Virtuelle Inbetriebnahme (VIBN) & Digitaler Zwilling
Virtuelle Inbetriebnahme mit fe.screen-Sim reduziert Risiken und Zeitdruck in der realen Inbetriebnahme.
Software, Ablauf- und Zustandslogik werden bereits vor Anlagenstart getestet.
Virtuelle Inbetriebnahme - kurz erklärt
Die virtuelle Inbetriebnahme (VIBN) ermöglicht die systematische Validierung von SPS-Programmen, Visualisierung und Prozesslogik bereits vor der realen Inbetriebnahme.
Grundlage ist ein digitaler Zwilling, der das funktionale Anlagenverhalten abbildet und reproduzierbare Tests unter kontrollierten Bedingungen erlaubt.
Virtuelle Inbetriebnahme ist besonders sinnvoll bei:
- komplexen Anlagen mit vielen Zuständen
- kurzen Inbetriebnahmefenstern oder hohem Zeitdruck beim Anlagenstart
- internationaler Installation oder eingeschränkter Vor-Ort-Zeit
- erhöhten Anforderungen an Softwarequalität und Prozessstabilität
- Bedarf an Schulung, Tests oder späteren Erweiterungen auf Basis eines digitalen Zwillings
Virtuelle Inbetriebnahme - Vorteile
Die virtuelle Inbetriebnahme verschiebt zentrale Tests aus der realen Inbetriebnahme in die Engineering-Phase und schafft damit eine belastbare Grundlage für einen stabilen Anlagenstart.
Kompakt zusammengefasst:
- Frühzeitige Fehlererkennung vor dem ersten realen Anlagenlauf
- Reproduzierbare Tests von Normalbetrieb, Störungen und Grenzfaellen
- Planbarere Inbetriebnahme durch vorbereitete und getestete Software
- Reduzierter Vor-Ort-Aufwand und weniger Nacharbeit unter Zeitdruck
Virtuelle Inbetriebnahme - Warum KV-Automotion
KV-Automotion setzt mit fe.screen-Sim die virtuelle Inbetriebnahme praxisnah um - mit Fokus auf Original-SPS-Code, klare Zustandsmodelle und strukturierte Testszenarien.
Wir verbinden SPS-Engineering, HMI/PLS-Verständnis und Inbetriebnahme-Erfahrung zu einem belastbaren, testfähigen Gesamtsystem.
Das zeichnet unsere Zusammenarbeit aus:
- Original-SPS-Code im finalen Projektstand - ohne Vereinfachungen
- Strukturierte Testszenarien inkl. Grenz- und Fehlerszenarien
- Klare Schnittstellen und nachvollziehbare Zustandsmodelle
- Erfahrung aus realen Inbetriebnahmen (vor Ort und remote)
Der digitale Zwilling als Grundlage
Der digitale Zwilling bildet die reale Anlage funktional und logisch ab. Steuerungssoftware, Simulation und Visualisierung arbeiten dabei in einem geschlossenen System zusammen.
Bestandteile des digitalen Zwillings:
- SPS-Programm im Originalprojektstand
- Simulationsmodell der Anlage
- Visualisierung und Prozessführung
Der digitale Zwilling reagiert auf Steuerungsbefehle identisch zur realen Anlage und liefert definierte Rückmeldungen an die Steuerung. Dadurch können Anlagenzustände reproduzierbar getestet werden - inklusive Grenz- und Fehlerszenarien.
Bedeutung der virtuellen Inbetriebnahme
In klassischen Projekten entstehen viele Fehler erst dann, wenn Mechanik, Elektrik und Software erstmals zusammenarbeiten. Die virtuelle Inbetriebnahme verlagert diese kritische Phase in eine kontrollierte Testumgebung.
Prüfbereiche der virtuellen Inbetriebnahme:
- Tests kompletter Ablauf- und Zustandslogiken
- Prüfung von Grenz- und Fehlerszenarien
- Validierung von Sicherheits- und Freigabekonzepten
- Analyse von Prozess- und Taktverhalten
- Frühzeitige Abstimmung zwischen Konstruktion, Software und Betrieb
Virtuelle Inbetriebnahme in der Praxis
KV-Automotion setzt die virtuelle Inbetriebnahme mit fe.screen-Sim in Kombination mit SIMATIC TIA Portal und SIMATIC Classic um. Die reale oder simulierte SPS wird dabei mit dem Simulationsmodell gekoppelt, sodass das Originalprogramm gegen definierte Anlagenrückmeldungen getestet werden kann.
Umsetzung in der Praxis:
- Kopplung der realen oder simulierten SPS mit dem Simulationsmodell
- Test kompletter Anlagenabläufe (Normalbetrieb, Störungen, Grenzfälle)
- Prüfung der Bedien- und Prozesslogik über HMI und PLS
- Systematische Abarbeitung definierter Testszenarien
- Test der finalen Projektsoftware ohne Vereinfachungen
Ablauf: klassisch vs. mit VIBN
Die folgende Darstellung zeigt vereinfacht, wie sich der Projektablauf durch virtuelle Tests verschiebt. Der reale Anlagenstart wird dadurch planbarer, weil Debugging- und Integrationsaufgaben bereits im Engineering bearbeitet werden.
Klassischer Projektablauf
- Engineering (SPS/HMI/PLS)
- Aufbau / Verdrahtung / Integration
- Reale Inbetriebnahme + Debugging unter Zeitdruck
- Abnahme / Produktionsstart
Projektablauf mit virtueller Inbetriebnahme (VIBN)
- Engineering (SPS/HMI/PLS)
- Die virtuellen Tests am digitalen Zwilling (Szenarien, Grenzfälle, Störungen) erfolgen unabhängig vom Aufbau, der Verdrahtung und der Integration der realen Anlage und können je nach Projekt parallel zu oder vor der Realisierungsphase durchgeführt werden.
- Reale Inbetriebnahme (Fokus: Feinabstimmung, Prozessoptimierung)
- Abnahme / Produktionsstart
Projektabwicklung: klassisch vs. mit VIBN im Vergleich
Die virtuelle Inbetriebnahme verändert nicht die Aufgaben im Projekt, sondern den Zeitpunkt ihrer Bearbeitung. Kritische Tests werden aus der realen Inbetriebnahme in die Engineering-Phase verlagert.
| SPS-Programmierung | |
|---|---|
| klassisch | XSoftware wird anhand von Spezifikation und Annahmen entwickelt |
| VIBN | ✓Software wird parallel am digitalen Zwilling getestet |
| Fehlererkennung | |
| klassisch | XFehler treten erst beim ersten realen Anlagenlauf auf |
| VIBN | ✓Fehler werden bereits während des Engineerings erkannt |
| Ablauf- und Zustandslogik | |
| klassisch | XValidierung erfolgt unter Zeitdruck während der Inbetriebnahme |
| VIBN | ✓Alle Betriebszustände können vorab systematisch getestet werden |
| Stör- und Fehlerszenarien | |
| klassisch | XNur eingeschränkt testbar |
| VIBN | ✓Gezielt und reproduzierbar prüfbar |
| Schnittstellen (SPS / HMI / PLS) | |
| klassisch | XProbleme werden erst beim Zusammenspiel sichtbar |
| VIBN | ✓Schnittstellen werden frühzeitig validiert |
| Visualisierung & Bedienlogik | |
| klassisch | XAnpassungen erfolgen während der Inbetriebnahme |
| VIBN | ✓Bedienkonzepte werden vor Anlagenstart getestet |
| Inbetriebnahmephase | |
| klassisch | XParallel laufende Softwareanpassungen und Tests |
| VIBN | ✓Fokus auf Feinabstimmung und Prozessoptimierung |
| Planbarkeit | |
| klassisch | XAbhängig vom realen Anlagenfortschritt |
| VIBN | ✓Bessere Termin- und Ressourcenplanung |
| Stillstandszeiten | |
| klassisch | XMögliche Stillstände durch Softwareanpassungen |
| VIBN | ✓Reduzierte Stillstände durch vorbereitete Software |
| Softwarequalität | |
| klassisch | XStark abhängig von Zeitdruck vor Ort |
| VIBN | ✓Systematisch getestet und dokumentiert |
| Änderungen & Optimierungen | |
| klassisch | XRisiko durch Tests an realer Anlage |
| VIBN | ✓Tests im digitalen Zwilling ohne Produktionsrisiko |
| Dokumentation | |
| klassisch | XOft nachgelagert erstellt |
| VIBN | ✓Testszenarien entstehen parallel zum Engineering |
| Langfristiger Nutzen | |
| klassisch | XProjektabschluss ohne Simulationsbasis |
| VIBN | ✓Digitaler Zwilling nutzbar für Erweiterungen und Schulung |
Einsatz über die Inbetriebnahme hinaus
Der digitale Zwilling endet nicht mit dem Anlagenstart. Er kann über den gesamten Lebenszyklus als Engineering- und Betriebswerkzeug genutzt werden.
Nutzungsmöglichkeiten nach der Inbetriebnahme:
- Softwareänderungen und Erweiterungen
- Retrofit- und Modernisierungsprojekte
- Schulung von Bedien- und Servicepersonal
- Analyse von Störungen und Prozessoptimierungen
Integration in bestehende Projekte
Die virtuelle Inbetriebnahme kann projektabhängig als fester Bestandteil eines Neuprojekts oder gezielt für kritische Anlagenteile eingesetzt werden. Umfang und Testszenarien werden in bestehende Engineering-Prozesse integriert.
Typische Integrationsszenarien:
- Als fester Bestandteil eines Neuprojekts
- Zur gezielten Absicherung kritischer Anlagenteile
- Zur Qualitätssicherung bestehender Software
Unser technischer Anspruch
Die virtuelle Inbetriebnahme verstehen wir als Engineering-Werkzeug zur technischen Absicherung von Automatisierungsprojekten. Ziel ist es, Funktionen, Abläufe und Systemzusammenhänge frühzeitig nachvollziehbar zu prüfen und damit eine stabile Grundlage für Inbetriebnahme und späteren Anlagenbetrieb zu schaffen.
Grundsätze unserer Arbeitsweise in der virtuellen Inbetriebnahme:
- Realitätsnahe digitale Zwillinge
- Original-SPS-Code ohne Vereinfachungen
- Strukturierte und reproduzierbare Tests
- Messbarer Mehrwert für Inbetriebnahme und Betrieb
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