Virtuelle Inbetriebnahme im Automotive: BBS Automation China validiert Produktionslinie

Digitale Validierung mit Visual Components für einen globalen Automobilzulieferer

Die virtuelle Inbetriebnahme im Automotive gewinnt zunehmend an Bedeutung, wenn es darum geht, steigende Anforderungen an Qualität, Effizienz und Sicherheit in der Produktion zu erfüllen. BBS Automation China setzte dabei auf virtuelle Inbetriebnahme mit Visual Components, um eine komplexe Klebeanlage für einen führenden Automobilzulieferer bereits vor dem realen Aufbau vollständig digital zu simulieren und zu testen. So konnte das Projektteam Risiken frühzeitig erkennen und Prozesse gezielt optimieren.

Über BBS Automation

BBS Automation ist ein globaler Anbieter von Automatisierungslösungen mit Hauptsitz in Garching bei München. Das Unternehmen entwickelt kundenspezifische Montage- und Prüfsysteme für Kunden aus Branchen wie Automobilindustrie, Medizintechnik, Elektronik und erneuerbare Energien. Mit fast 2.500 Mitarbeitern an 20 Standorten weltweit gehört BBS zu den führenden Anbietern intelligenter Fertigungslösungen und ist seit 2023 Teil des Dürr-Konzern.

BBS Automation ist seit 2003 in China aktiv und betreibt mehrere Standorte, darunter Suzhou, Kunshan und Tianjin. Die chinesischen Niederlassungen sind auf automatisierte Produktionssysteme, industrielle Digitalisierung und Smart-Factory-Lösungen spezialisiert – insbesondere für die Automobilindustrie, Medizintechnik und neue Energien.

Herausforderung: Früherkennung von Problemen vor der realen Inbetriebnahme

Im Rahmen eines Projekts mit BBS Automation China forderte der Endkunde die virtuelle Inbetriebnahme als festen Bestandteil der Projektanforderungen. Ziel war es, mechanische sowie steuerungstechnische Probleme frühzeitig zu identifizieren und zu beheben – noch bevor die reale Anlage aufgebaut wird.

Projektziele: Qualität sichern, Zeit sparen, Kosten reduzieren

Die virtuelle Inbetriebnahme verfolgte folgende Ziele:

• Früherkennung mechanischer Kollisionen, um kostenintensive Nacharbeiten und Verzögerungen zu vermeiden.
• Identifikation von Programmierfehlern, um die Inbetriebnahmezeit vor Ort zu verkürzen.
• Validierung der Steuerungslogik unabhängig von der Verfügbarkeit der Hardware, um den Projektzeitplan besser steuern zu können.

Was wurde im Projekt validiert?

Im Rahmen der virtuellen Inbetriebnahme wurde die gesamte Produktionslinie digital nachgebildet und für einen reibungslosen Klebeprozess getestet. Ziel war es, die Funktionsfähigkeit der Anlage vollständig zu validieren.

Unter anderem wurden folgende Aspekte geprüft:

• Mechanische Korrektheit: Sind alle Komponenten korrekt positioniert? Könnten Kollisionen oder Störungen auftreten?
• Steuerungslogik: Stimmen die Bewegungsabläufe mit der geplanten SPS-Logik überein? Funktionieren alle Zylinder und Aktoren wie vorgesehen?
• Bedienbarkeit: Reagiert das HMI korrekt auf Eingaben? Sind alle Funktionen über das Bedienpanel verfügbar?
• Produktionsprozesse: Lässt sich die Anlage korrekt starten, betreiben und stoppen? Wie verhalten sich die Stationen bei Gutteilen, Ausschussteilen und Nacharbeit?
• Sicherheitsfunktionen: Wird ein Not-Aus korrekt erkannt und verarbeitet? Sind alle sicherheitsrelevanten Abläufe zuverlässig?
• Taktzeiten und Effizienz: Wie lange dauert ein Produktionszyklus? Gibt es Engpässe oder Optimierungspotenzial?

Diese Validierung erfolgte vollständig virtuell – unter Verwendung realer Steuerungsdaten und eines digitalen Abbilds der Anlage in Visual Components. Dadurch konnten Fehler frühzeitig erkannt und behoben werden, bevor sie in der Realität Probleme verursachen konnten.

Lösung: Einsatz von Visual Components für die virtuelle Inbetriebnahme

BBS Automation China nutzte Visual Components als zentrale Simulationsplattform, um komplexe Bewegungsabläufe visuell darzustellen und zu testen. Insbesondere bei umfangreichen Python-Skripten zur Steuerung mehrerer Zylinder erwies sich die visuelle Simulation als entscheidend, um Fehlerquellen zu identifizieren und Taktzeiten realitätsnah zu simulieren.

Vorgehensweise: Schrittweise virtuelle Inbetriebnahme

1. Import und Verifizierung der 3D-Daten für alle Stationen
2. Analyse der Abläufe und Definition der Schnittstellen zur SPS
3. Überprüfung auf mechanische Kollisionen und Anpassung der Modelle
4. Einrichtung der Kinematik und Austauschvariablen in Visual Components
5. Manuelle Tests der Bewegungen und Signale
6. Entwicklung der Bewegungslogik basierend auf der SPS-Programmierung
7. Integration und Test der SPS-Schnittstelle
8. Vollständige virtuelle Inbetriebnahme mit realem SPS-Code

Virtuell getestete Funktionen und Prozesse

Die virtuelle Inbetriebnahme umfasste eine Vielzahl von Tests, die sowohl mechanische als auch steuerungstechnische Aspekte abdecken:

Mechanik

• Kollisionskontrolle und Störkonturprüfung
• Ausrichtung der Zylinder und Modellanpassung

Im Projekt erkannte das Team mehrere mechanische Unstimmigkeiten direkt im virtuellen Modell und korrigierte diese noch vor der realen Umsetzung. Die folgenden Beispiele zeigen typische Probleme, die so frühzeitig identifiziert und behoben wurden.

Steuerung & Logik

• Vergleich und Optimierung der Bewegungslogik
• Integration und Test der SPS-Schnittstelle mit realem Code

HMI & Bedienung

• Simulation von Touchscreen-Funktionen
• Test der Benutzerinteraktion über das HMI-Panel

Produktionsprozesse

• Initialisierung der Stationen
• Messung der Taktzeiten über mehrere Bauteile hinweg
• Ghost-Modus für Prozesstests ohne reale Teile
• Handhabung von Gutteilen, NOK-Teilen und Nacharbeit

Sicherheit

• Not-Aus-Test mit Sicherheitsprüfung
• Allgemeine Sicherheitsüberprüfung der Anlage

Signalverarbeitung & Kinematik

• Verknüpfung von Bewegungen mit SPS-Signalen
• Koordinatensystem für Produktteile zur präzisen Positionierung

Eine zentrale Voraussetzung für die virtuelle Inbetriebnahme war die exakte Definition aller Bewegungen und Positionen im Modell. Dafür wurden Bauteile und Handhabungspositionen eindeutig über Koordinatensysteme referenziert.

Neben der geometrischen Modellierung mussten alle durch die SPS gesteuerten Bewegungen realitätsnah im Modell abgebildet werden. Dazu wurden Zylinder, Drehtische und weitere Komponenten mit Kinematik versehen und mit den entsprechenden Signalen verknüpft.

Fazit: Virtuelle Inbetriebnahme sorgt für Planungssicherheit und Qualität

Die virtuelle Inbetriebnahme ermöglichte es dem Team, mechanische Kollisionen und Probleme bei der Zylinder-Ausrichtung bereits vor Produktionsbeginn zu erkennen und zu beheben. So vermied das Projektteam Schäden und Reparaturkosten. Gleichzeitig identifizierte es fehlende oder fehlerhafte Abläufe in den elektrischen Programmen frühzeitig und setzte die notwendigen Anpassungen rechtzeitig um. Dadurch reduzierte sich der Zeit- und Kostenaufwand für nachträgliche Änderungen erheblich.

Das Beispiel von BBS Automation China zeigt, wie effektiv dieser Ansatz ist: Dank virtueller Inbetriebnahme mit Visual Components konnte das Unternehmen die Anlagenqualität deutlich steigern, Risiken minimieren und den Projektzeitplan zuverlässig einhalten. Ein entscheidender Erfolgsfaktor war die enge Zusammenarbeit zwischen Mechanik-, Elektro- und Simulationsteams.

Das Beispiel zeigt, wie virtuelle Inbetriebnahme in der Praxis funktioniert. Einen Überblick über Einsatzmöglichkeiten, Vorgehen und Nutzen finden Sie auf unserer Themenseite zur virtuellen Inbetriebnahme.

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