Durchgängige digitale Prozesse sorgen für eine Effizienzsteigerung – die Abläufe im Schaltschrank werden schneller, wirtschaftlicher und präziser. Dabei spielen digitale Zwillinge eine wichtige Rolle. Diese digitalen Abbilder von real existierenden Objekten und Prozessen stellen die Basis für optimierte Abläufe zwischen Projektierung und Fertigung dar, da sie den Konstrukteuren bereits in der Planungsphase vollständige Informationen bereitstellen. So helfen sie generell dabei, die Prozesse im Schaltschrank zu vereinfachen sowie Zeit und Geld zu sparen.
Anforderungen an digitale Zwillinge
Digitale Zwillinge bestehen aus vielen unterschiedlichen Informationen und Datensätzen – je nach Anforderung. Wichtig ist also zu verstehen, dass es nicht den einen digitalen Zwilling für alles gibt, sondern immer nur einen individuellen, zur jeweiligen Aufgabe passenden. Dabei sollte auch immer mitberücksichtigt werden, in welchem Prozessabschnitt der digitale Zwilling eingesetzt werden soll.
Digitale Zwillinge im Einsatz
Ein Wago-Partner nutzt die Mini-Reihenklemmen Topjob des Anbieters, die sich durch eine kompakte Bauform und flexible Einsatzmöglichkeiten auszeichnen, für seine fahrerlosen Transportsysteme. Diese simuliert er in 3D-Programmen wie Auto CAD oder Siemens NX. Von Wago benötigt er einen digitalen Zwilling der Mini-Reihenklemmen Topjob, damit er den Bauraum simulieren und die Bohrungen für die Flansche auf der Montageplatte planen kann. Diesen findet er direkt auf der Wago-Webseite, indem er bei dem gewünschten Artikel auf „Downloads/CAD/CAE-Daten“ geht. Von dort aus gelangt er zur Wago Partcommunity, wo er den passenden digitalen Zwilling auswählen kann – unabhängig vom CAD-Tool, das er nutzt. Ein anderer Partner nutzt die Mini-Reihenklemmen für seine kleinen Verteilerkästen auf einer TS15-Tragschiene. Für seine umfangreiche elektrische Planung mit Stromlaufplan benötigt er einen digitalen Zwilling, der neben der 3D-Modellierung auch elektrische Funktionsbeschreibungen – wie z.B. die Anschlusspunkte – beinhaltet. Je nachdem, welche Engineering-Software er nutzt, findet er diesen direkt im Eplan Data Portal, in der Zuken Component Cloud oder im WSCAD Universe zum Download.
Interview mit Sven Rasser, Product Manager Digital Twin bei Wago
Digitale Zwillinge: Anforderungen, Vorteile, zukünftige Entwicklungen
und ‚just in time‘ verfügbar sein.
Wenn der Kunde die Daten braucht,
müssen diese auch wie gewünscht vorliegen – und zwar rechtzeitig.
Sven Rasser – Bild: Wago GmbH & Co. KG
Welche Vorteile bieten digitale Zwillinge im Schaltanlagenbau?
Sven Rasser: Darauf gibt es keine pauschale Antwort. Denn es gibt nicht den einen digitalen Zwilling, sondern nur den zur jeweiligen Zielanwendung passenden. Das heißt, man muss sich vorab darüber im Klaren sein, wo im Schaltanlagenbauprozess der digitale Zwilling zum Einsatz kommen soll. Die Vorteile und Nutzen sind vielfältig – und je nach Prozessschritt und Aufgabe unterschiedlich. Im Engineering spart ein digitaler Zwilling z.B. Zeit und Geld, wenn die richtigen Daten in der richtigen Qualität vorliegen: Zeit- und kostenintensive Datenrecherchen werden vermieden und repetitive Aufgaben und Simulationen automatisiert. Zudem erspart das Aufdecken von Fehlern im Engineering-Prozess eine kostenintensive Korrektur in der Fertigung. Auch in der Beschaffung bietet der digitale Zwilling Vorteile: z.B. durch die Nutzung von Datenstandards, um Produktinformationen standardisiert in die Softwarelandschaft der Kunden zu überführen. Generell gesehen verschlanken digitale Zwillinge also die jeweiligen Prozessschritte und steigern die Effizienz, wodurch handfeste Wettbewerbsvorteile gegenüber Marktbegleitern entstehen. Dies setzt jedoch eine gute Datenbasis voraus. Dabei können Hersteller wie Wago bestmöglich unterstützen, da sie ihre Produkte und Daten natürlich am besten kennen.
Welche Herausforderungen gibt es bei der Realisierung von digitalen Zwillingen?
Rasser: Da es wie bereits erwähnt nicht den einen digitalen Zwilling gibt, sollte man im Vorfeld bereits folgende Fragen klären: Welche Prozessschritte im Schaltanlagenbau sollen dadurch optimiert werden? Was soll der digitale Zwilling ermöglichen? Zudem muss die bestehende Softwaresystemlandschaft betrachtet werden: Sind die Softwaresysteme für die gewünschte Optimierung geeignet? Ein Beispiel: Ein Kunde möchte von der Möglichkeit zur teilautomatisierten Schaltplanerstellung profitieren. Er sollte überprüfen, ob sein Softwaresystem die Möglichkeit dazu bietet, z.B. zur Verwendung von Makros, und ob die Daten für das Softwaresystem geeignet sind.
Seit wann bietet Wago digitale Zwillinge an? Was genau bieten Sie Ihren Kunden in diesem Bereich an?
Rasser: Die ersten Daten haben wir bereits in den 80er und 90er Jahren angeboten, allerdings nur auf Nachfrage. Den Begriff „Digitaler Zwilling“ gab es damals noch nicht, dieser etablierte sich erst in den 2010ern. Im Vergleich zu früher haben wir heute ein stark vergrößertes Angebot und eine hohe Verfügbarkeit. Wir stellen unseren Kunden verschiedene, auf sie zugeschnittene digitale Zwillinge bereit, automatisch und jederzeit frei verfügbar. Dafür nutzen wir z.B. die Wago Partcommunity, unseren vielfach bewährten Smart Designer, Ultra Librarian (v.a. für Leiterplattenklemmen), unseren eShop sowie Datenbanken von CAE-Systemherstellern.
Im Detail bieten wir unseren Kunden: qualitativ hochwertige CAE-Daten für die CAE-Systeme Eplan, WSCAD und Zuken, CAD-Daten – sowohl in neutralen (z.B. als dxf, step, dwg) als auch in nativen Formaten (z.B. für Solid Works und Inventor), CAE-Makros zur teilautomatisierten Schaltplanerstellung sowie vollständige und vielfach nach Eclass Advanced klassifizierte Produktdaten. Anwendungen wie der Smart Designer, der bei der Konfiguration von Klemmenleisten mit automatischer Plausibilitätsprüfung, Stücklistenerstellung und automatischer Bestellung unterstützt, sowie Consulting durch unsere erfahrenen Mitarbeiterinnen gehören ebenfalls dazu.
Was ist Ihren Kunden wichtig, wenn sie digitale Zwillinge nutzen möchten?
Rasser: Da beispielsweise das Engineering nach Arbeitsstunden bemessen wird, müssen die digitalen Zwillinge „on demand“ und „just in time“ verfügbar sein. Das heißt, wenn der Kunde die Daten braucht, müssen diese auch wie gewünscht vorliegen – und zwar rechtzeitig. Wartezeiten sind hier inakzeptabel. Zudem achten unsere Kunden auf marktübliche Standards, das heißt, die Qualität muss natürlich ebenfalls passen.
Wie findet man den für sich passenden digitalen Zwilling?
Rasser: Vor der erstmaligen Implementierung lohnt es sich, den Wago Kundensupport zu kontaktieren. Unsere Expertinnen unterstützen gerne bei der Wahl des passenden digitalen Zwillings. Wichtig ist, dass vorab das Ziel definiert wird, das damit verfolgt wird. Nach der erstmaligen Implementierung können die digitalen Zwillinge ganz einfach über unsere Webseite bezogen werden. Sollte jedoch einmal nicht das Passende gefunden werden: Unser Kundensupport und das Team unterstützen gerne.
Gibt es allgemein bzw. weltweit akzeptierte normative Grundlagen zur Erstellung eines digitalen Zwillings?
Rasser: Wie auch in anderen Bereich ist es schwierig, hier einen weltweiten Standard umzusetzen. Es gibt aber erste Ansätze, die einen Anspruch auf die internationale Standardisierung von digitalen Zwillingen erheben. Dazu gehören z.B. die IPC-2551 sowie erste normative Ansätze wie die ISO23247. Diese haben sich bisher allerdings wenig bzw. noch gar nicht in der Praxis etabliert, da sie recht neu sind und noch weiterentwickelt werden müssen, bevor sie akzeptiert und umgesetzt werden. Hier sollte man auch folgendes beachten: Genauso wie es nicht den einen digitalen Zwilling gibt, kann es auch nicht die eine Norm für alles geben. Vieles fokussiert sich nämlich nur auf einen Teilbereich: So gilt die ISO23247 z.B. nur für die Fertigung.
Kürzlich hat der Führungskreis Industrie 4.0 im ZVEI auf einer Konferenz weitere Informationen skizziert, die digitale Zwillinge enthalten könnten. Hierzu gehören u.a. Wartungs-, Reparatur- und Ersatzteilinformationen, Betriebsanleitungen, Informationen zu Normen und Standards, Hinweise zu Firmware-Updates usw. Werden diese Angaben bei digitalen Zwillingen von Wago bereits mitgeliefert?
Rasser: Wir liefern bereits jetzt alle für das jeweilige Produkt relevanten Daten digital. Allerdings benötigen nicht alle Produkte die gleichen Informationen. Betrachtet man z.B. Klemmen und I/O-Module, stellt man fest, dass die Klemmen nur kurze Handhabungshinweise brauchen, während die I/O-Module größere Betriebsanleitungen benötigen. Aktuell arbeiten wir zudem an Wago-eigenen Lösungen, um den Kunden alle relevanten Informationen – wie CAE- und CAD-Daten, Materialinformationen, Normen und Standards oder Hinweise zu Firmwareupdates – noch einfacher bereitzustellen. Dabei sind wir auch immer auf der Suche nach Unternehmen, die diese Services testen und mit uns gemeinsam vorantreiben.
Der digitale Zwilling soll nicht nur einen Effizienzgewinn in der Planung und Fertigung mit sich bringen. Er soll auch einen Beitrag zu mehr Nachhaltigkeit liefern. Denkt Wago darüber nach, seinen Kunden die für ein Produkt relevanten Informationen zukünftig ausschließlich in digitaler Form zur Verfügung zu stellen, indem diese sich z.B. durch den Scan eines digitalen Typenschilds Zugang dazu verschaffen?
Rasser: Nachhaltigkeit ist ein Thema, das fest in unserer Unternehmenskultur verankert ist. Deshalb haben wir schon vor einigen Jahren die ersten Grundsteine für eine nachhaltige Zukunft mit Hilfe von digitalen Zwillingen gelegt. So sind sämtliche Produktdaten bereits papierlos online abrufbar. Das Thema digitales Typenschild verfolgen wir interessiert. Allerdings ist dies leider nicht bei all unseren Produkten anwendbar, da wir auch einige sehr kleine Teile haben, bei denen der Platz oder die Einbauposition Hürden darstellen. Wann immer es möglich ist, stellen wir die Daten aber bereits per QR-Code zur Verfügung – zum Beispiel auf Verpackungen. Dies soll in Zukunft noch ausgeweitet werden. n
