigitalTwin ist Teil der europäischen Initiative IoT4Industry im Rahmen des Programms Horizon 2020. Geprom Connecting Inustries und Gefasoft GmbH haben ein Konsortium gebildet mit dem Ziel, einen digitalen Zwilling bei Celsa (ein privater spanischer multinationaler Konzern und führend in der Metallurgiebranche) zu implementieren und somit im Kontext von Industrie 4.0 die bestehenden Prozesse flexibler und effizienter gestalten zu können.
Um die Modernisierung von Anlagen kontinuierlich voranzutreiben, schlägt die Europäische Union im Rahmen ihres Programms Horizon 2020 die Ausschreibung IoT4Industry vor, deren Hauptziel es ist, die Produktivität, Rentabilität und Innovationskapazitäten von KMUs zu steigern und ihren Zugang zu Industrie 4.0 und digitaler Transformation zu beschleunigen.
Außerdem soll der Marktzugang für neue Produkte und Dienstleistungen von technologischen KMUs verbessert werden, um deren Innovation und Wachstum zu stärken.
Konzept entwickelt
Während der 12-monatigen Projektlaufzeit haben die Unternehmen des Konsortiums gemeinsam ein Konzept für Celsa entwickelt und als Projekt umgesetzt. Die dabei zahlreich durchgeführten Testszenarien und gesammelten Daten aus den Prozessen des Unternehmens bildeten die Grundlage der validierten Ergebnisse. Es wurde eine Verbindung zwischen der realen Fabrik und einer virtuellen Plattform geschaffen, in der die Möglichkeiten von Technologien auf Basis von Internet of Things, Artificial Intelligence, Advanced Analytics und Big Data erlebt werden können.
Der digitale Zwilling benötigt konsolidierte und zuverlässige Daten aus der Produktionsumgebung als Grundlage für eine genaue Simulation. Konnektivität, Datenerfassung, Überwachung und Steuerung der Produktion in Echtzeit sind zentrale Elemente, um seinen Erfolg sicherzustellen.
MES für maximale Effizienz
Alle für den digitalen Zwilling relevanten Daten, wie Maschinenstatus, Auftragsinformationen, Anlagenpositionierung und Prozesswerte, werden in Echtzeit über das MES Legato Sapient bereitgestellt. Die aktuellen Daten werden über ein Gateway gesammelt und über das Web-Frontend vom Legato Sapient angezeigt.
Alle Werte werden in einer Datenbank gespeichert und stehen als historische Ressourcen für verschiedenste Analysen und Reports zur Verfügung. Auf Basis der gesammelten Rohdaten erfolgt eine weitere Werteaggregation und die Bereitstellung von projektspezifischen Key Performance Indicators. Diese definierten KPIs sind ein wesentlicher Kern für die Prozessauswertung, sowohl für den Ist-Zustand als auch für die Simulation innerhalb des DigitalTwin.
Michael Stöger, Partnermanager der Gefasoft GmbH, sagt: „Dank der engen Zusammenarbeit der Konsortiumsmitglieder konnten wir eine disruptive Technologie im komplexen Bereich der Smart Factory validiert werden. Dies war ein wichtiger Schritt, da wir so in der Lage war, eine digitale Zwillingsplattform in unser MES zu integrieren und somit die Gesamtfunktionalität und Wettbewerbsvorteile unseres Produktes zu erhöhen.
Das Ergebnis des Projekts ist ein flexibles und skalierbares digitales Zwillingsmodell, das es ermöglicht, neue Produktionsszenarien zu validieren, ohne den bestehenden Fertigungsprozess zu verändern. Dadurch kann eine sicherere Entscheidungsgrundlage auf der Basis zuverlässiger Echtzeitdaten geschaffen werden, was den Erfolg neuer Investitionen deutlich verbessert.
Mit dem digitalen Zwilling die Zukunft simulieren
Marc Álvarez, Leiter der Industrie 4.0-Projekte bei Geprom, erwähnte seinerseits: „Eine der komplexesten Herausforderungen des Projekts war es, kleinen und mittleren Unternehmen eine digitale Zwillingsplattform zur Verfügung zu stellen, die in der Lage ist, jeden Produktionsprozess zu simulieren, unabhängig von ihrer Größe und Aktivität. Dies ist ein differenzierender Faktor, da es sich um eine Plattform handelt, die schnell in anderen Produktionszentren und anderen Sektoren repliziert werden kann. Die einfache Erweiterung ihrer Funktionalitäten bietet eine flexible Anpassung an die Bedürfnisse und Anforderungen der Prozesse und somit einen schnellen Return on Investment.“
Mit der virtuellen Fabrik geht das multinationale Unternehmen Celsa noch weiter in Richtung Industrie 4.0. Es wird in der Lage sein, Produktionsprozesse vorherzusagen und unnötige Produktionsstillstände zu vermeiden. Optimierungspotenziale können simuliert werden, bevor Änderungen an der realen Anlage erfolgen, das zu einer erhöhten Verfügbarkeit führt. Es bieten sich viele Möglichkeiten, die Effizienz und Produktivität des Betriebs zu erhöhen und die Logistik und Produktionsparameter zu optimieren. „IoT4DigitalTwin zeigt, dass unser Engagement, die fortschrittlichsten Technologien der Industrie 4.0 einzubinden, Früchte trägt und ein Schritt nach vorne ist, um die Wettbewerbsfähigkeit und Effizienz zu steigern.“, sagt Anna Casals, Head of Innovation bei CELSA Group™.