Bei der EKS InTec GmbH bieten wir qualitativ hochwertige, termintreue, maßgeschneiderte und zukunftsweisende Lösungen für den gesamten Produktionslebenszyklus. Dieser wird durch die „liegende Acht“ (das mathematische Unendlichkeits-Symbol) repräsentiert und steht für die kontinuierliche Weiterentwicklung, Optimierung und Transformation, die im Bereich der industriellen Fertigung von entscheidender Bedeutung sind.
In diesem Blogbeitrag werfen wir einen Blick auf die verschiedenen Phasen der liegenden Acht. Wir konzentrieren uns dabei auf die Virtuelle Inbetriebnahme, Training und Schulung , sowie Analyse und Optimierung, und zeigen, wie Digitalisierung und innovative Technologien diesen Prozess unterstützen.
Die Vision
Die “liegende Acht” verdeutlicht eine zentrale Vision: Die verschiedenen Lebenszyklusphasen eines Produktionssystems verbinden sich von der Idee über die Planung und Inbetriebnahme bis hin zur Optimierung. Jede Phase ist eng mit der nächsten verbunden. Die “liegende Acht” symbolisiert dabei nicht nur den iterativen Prozess, sondern auch die Anpassungsfähigkeit und die kontinuierliche Verbesserung moderner Produktionssysteme.
Die Phasen des Lebenszyklus
Der Lebenszyklus eines Produktionssystems umfasst zahlreiche Phasen, die sich über mehrere Jahre oder sogar Jahrzehnte erstrecken können. Die “liegende Acht” unterteilt den Lebenszyklus eines Produktionssystem in verschiedene Prozessschritte, die ineinandergreifen oder sogar simultan ablaufen:
- Planung und Konzeption:
In dieser Phase wird der Grundstein für die zukünftige Anlage gelegt. Die Planer arbeiten daran, eine Vision zu entwickeln und diese in konkrete Pläne umzusetzen.
- Engineering und Simulation:
Das digitale Modell nimmt Gestalt an. Konstrukteure entwerfen das Produktionssystem mithilfe moderner Softwaretools die Überprüfung/Validierung erfolgt durch Simulationsexperten.
- Virtuelle Inbetriebnahme (Virtual Commissioning):
In dieser Phase wird die Steuerungslogik des Produktionssystems mittels Digitalem Zwilling noch vor der realen Umsetzung getestet und optimiert. Die Virtuelle Inbetriebnahme reduziert Risiken und sichert den reibungslosen Übergang in die reale Welt.
- Inbetriebnahme (Commissioning):
Die physische Anlage wird realisiert, getestet und in Betrieb genommen.
- Anlaufphase:
Die Anlaufphase einer Produktionsanlage beschreibt den Zeitraum nach der Inbetriebnahme, in dem die Produktion schrittweise von ersten Testläufen auf die geplante Serienleistung hochgefahren wird. Dabei werden Prozesse stabilisiert, Parameter optimiert und Qualitäts- sowie Leistungsziele erreicht. Ziel ist ein zuverlässiger, reproduzierbarer und wirtschaftlicher Serienbetrieb der Anlage.
- Betrieb und Produktion:
Das Produktionssystem ist nun im Serienbetrieb und wird mittels Digitalem Schatten überwacht. Doch auch hier endet der Lebenszyklus keineswegs – vielmehr beginnt die kontinuierliche Weiterentwicklung.
- Training und Schulung:
Auch wenn die Technologie fortschreitet: Der Mensch bleibt ein entscheidender Faktor im Lebenszyklus eines Produktionssystems. Die Programmierung, Bedienung und Wartung moderner Anlagen erfordern spezialisiertes Wissen, das durch umfassendes Training vermittelt werden muss. Bediener, Instandhalter und Steuerungsprogrammierer werden anhand des digitalen Modells geschult, um reibungslose Abläufe zu gewährleisten. Realistische Szenarien können simuliert werden, um die Reaktion auf Störungen oder Notfälle zu trainieren. Dies reduziert das Risiko von Fehlern und erhöht die Sicherheit.
- Analyse und Optimierung:
Im laufenden Betrieb wird das Produktionssystem analysiert und optimiert. Dank digitaler Modelle können Engpässe und Schwachstellen datenbasiert identifiziert und behoben werden. Mit der Optimierung geht es in eine erneute Iteration der einzelnen Phasen von der Planung bis in den Betrieb.
Digitales Modell – Der Schlüssel zur Effizienz
Ein zentraler Aspekt von modernen Produktionssystemen ist die Nutzung des digitalen Modells, das bereits in der Planung erstellt wird oder direkt aus der VIBN weiter genutzt werden kann, z.B. für Taktzeitoptimierungen, Kollisionsprüfungen oder auch für die vorbeugende Wartung (Predictive Maintenance). Hierbei können verschiedene Anwendungsfälle realisiert werden, vgl. auch [1]:
Online
- Anwendungsfall 1: Virtual Sensing
Virtual Sensing ermöglicht die Bestimmung realer Messgrößen aus einem virtuellen Modell, indem die betriebsparallelen Simulationen an reale Systeme angebunden ist. Dies erlaubt die Unterscheidung zwischen steuerungsrelevanten und zusätzlichen Informationen, wodurch Predictive Maintenance ermöglicht wird.
Passende Tools der RF::SUITE: ViPer, FMU Umgebung, OPC UA-Connect, Connect Tools, Assistenzen
- Anwendungsfall 2: Monitoring
Durch betriebsparallele Simulationen können Produktionsprozesse verbessert überwacht und gesteuert werden. Visualisierungen wie Diagramme oder 3D-Modelle ermöglichen eine intuitive und präzise Prozessbeobachtung, die Effizienz und Sicherheit steigert.
Passende Tools der RF::SUITE: YAMS, ViPer, Scout, Connect Tools, Recorder, VR, Assistenzen
- Anwendungsfall 3: Anomalieerkennung
Anomalieerkennung analysiert historische Daten, die aufgezeichnet wurden, um „normales“ Verhalten festzulegen und mit aktuellen Prozessdaten zu vergleichen (Datenanalyse).
Passende Tools der RF::SUITE: SCOUT, Recorder, Connect Tools
- Anwendungsfall 4: Prädiktion
Prädiktion gibt Einblick in die zukünftige Entwicklung des Systems durch einen Vergleich zwischen aktuellem und früherem Verhalten des Produktionssystems. Mit dem VIBN-Modell können Kollisionserkennung, Energie- und Materialverbrauch optimiert, sowie Predictive Maintenance umgesetzt werden.
Passende Tools der RF::SUITE: YAMS, ViPer, Scout, Connect-Tools, Recorder, Cereb, externe Datenbank, Assistenzen
Offline
- Anwendungsfall 5: Szenario-Analyse
Die Szenario-Analyse (während der VIBN oder in der darauffolgenden Betriebsphase) unterstützt Entscheidungen in komplexen Systemen, indem verschiedene Szenarien simuliert werden. Sie hilft dabei, die Auswirkungen von Änderungen – wie neue Steuerungsprogramme oder Anpassungen der Anlage – zu bewerten.
Passende Tools der RF::SUITE: YAMS, Viper, SCOUT, Recorder, Connect Tools, FSBox, Assistenzen
- Anwendungsfall 6: Diagnose
Die Diagnose zielt darauf ab, Fehlerquellen und unerwünschtes Verhalten schnell und transparent zu identifizieren. Durch Simulationen können Fehler reproduziert und analysiert werden, ohne dass die reale Anlage beeinträchtigt wird.
Passende Tools der RF::SUITE: Rekorder, Scout, Connect Tools, Datenbanken, Assistenzen, RF::Suite insgesamt
- Anwendungsfall 7: Training von Machine Learning Modellen
Simulationen liefern synthetische Daten zur Nutzung von verfahren und Modellen der künstlichen Intelligenz. Ihre Flexibilität hilft dabei, Probleme wie Bias zu vermeiden und komplexe Szenarien sicher zu trainieren.
Passende Tools der RF::SUITE: Scout, Recorder, ggf Connect-Tools, Assistenzen
- Anwendungsfall 8: Schulung
Das VIBN-Modell ermöglicht sowohl die Qualifizierung von Programmierstandards als auch ein realistisches Training für die Bedienung und Wartung von Anlagen. Kritische Situationen können simuliert werden, ohne dass die reale Anlage oder Produktionszeiten beeinträchtigt werden. Ebenso können virtuelle Anlagen genutzt werden, um die Steuerungsprogrammierung – auch in Verbindung mit vorgegebenen Bibliotheken – zu erlernen.
Passende Tools der RF::SUITE: RF::EdDi
- Anwendungsfall 9: Unterstützung bei der Konstruktion
Moderne Softwaretools können regelbasiert oder KI-gestützt in der Konstruktion helfen und Teilschritte der Konstruktion übernehmen. Dies kann die teil-automatisierte Konstruktion von Spannvorrichtungen, die Positionierung von Robotern, etc.
Passende Tools der RF::SUITE: RF::GUARD
Die liegende Acht – mehr als ein Symbol
Die “liegende Acht” ist mehr als ein Symbol – sie steht für Resilienz im Bereich der industriellen Fertigung, in der kontinuierliche Veränderungen aktiv als Chance genutzt werden. Durch die Virtuelle Inbetriebnahme, kontinuierliche Analyse und Optimierung sowie Schulungen und Trainings auf Basis digitaler Modelle wird der Lebenszyklus eines Produktionssystems revolutioniert. Die Planung und Inbetriebnahme werden effizienter. Das Produktionssystem wird zuverlässiger und widerstandsfähiger gegenüber Störungen und Veränderungen. Realistische Trainingsmöglichkeiten befähigen die involvierten Menschen. Mit Hilfe moderner Technologien und digitaler Modelle können Produktionssysteme also stetig an die Anforderungen von morgen angepasst werden.
Die Zukunft der industriellen Fertigung wird durch innovative Softwarelösungen und fortschrittliche Ingenieurskunst aktiv gestaltet!
Weitere Infos zu den RF::SUITE Tools: https://www.eks-intec.com/platform/products
Quelle:
[1] Malte Ramonat, Darius Deubert, Lars Klingel, Tina Mersch, Roland Rosen, Jens Jäkel, Ronald Schmidt-Vollus, Omar Ismail, Miriam Schleipen: Weiterverwendung von Simulationsmodellen aus der VIBN: Anwendungsfälle, Anforderungen und Handlungsempfehlungen für die Betriebsphase. Automation 2025 : human-centric automation ; 26. Leitkongress der Mess- und Automatisierungstechnik : 1. und 2. Juli 2025, Baden-Baden / VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik, VDI-Wissensforum, S. 495-533, 2025.
