Virtuelle Inbetriebnahme: Förderung der industriellen Automatisierung
Enterprise-Resource-Planning-Systeme (ERP) sind für moderne Lager- und Lieferkettenabläufe unverzichtbar. Boehringer Ingelheim, ein weltweit tätiges Pharmaunternehmen, stand vor Herausforderungen bei der Optimierung seiner Logistik- und Lagerabläufe. Um diese Probleme anzugehen, entschied sich das Unternehmen, im Rahmen seiner SAP-ERP-Implementierung auf „virtuelle Inbetriebnahme“ zurückzugreifen. In diesem Artikel wird erläutert, wie die virtuelle Inbetriebnahme funktioniert und welche Vorteile dieser Ansatz für Boehringer Ingelheim mit sich brachte.
Ein digitaler Zwilling ist eine Nachbildung der Realität, die reale Abläufe widerspiegelt und es Unternehmen ermöglicht, Szenarien zu planen, zu testen und zu steuern sowie die optimale Konfiguration auszuwählen.
Verwendung von Enterprise Dynamics® von InControl wurde ein Digital Twin des Lagers erstellt. Dies ermöglichte es dem Unternehmen, verschiedene „Was-wäre-wenn“-Szenarien zu testen, Engpässe zu analysieren und Prozesse zu optimieren, bevor Änderungen in der realen Umgebung umgesetzt wurden.
Die virtuelle Inbetriebnahme ist ein innovativer Ansatz, bei dem digitale Simulations- und Emulationswerkzeuge in industrielle Steuerungssysteme integriert werden. Sie verbindet die physische mit der digitalen Welt und ermöglicht es Unternehmen, Materialflüsse und Logistikabläufe zu testen, zu optimieren und zu validieren, bevor die physischen Systeme tatsächlich in Betrieb genommen werden.
Durch die Erstellung eines digitalen Zwillings ermöglicht die virtuelle Inbetriebnahme eine nahtlose Interaktion zwischen ERP-Systemen (Enterprise Resource Planning), Materialflusssteuerungen (MFCs) und speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPSen) und gewährleistet so einen reibungslosen Übergang vom Entwurf zur operativen Umsetzung. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, die gesamte Logik und Kommunikation zwischen dem ERP-System einerseits und den physischen Maschinen in der Fabrik oder im Lager zu implementieren und zu testen.
Unter „Virtual Commissioning“ versteht man den Prozess des Testens und Validierens von Steuerungssystemen, Automatisierungslogik und mechanischen Konstruktionen in einer virtuellen Umgebung, bevor diese in der realen Welt zum Einsatz kommen. Das Aufspüren und Beheben von Fehlern erfolgt in einer digitalen Umgebung wesentlich effizienter als in einer – kostspieligeren – realen Produktionsumgebung.
Durch Tests im Rahmen des Virtual Commissioning konnte Boehringer:
- Führen Sie vor der Bereitstellung intensive Tests der Steuerungssoftware durch.
- Die Systemleistung überprüfen und eine nahtlose Integration der SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) sicherstellen.
- Fehler bereits in einer frühen Phase der Entwicklung erkennen und beheben, um das Risiko kostspieliger Änderungen nach der Bereitstellung zu verringern.
Das SAP-EWM-MFC-System (Extended Warehouse Management – Material Flow Control) wurde in das auf Enterprise Dynamics basierende Simulationsmodell integriert. Die Integration funktioniert wie folgt:
- Ein Materialflussrechner (MFC) empfängt Transportaufträge von ERP-Systemen (z. B. SAP EWM-MFC), um die Bestands- und Lagerlogistik zu steuern.
- Die Kommunikation erfolgt auf Telegrammebene, wobei Transportaufträge die Bewegungen der Ladevorrichtungen innerhalb des Systems festlegen.
- Das Simulationsmodell integriert SPS-Logik und ermöglicht so das Testen und Validieren von Regelalgorithmen in Echtzeit.
- Gemischte Simulationsansätze ermöglichen hybride Tests, indem für bestimmte Systembereiche physische SPSen eingesetzt werden, während für andere Bereiche digitale Modelle zum Einsatz kommen.
Die Umsetzung einer virtuellen Inbetriebnahme bietet erhebliche Vorteile:
- Zeitersparnis: Eine schnellere Inbetriebnahme führt zu einer früheren Betriebsbereitschaft, wodurch Ausfallzeiten reduziert und Produktionsstarts beschleunigt werden.
- Kostensenkung: Unternehmen senken ihre Test- und Inbetriebnahmekosten, indem sie Probleme bereits vor der Bereitstellung erkennen und beheben.
- Risikominderung: Simulierte Tests verhindern kostspielige Fehler und stellen sicher, dass alle Systemkomponenten vor der tatsächlichen Implementierung wie erwartet funktionieren.
Die Enterprise Dynamics®-Plattform von InControl erleichtert die virtuelle Inbetriebnahme durch die Integration folgender Komponenten:
- Steuerungsebene: SPS-Logik und Interaktionen zwischen Sensoren und Aktoren.
- Prozesssteuerungsebene: Materialfluss und systemweiter Datenaustausch.
- Produktionssteuerungsebene: Integration mit ERP-/MES-Systemen für eine nahtlose digitale Transformation.
Dieser ganzheitliche Ansatz ermöglicht es Unternehmen, Lagerlayouts zu simulieren, Logistikketten zu optimieren und Automatisierungslösungen vor der tatsächlichen Umsetzung zu testen, was zu einer höheren Effizienz und geringeren Betriebskosten führt.
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Die Implementierung von SAP in einer Live-Produktionsumgebung ist mit hohen Anforderungen und inhärenten Risiken verbunden. Mit dem Digital Twin von InControl konnten wir diesen komplexen Prozess gründlich und risikofrei testen. Dies führte zu erheblichen Zeit- und Kosteneinsparungen sowie zu einer reibungslosen Inbetriebnahme.
Boehringer Pharma GmbH & Co. KG
Die SAP-EWM-Implementierung bei Boehringer, die auf virtueller Inbetriebnahme und Digital-Twin-Technologie basiert, setzt Maßstäbe für die moderne Lager- und Logistikoptimierung. Die virtuelle Inbetriebnahme senkt Kosten und Zeitaufwand bei SAP-EWM-Implementierungen, indem sie die Lücke zwischen physischen und digitalen Abläufen schließt. Unternehmen, die diese Technologie nutzen, profitieren von einer schnelleren Inbetriebnahme, einem geringeren Ressourcenverbrauch und minimierten Ausfallzeiten.
Mit Enterprise Dynamics® von InControl verschaffen sich Unternehmen einen Wettbewerbsvorteil, indem sie durch datengestützte Entscheidungsfindung die Zuverlässigkeit, Skalierbarkeit und betriebliche Effizienz steigern. Im Zuge der fortschreitenden Digitalisierung der Industrie wird die virtuelle Inbetriebnahme voraussichtlich zur Standardlösung für ERP-Implementierungen werden.
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