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Vom Bildschirm in die Fabrikhalle

Universität Siegen und SMS group intensivieren Zusammenarbeit: Bachelorarbeit zeigt 3D-Simulation einer Fertigungsanlage.

Sogar an die Details hat Jan Philipp Jung gedacht. Das Förderband auf dem Computerbildschirm hat die gleiche Musterung wie das Original, die passenden Schilder finden sich in der 3D-Grafik, auch an die Soundeffekte hat er gedacht. Der Elektrotechnik-Student der Universität Siegen hat im Rahmen seiner Bachelorarbeit eine Anlage, die Würfel produziert, in einer 3D-Simulation nachgebildet. Möglich gemacht hat dies die Zusammenarbeit zwischen der Universität und der SMS group. Der Maschinen und Anlagenbauer aus Hilchenbach, die SMS group, hat dem Lehrstuhl für Elektrische Maschinen, Antriebe und Steuerungen der Uni Siegen ein vollwertiges Echtzeitsimulationssystem übergeben.

„Die größte Herausforderung war, die einzelnen Komponenten aufeinander abzustimmen“, blickt Jan Philipp Jung zurück. Seine Aufgabe war, die Prozesse der Würfel-Anlage aus dem Labor auf den Bildschirm zu bringen und an einer realen Steuerung zu testen. Voraussetzung war, dass die Simulation die reale Physik berücksichtigt – und eine originalgetreue Nachbildung liefert. So kann eine Anlage, beispielsweise ein komplettes Walzwerk, simuliert werden, um sie vor dem Einsatz in der Realität zu testen.

Für Firmen ergeben sich durch solche Simulationen vielfältige Vorteile, denn Simulationssysteme bilden alle relevanten technischen und technologischen Prozesszusammenhänge ab und werden zum Testen der Automatisierungslösungen für Anlagen aus dem Bereich der Hütten- und Walzwerke eingesetzt. Die realen Steuerungsgeräte und die Software werden mit der Simulation verbunden und an dieser virtualisierten Anlage getestet. Die folgenden Inbetriebnahmen werden dadurch deutlich verkürzt. Sogar das Bedienpersonal der Kunden kann mit dieser Vorgehensweise – ähnlich wie Piloten an einem Flugsimulator ausgebildet werden – bereits vor dem eigentlichen Produktionsbeginn mit der Anlage vertraut gemacht werden. Davon profitiert auch der Kunde, wenn beispielsweise bei einer Modernisierung die Anlage schnell wieder einsatzbereit ist.

Die SMS group hat in Person von Dipl.-Ing Detlef Ehlert und Dr.-Ing. Hubertus Schauerte nun das Echtzeitsimulationssystem an das Institut von Prof. Dr.-Ing Günter Schröder an der Uni Siegen übergeben. Bereits seit mehreren Jahren arbeiten die SMS group und der Lehrstuhl für Elektrische Maschinen, Antriebe und Steuerungen der Universität zusammen. Viele Studierende haben bei der SMS group am Standort in Hilchenbach im Rahmen von Praktika, Bachelor- bzw. Masterarbeiten erlerntes theoretisches Wissen an praktischen Aufgabenstellungen aus dem Bereich der Hütten- und Walzwerkstechnik erproben können.

Die Zusammenarbeit soll nun auf neuen Feldern der Automatisierungstechnik intensiviert werden. Hintergrund: Forschungsergebnisse zum Thema Industrie 4.0 werden auch in der Automatisierungstechnik zu einem Umbruch führen. Neue Methoden aus dem Arsenal der Informations- und Kommunikationstechnologien werden die bisherigen klassischen Ansätze der Automatisierung von großen Anlagen der Grundstoffindustrie gravierend verändern. Weltweit vernetzte Produktionsanlagen werden das Bild der Zukunft in diesem Bereich bestimmen.

Um die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen am Standort Deutschland im Umfeld des Anlagenbaus zu sichern, ist daher speziell für ein weltweit agierendes Unternehmen eine Zusammenarbeit mit forschenden Einrichtungen wichtig. Dabei können beide Seiten davon profitieren – das Unternehmen beteiligt sich an Forschungsvorhaben, die Forschungseinrichtungen erhalten Zugang zu praxisrelevanten realen Aufgaben. Neue im Rahmen von Industrie 4.0 entwickelte Konzepte und Vorgehensweisen können so gemeinsam zum Vorteil beider Seiten erprobt und validiert werden. Forschung und Industrie rücken über die gemeinsame Schnittstelle einer echtzeitfähigen Prozessnachbildung zusammen.