Digitaler energetischer Zwilling: Generierung dynamischer Modelle
Die modellbasierte Entwicklung stellt bei der Maschinen- und Anlagenentwicklung de facto einen Standardablauf im Rahmen der Entwicklungsphase dar. Hierfür werden häufig dynamische Simulationsmodelle genutzt, um zum Beispiel einen elektrischen Antrieb zu simulieren und darauf aufbauend Optimierungen durchzuführen. Im Kontext der Effizienzsteigerung von Maschinen dient die modellbasierte Entwicklung insbesondere dazu verschiedene Topologien zu bewerten, um eine ressourcenschonende Maschine zu identifizieren. Bei der Untersuchung von Maschinenkonfigurationen werden hierbei wiederkehrende Komponenten in unterschiedlichen Leistungsstufen genutzt: zum Beispiel elektrische oder pneumatische Aktoren in unterschiedlicher Größe.
Die mit diesem Hintergrund verknüpften Arbeiten, werden in der Regel von erfahrenden Tool-Anwendern durchgeführt. Einzelne Komponenten der Maschine bzw. Komponentenmodelle werden in einer spezifischen Simulationsanwendung zusammengestellt und untersucht. Dieser Vorgang der Modellerstellung ist zeitintensiv und kann durch den Digitalen Zwilling einer bestimmten Maschinentopologie unterstützt werden.
Im Video wird ein Workflow für die Generierung eines dynamischen Modells mit Hilfe der Verwaltungsschale (Digitaler Zwilling für Industrie 4.0) präsentiert, wobei von einer vordefinierten Maschine ausgegangen wird. Auf dieser Basis wird die im Pilotvorhaben DeZ des Projekts TeDZ entwickelte Simulation Model Description (SMD) generiert. Innerhalb der SMD sind alle Port-, Verbindungs- und Parameterinformationen des Simulationsmodells enthalten.
Die SMD wird mittels eines Algorithmus auf Basis der Maschinentopologie erstellt und enthält alle Port-, Verbindungs- und Parameterinformationen des Modells. Die SMD kann also als Zwischenformat im Kontext des Digitalen Zwillings und dynamischen Systemmodellen gesehen werden. Anschließend kann diese zur Generierung eines dynamischen Modells innerhalb eines Simulations-Tools genutzt werden. Bspw. können dann Anlagentopologien energetisch bewertet und Regelparameter optimiert werden.
