Das achte jährliche Mevea-Seminar wurde am 27. Oktober live übertragen und knüpfte damit an das wegweisende virtuelle Seminar des Vorjahres an. Unser Ziel für 2021 war die weitere Segmentierung des Seminars mit Fokus auf OEMs und die aktuelle Nutzung digitaler Zwillinge in der Softwareentwicklung und -prüfung von Steuerungssystemen.
In diesem Jahr repräsentierte unser Publikum sechs der sieben Kontinente (nur die Antarktis fehlte). Gemeinsam mit unseren Referenten und Seminarpartnern brachten wir über Mehr als 250 Personen aus 30 Ländern, die über 100 Organisationen vertreten.
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Das diesjährige Mevea-Seminar konzentrierte sich auf den digitalen Zwilling in der Softwareentwicklung und -prüfung von Steuerungssystemen. Um einen umfassenden Überblick über die aktuelle Situation in Industrie und Wissenschaft zu geben, konnten wir fünf Organisationen mit Erfahrung im Einsatz digitaler Zwillinge gewinnen, darunter: Junttan, Mitsubishi Logisnext, Rottne, KRANK, sowie Fachhochschule Oulu.
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Begrüßung der Geschäftsleitung – Mevea
Die Veranstaltung begann mit einer Begrüßung und einer Eröffnungspräsentation durch Raimo Nikkilä, Director of Sales, Marketing and Business Development bei Mevea. Sein Vortrag bot einen umfassenden Überblick über die wichtigsten Vorteile und Definitionen der Digital Twins von Mevea und bereitete so den Boden für die Referenten des Seminars 2021.
Nikkilä erklärte, dass es verschiedene Möglichkeiten gibt, die digitalen Zwillinge von Mevea zu implementieren, nämlich als eigenständigen virtuellen Sensor oder zukünftig als Onboard-/Online-Digital-Twin.
Standalone-Digitale Zwillinge kommen zum Einsatz, wenn der Zugriff auf ein physisches Produkt nicht möglich oder dessen Verwendung unpraktisch ist, beispielsweise im Erlebnismarketing. Virtuelle Sensor-Digitale Zwillinge dienen unter anderem der Wartung, da Sensordaten von physischen Anlagen erfasst und an den Digitalen Zwilling übertragen werden können. Dies ermöglicht ein umfassendes Verständnis des Zustands der physischen Anlage. Die permanent vernetzte Lösung, der Onboard-/Online-Digitale Zwilling, kann sich schließlich mit jeder angeschlossenen physischen Anlage synchronisieren. Mevea konzentriert sich derzeit auf Forschung und Entwicklung in diesem Schlüsselbereich, da kein anderer Marktteilnehmer dies leisten kann.
Zum Abschluss seines Vortrags erläuterte er die geschäftlichen Vorteile, die sich durch die Einführung eines digitalen Zwillings ergeben, nämlich ein frühzeitiges Produktverständnis, das kosteneffektive Anpassungen bereits in den frühen Entwurfsphasen ermöglicht und so die Gesamtkosten der SPS reduziert.
Junttan
Der erste Redner, Herr Daniel Harjunheimo, Software-Testingenieur bei Junttan, gewährte den Seminarteilnehmern einen kurzen Einblick in Junttans Vorgehen bei der Automatisierung von Softwaretests für Steuerungssysteme von Schwermaschinen mithilfe digitaler Zwillinge.
Harjunheimos Präsentation enthielt eine Erläuterung, wie Junttan Tests durchführt und wie das Unternehmen von Meveas Digital Twin in seinen Prozessen profitiert. Er präsentierte außerdem ein Fallbeispiel, wie Junttan die Simulationstechnologie von Mevea nutzt, welche Erkenntnisse das Unternehmen gewonnen hat und zog abschließend folgendes Fazit:
- Die kontinuierliche Wartung ist von größter Wichtigkeit;
- Testskript und Steuerungssystemcode müssen parallel entwickelt werden, um zu vermeiden, dass die Tests falsche Ergebnisse liefern und ihre Relevanz verlieren.
- Skalierbarkeit – wenn das System aus modularen Komponenten auf Basis von Standardschnittstellen aufgebaut ist, ist eine schnelle und kostengünstige Systemerweiterung möglich;
- Spezifikationen müssen gut formuliert und klar kommuniziert werden, da dies den Entwicklungsprozess verbessert;
- Probleme können so frühzeitig in der Entwicklungsphase erkannt werden, wodurch Kosten gespart werden.
Mitsubishi Logisnext Europe
Der zweite Redner, Herr Reidar Udd, Engineering Manager für Onboard-Software bei Mitsubishi Logisnext Europe, Die virtuelle Entwicklung und Erprobung von fahrerlosen Transportsystemen (AGV) wurde erörtert.
Udds Präsentation befasste sich eingehend mit der Softwareentwicklung für AGVs und deren Simulation. Anschließend wurde ein Lasthandhabungstest mit einem Simulator durchgeführt. Er erläuterte detailliert die Automatisierung des Aufbaus in Kombination mit manuellen Tests und hob hervor, wie SICK dank der Fähigkeit der Mevea-Lösung, jedes Element zu simulieren, sämtliche Komponenten des CAN-Busses – einschließlich Antriebs-, Lenk-, Pumpen- und Sicherheitssteuerung sowie I/O-Modul und Lenkgeber – ersetzen konnte. Abschließend erklärte Udd, wie der Testprozess von SICK durch automatisierte Tests erweitert wird.
Udd schloss seine Präsentation mit dem Hinweis, dass SICKs Weg mit Mevea-gestütztem automatisiertem Testen zwar noch in den Anfängen stecke, aber bereits jetzt mehr automatisierte Tests als je zuvor ermöglicht habe. Obwohl SICK in komplexeren Testfällen weiterhin auf Prototypen setzt, hat die Lösung von Mevea dem Unternehmen viele neue Wege und Optionen in der Softwareentwicklung eröffnet.
Rottne
Der dritte Redner, Herr Mathias Paulsson, Systemingenieur bei Rottnehielt einen Vortrag, in dem es darum ging, wie digitale Zwillinge zur Schonung von Bäumen eingesetzt werden können.
Paulsson erörterte die Schwierigkeiten bei der Softwareentwicklung, insbesondere bei der Behebung verschiedener Fehlertypen in bestehender Software oder der Entwicklung neuer Funktionen. Er betonte die Wichtigkeit einer Testplattform, da die Fehlerbehebung in mehreren Modellen äußerst anspruchsvoll sei, und unterstrich die Bedeutung der Simulationstechnologie.
In seinem Vortrag erläuterte Paulsson den Einsatz digitaler Zwillinge in der Fahrerschulung und verwies dabei auf die Forstschule Russby, die derzeit vier Simulatoren zur Ausbildung neuer Fahrer nutzt. Er hob zudem einige der wichtigsten wirtschaftlichen Vorteile hervor, die sich durch die Implementierung digitaler Zwillinge ergeben, insbesondere Kostensenkungen. Diese Vorteile, vor allem in der Fahrerschulung, resultieren aus deutlich reduzierten Treibstoffkosten, einer geringeren Anzahl gefällter Bäume und deren damit verbundenen Wertverlusten sowie dem Wegfall des Risikos, reale Maschinen während der Schulung zu beschädigen.
Paulsson schloss seinen Vortrag mit einigen Hinweisen für diejenigen ab, die die Implementierung von Digital Twins in Erwägung ziehen, wie man den Prozess angehen sollte und welche Art von Personen damit beauftragt werden sollten, um sicherzustellen, dass die Technologie ihr volles Potenzial ausschöpft.
KRANK
Der vierte Redner, Dr. Jan Jarvis, Leiter der Virtualisierungsabteilung bei KRANKerörterten die Auswirkungen der Anwendungsmodellierung und virtueller Sensoren auf die Lösungsentwicklung und -prüfung.
Dr. Jarvis erörterte die potenziellen Anwendungsfälle von Anwendungsmodellierung und -simulation, darunter Algorithmenentwicklung, Geräteentwicklung (Vor-)Entwicklung, Regressionstests und Tests während der iterativen Entwicklung, Anwendungsoptimierung, Bedienerschulung und virtuelle Inbetriebnahme. Zu den wichtigsten besprochenen Themen gehörten der menschliche Faktor und der Modellierungsaspekt bei der Virtualisierung, eine detaillierte Erläuterung von Virtualisierung und Humanisierung, die Auswirkungen der Anwendungsmodellierung sowie die Bayes'sche Anwendungsoptimierung.
Abschließend präsentierte er die folgenden Schlussfolgerungen der Präsentation:
- Anwendungsvirtualisierung ist die Kunst, alle Informationen über eine Anwendung zu nutzen, um individualisierte Lösungen bereitzustellen.
- Die Verwaltung des Lebenszyklus virtueller Modelle wird von entscheidender Bedeutung sein.
- Die Anwendungsvirtualisierung wird einen großen Einfluss auf die Art und Weise haben, wie wir mit unseren Kunden interagieren.
- Dies wird Auswirkungen darauf haben, wie wir Lösungen entwickeln und bereitstellen.
- Menschen und menschliche Dialogsysteme werden in diesem Prozess eine grundlegende Rolle spielen.
- Die Schlüsseltechnologien und Hauptakteure sind völlig neu in diesem Bereich.
Fachhochschule Oulu (OAMK)
Der fünfte Redner, Herr Petri Junttila, Projektmanager von NUVE-Projekt und ein Dozent an Fachhochschule Oulu, gab den Seminarteilnehmern einen Überblick über das NUVE-Projekt und dessen Kernstück, das NUVE-LAB, ein unabhängiges Forschungsumfeld zur Entwicklung neuer energieeffizienter und umweltverträglicher autonomer Nutzfahrzeuge.
Junttilas Präsentation gab dem Publikum einen Einblick in das Herzstück von NUVE-LAB – einen aktiven Dynamometer mit 1,8 MW (ca. 2400 PS) Leistung und vier Elektromotoren, der ein Drehmoment von 25,000 Nm erzeugen kann. Laut Junttila kann NUVE-LAB Fahrzeuge mit einem Gewicht von bis zu 65 Tonnen und einer Länge von bis zu 12 Metern aufnehmen.
Junttila erklärte, dass die Testfahrzeuge über ihre Antriebsstränge mit dem aktiven Dynamometer verbunden sind. Das Maschinensteuerungssystem und die KI sind mit dem virtuellen System des NUVE-Projekts verknüpft, wodurch das Fahrzeug seine Umgebung in der virtuellen Welt wahrnehmen kann. Die von virtuellen Sensoren in der virtuellen Welt generierten Daten werden an das Steuerungssystem der realen Maschine übertragen, sodass diese ihre Arbeitszyklen in der virtuellen Welt ausführen kann. Durch die Verbindung zum aktiven Dynamometer werden alle Lasten, die die virtuelle Maschine in ihrer virtuellen Umgebung erfährt, auf das reale Fahrzeug übertragen. Junttila hob hervor, dass das Projekt enorm von Meveas echtzeitfähiger Physikmodellierung sowie von deren bestehenden Lösungen für die im NUVE-Projekt entwickelte Umgebung profitiert hat.
Die Präsentation umfasste zwei Testfälle, die in Zusammenarbeit mit den Projektpartnern durchgeführt wurden. Der erste Testfall fand im Mai 2021 vollständig virtuell statt und konzentrierte sich auf die Mobilität in einem virtuellen Modell des Hafens von Narvik sowie die Analyse der Genauigkeit der Fahrzeugdaten. Der zweite Test, der im Juni 2022 stattfinden soll, wird ein realer Testlauf sein und zusammen mit NUVE-LAB einen umfassenderen Einblick in die Leistungsfähigkeit des Projekts ermöglichen.