Digital Twin und Virtual Commissioning bei der Modernisierung von Produktionslinien

Scania ist ein globaler Hersteller von Lkw, Bussen und Motoren, bekannt für hochwertige Produktion und kontinuierliche Optimierung industrieller Prozesse. Als Reaktion auf steigende operative Anforderungen und den Bedarf an Modernisierung der Automatisierungsinfrastruktur entschied sich das Unternehmen für die Einführung des Digital-Twin-Konzepts sowie für die Durchführung eines virtuellen Inbetriebnahmeprozesses der Produktionslinien.

Ziel war es, das Risiko von Produktionsstillständen zu minimieren und die Effizienz bei der Umsetzung von Änderungen zu steigern.

Die Modernisierung laufender Produktionslinien in der Automobilindustrie ist mit erheblichen operativen Risiken verbunden. Jede Änderung an den Steuerungssystemen kann sich auf die Produktionskontinuität, die Qualität und die Liefertermine auswirken.

Scania benötigte eine Lösung, die Folgendes ermöglicht:

• Erstellung eines Digital Twins, der die realen Produktionsprozesse präzise abbildet,
• Durchführung einer virtuellen Inbetriebnahme (Virtual Commissioning) der Automatisierungssysteme vor der physischen Implementierung,
• Aktualisierung der PLC-Steuerungsprogramme gemäß neuen operativen Anforderungen,
• Reduzierung von Tests direkt an der Produktionslinie,
• Minimierung des Stillstandsrisikos während der Umsetzung.

Entscheidend war die Gewährleistung einer hohen Simulationsgenauigkeit sowie einer vollständigen Übereinstimmung zwischen der virtuellen Umgebung und der realen Produktionsinfrastruktur.

Das Modernisierungsprojekt wurde auf Grundlage der Methoden Digital Twin und Virtual Commissioning umgesetzt.

Entwicklung des Digital Twins

Wir erstellten ein digitales Modell der Produktionslinien, das:

• die realen Produktionsprozesse abbildet,
• die PLC-Steuerungslogik simuliert,
• das Testen von Produktionsszenarien ermöglicht,
• die Analyse des Systemverhaltens unter verschiedenen Betriebsbedingungen erlaubt.

Der Digital Twin diente als virtuelle Testumgebung für geplante Änderungen.

Virtual Commissioning

Wir führten eine virtuelle Inbetriebnahme der Automatisierungssysteme durch, die Folgendes ermöglichte:

• Testen der aktualisierten PLC-Programme vor der physischen Implementierung,
• Überprüfung der Steuerungslogik und Prozessabläufe,
• Identifikation potenzieller Fehler und Engpässe,
• Reduzierung von Tests, die einen Produktionsstillstand erfordern.

Aktualisierung der Steuerungsprogramme

Wir aktualisierten die Steuerungsprogramme der Produktionslinie und passten sie an neue operative Anforderungen sowie an die Ergebnisse der Simulationen an.

Dokumentation und Reporting

Wir stellten eine detaillierte Fortschrittsberichterstattung bereit und erarbeiteten eine umfassende technische Dokumentation zur Unterstützung der langfristigen Wartbarkeit und Weiterentwicklung des Systems.

Die Umsetzung des Projekts brachte Scania wesentliche operative Vorteile:

• Erfolgreiche Implementierung des Digital-Twin-Konzepts im Produktionsumfeld,
• Durchführung von Virtual Commissioning mit reduzierter Notwendigkeit physischer Tests,
• Verringerung des Stillstandsrisikos während der Modernisierung der Produktionslinien,
• Optimierung der Produktionsprozesse durch frühzeitige Validierung von Änderungen,
• Steigerung der Umsetzungseffizienz und höhere Ergebnisvorhersagbarkeit,
• Präzise Dokumentation zur Unterstützung der Systemstabilität und weiteren Optimierung.

Das Projekt ermöglichte eine kontrollierte und sichere Modernisierung der Produktionslinien im Einklang mit den operativen Zielsetzungen und schuf gleichzeitig die Grundlage für eine weitere Digitalisierung im Sinne von Industrie 4.0.