OPAK

3D-gestützte Engineering-Plattform für die intuitive Entwicklung und effiziente Inbetriebnahme von Produktionsanlagen



© FESTO AG & Co. KG


Kurzsteckbrief

Das Projekt OPAK zielt auf die Entwicklung einer 3D-gestützten Engineering-Plattform für die intuitive Planung, Entwicklung und Inbetriebnahme von Produktionsanlagen. Dabei kann die Anlage zunächst herstellerunabhängig anhand rein funktionaler Beschreibungen von Standardkomponenten der Automatisierungstechnik geplant werden. Erst später erfolgt die Unterlegung durch konkrete Komponenten mit den gewünschten spezifischen Leistungsmerkmalen jeweiliger Anbieter.


Herausforderung

In modernen Produktionsanlagen werden die Komponenten zunehmend miteinander, aber auch mit anderen Teilen der gesamten Wertschöpfungskette vernetzt. Einzelne Komponenten werden mit immer mehr Sensorik und Motorik ausgestattet, erhalten eine eigene Intelligenz und kommunizieren selbständig mit anderen Komponenten. So steigt durch die erhöhte Komplexität auch der Kosten- und Zeitaufwand bei ihrer Planung, Inbetriebnahme und Wartung.


Ziel

Das soll einfacher durch „Plug-and-Produce“ geschehen – das ist das Ziel des Projektes OPAK. Entwicklern und Betreibern einer Anlage soll künftig ein Assistenzsystem zur Verfügung gestellt werden, mit dem sie weniger abstrakt sondern über eine 3D-gestützte Engineering-Oberfläche planen, entwickeln, warten und erweitern können.


Technologien

Im Fokus steht dabei die Standardisierung von Schnittstellen sowohl der Anlagenkomponenten und ihrer mechatronischen Schnittstellen als auch der Anbindungen zwischen Hard- und Software. Dieser Ansatz erlaubt echtes Plug-and-Produce, durch das individuelle Komponenten herstellerübergreifend zu einem Gesamtsystem vereint werden können, ohne dass spezielle Anpassungen notwendig sind. Die Funktionen der einzelnen Komponenten werden standardisiert beschrieben, und zwar so, dass sie deren physikalischen Fähigkeiten entsprechen, was dem Konstrukteur entgegenkommt. So bestimmt er z. B. direkt die Fahrwege von mechatronischen Achsen oder Förderbändern, statt sie IT-gerecht zu beschreiben. Das übernimmt OPAK, indem der entsprechende Programmcode für die Maschine im Hintergrund automatisch erzeugt wird. Über eine 3D-Visualierung kann der Konstrukteur die Auswirkungen seiner Änderungen direkt verfolgen und die Anlage optimieren. Der Anlageningenieur kann sich durch diesen Fortschritt vollständig auf das Programmieren der Anlage konzentrieren. Vorteil: So können nicht nur Steuerungsprogramme einfacher geschrieben werden, sondern die Anlage kann bereits virtuell, am Rechner, getestet werden, was deutlich Kosten spart.


Use Case

Die Ergebnisse des Projektes werden in vier Anwendungen aus den Bereichen Forschung, Industrie und Bildung demonstriert. Am Beispiel der Asys-Unternehmensgruppe und der Festo AG soll die Praxistauglichkeit der geplanten Softwarearchitekturen im industriellen Produktionsbetrieb getestet werden. Anhand spezifischer mechatronischer Elemente, wie z. B. Greifer, Förderbänder, Pneumatikzylinder und elektrische Linearachsen, wird das einfache Zusammenstellen einer Produktionsanlage demonstriert werden. Die dadurch deutlich vereinfachte Planung und Inbetriebnahme von Produktionsanlagen wird auch in der Lemgoer Modellfabrik der Hochschule Ostwestfalen-Lippe und einem modularen Produktionssystem bei Festo Didactic demonstriert werden. Dadurch erschließen sich neue Möglichkeiten in der Forschung sowie Aus- und Weiterbildung, da die Konzeption von Produktionsanlagen nun keine speziellen Programmierkenntnisse mehr voraussetzt. Die 3D-Visualierungen erlauben darüber hinaus, dass Personal an verschiedenen Anlagen schnell und unkompliziert geschult werden kann.

Konsortialpartner: Festo AG & Co. KG (Konsortialführer), ASYS Automatisierungssysteme GmbH, elrest Automationssysteme GmbH, Festo Didactic GmbH & Co. KG, fortiss GmbH, Hochschule Ostwestfalen-Lippe (inIT), 3S-Smart Software Solutions GmbH

 

 

 

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