Wie BMW die Fabriksteuerung der Zukunft mit Technologien von Ascon Systems testet

Die Fertigungsindustrie steht vor einem Wandel. Sie muss neue Wege finden, agiler, flexibler und insgesamt effizienter werden, damit sie auch in Zukunft wettbewerbsfähig ist. Traditionelle Automatisierungstechnologien liefern für diese Anforderungen keine Lösungen mehr, sie reichen für die Transformation nicht aus. Aber bevor mit unterschiedlichen Ressourcen und Technologien neue Anlagen gebaut werden: Lassen sich mögliche Zukünfte simulieren, so testen, dass das wiederholte Durchspielen verschiedener Szenarien, Visionen und Ereignisse zu tatsächlichen Verbesserungen in den Produktionsabläufen führt? Die BMW Group beantwortet diese Frage mit einem klaren Ja. Sie hat eigens dafür an ihrem größten Standort in Europa, im bayerischen Dingolfing, ein Innovation Hub gegründet. In diesem Reallabor testet BMW verschiedene Zukunftstechnologien als Proof of Concept. Erstmalig konnte Ascon Systems gemeinsam mit NVIDIA und einem Team der BMW Group in zwei Schritten von Februar bis August 2023 den Innovation Hub nutzen und ein Leuchtturm-Projekt aufsetzen. Die Fragestellungen dahinter: Wie lässt sich die Fabriksteuerung künftig so gestalten, dass es möglich wird, live die Fertigung durch den Digital Twin zu monitoren und zu steuern? Wie kann im Omniverse von NVIDIA die die Visualisierung von Anlagenpositionen und -bewegungen, von Maschinenstatus und Prozessparametern erfolgen? Und schließlich: Wie lassen sich im Shopfloor Prozesse und Fertigungszellen rekonfigurieren und validieren?

Installation der Testphase mit Digital Twins

Im Innovation Hub von BMW Group wurde eigens für die Testphase über eine Strecke von 5 Metern ein Montagesystem mit Werkstückträgern nachgebaut. Es sorgt für die automatisierte Verkettung mehrerer Montage- und Prüfstationen und bildet damit wesentliche Fähigkeiten im Fahrzeugbau ab. Die Prozesslogik der Anlage wurde über die Ascon Systems Automation Platform und digitale Zwillinge virtuell abgebildet . Die digitalen Zwillinge erfüllen dabei mehrere Funktionen: Sie werden direkt als IT-Services ausgeführt, die die Anlage steuern und stellen zudem unternehmensweit umfassende Informationen zu Prozessen und Produktrealisierungen bereit. Die Teststrecke zeigt das Zusammenspiel des realen Shopfloor mit digitalen Zwillingen für die täglichen Anforderungen in der Produktion. Sie liefert damit ein Beispiel dafür, dass sich die Fabrik der Zukunft schon heute als datengesteuertes Rechenzentrum führen lässt.

Anbindung an das Industrial Metaverse von NVIDIA

Im nächsten Schritt hat Ascon Systems die Teststrecke mit der Technologie „Ascon Systems Metaverse Portal“ direkt mit der NVIDIA Omniverse Plattform – so nennt NVIDIA sein Produkt des Industrial Metaverse – verbunden. Das Ergebnis ist eine Live-Kopplung des realen Shopfloors mit dem Omniverse. Damit können die aktuellen Materialflüsse sowie Anlagenzustände und der Produktionsfortschritt in der virtuellen Umgebung live und von jedem Ort der Welt mitverfolgt, optimiert und geändert oder auch Replays für X-in-the-Loop-Simulationen gefahren werden. Diese Industrial Metaverse-Realisierung ist weltweit einzigartig. Sie ist skalierbar und flexibel einsetzbar.

3 Beispiele für Lösungen aus dem Industrial Metaverse

Durch die Kopplung der Ascon-Systems-Technologien mit dem NVIDIA Omniverse können verschiedene Probleme beim Aufbau von Anlagen frühzeitig erkannt und vermieden werden. Hier drei Beispiele für mögliche Anwendungen:

• Kollaboration: Alle Mitarbeiter arbeiten mit denselben Informationen und bekommen diese transparent angezeigt. Und dies unabhängig davon, wer sich wann über etwas informieren möchte, ob also z.B. der Anlagenplaner über den Ist-Stand im Werk X oder der Prozessverantwortliche über den Zustand seiner Anlage oder ein Mitarbeiter über die letzte Wartung einen Status einholen möchte. Die Anwendungen ermöglichen, dass Mitarbeitende den wirklichen Wertstrom in ihrer Fabrik beobachten können und Informationen im Prozesskontext und Realitätsbezug bekommen.
• Anywhere: Egal, ob vor Ort oder von Remote, man bekommt die Daten aus der realen Fertigung überall auf der Welt angezeigt. Die Mitarbeitenden müssen somit nicht mehr vor Ort sein, um Informationen zu bekommen, Prozesse zu beobachten, Änderungen auszuprobieren. Das bedeutet mehr Effizienz in allen Ebenen, auch, durch eine enorme Ersparnis von Reisekosten.
• Intuitive Bedienung: Die Daten werden über eine grafische Oberfläche auf dem Tablet oder dem Rechner in einem frischen Design angezeigt. Per Mouse-over und einer intuitiven Bedienung sind z.B. Prozessparameter, Qualitätsdaten, Störungen abrufbar.

Disruptives Potenzial in der Industrieautomatisierung

Die Ergebnisse der Tests zeigen, wie stark sich die intuitive und effiziente Planung und Bedienung von Anlagen und Fabriken optimieren lassen, wenn Technologien für Kollaboration und Simulation optimal miteinander kombiniert werden. Die Visualisierung über die Automatisierungplattform wie auch die Änderungen im Digital Twin und damit im realen Shopfloors erfordern keine Programmierer und Automatisierungsexperten. Die Testergebnisse zeigen, wie ein neuer technologischer Umgang mit aktuellen täglichen Arbeitsschritten in Planung und Steuerung zu einer resilienten Fabrik führen, in der Prozesse ressourcenschonend, weltweit vernetzt und maximal flexibel umgesetzt werden können.

Fazit

Der Test war ein voller Erfolg: Die Realisierung im Industrial Metaverse ist weltweit einmalig. Sie ist skalierbar, flexibel einsetzbar und ein Beispiel dafür, wie die Produktion im Industrial Metaverse zu Resilienz und Effizienz führt.