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Digital Twin Academy - Einladung zum interaktiven Workshop am 09. Oktober

Am 09. Oktober 2021 findet der zweite Workshop des IAAM für die Digital Twin Academy statt.

Im Workshop werden

  • die Anwendungsbereiche Digitaler Zwillinge vorgestellt;
  • das Feld der virtuellen Inbetriebnahme näher betrachtet;
  • Modellierungstechniken für virtuelle Inbetriebnahmen in Kleingruppen erprobt;
  • das erworbene Wissen in einem  Anwendungsbeispiel aus der Modellfabrik angewendet.

Der interaktive Onlineworkshop startet um 9.00 Uhr und endet ca. um 13.00 Uhr. Es werden keine Vorkenntnisse benötigt.

Hier können Sie sich kostenlos für den Workshop registrieren.

Das Projekt "Digital Twin Academy" ist ein Projekt, das durch den CALL 6 des Interreg V-a Programms der Euregio Maas-Rhein gefördert wird. Dieses Programm wird aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung finanziert.

Digital Twin Academy - Update: Virtual Commissioning as an Application of the Digital Twin Technology

Introduction
Virtual commissioning validates the operation of new systems before some or any components materialize in the physical environment. It allows the verification of control code and the early discovery of design flaws [1, 2], which cuts back on time- and cost- consuming efforts dedicated to real commissioning. It also allows for reconfiguration of an existing system.
As an application of Digital Twin (DT) technology, the virtual commissioning of an asset is realized through obtaining data about the type of the asset from the DT.
In this article, the building of a physics-based model of a production line is described. The software Mechatronics Concept Designer (MCD) was used to build the model. PLCs to control the stations were simulated using TIA Portal V15 and PLCSIM Advanced V2.0. In our case, the data of the machine type is provided by the DT of the production line. Physical layer refers to the real-world production line stations and virtual layer refers to the digital data of the real-world object, like CAD models or simulations.

Implementation – Physics-based model
Existing CAD models of the production line were imported into Siemens NX. Each station of the production line was simulated separately. Using the MCD, physical properties like weight, center of mass, and inertia were assigned to the CAD models. Moreover, rigid bodies, collision bodies, joints, and springs were added to the existing CAD models to create a physics-based simulation. Signals were created in Siemens NX that correspond to the signals from the PLC and that have an identical name to its PLC correspondent. Following this name rule allows for auto-mapping, which saved the extra effort of mapping each two signals manually together.
Sensors from the physical layer were simulated in the virtual layer using the collision sensor function, which turns an object in the simulation into a collision sensor that triggers a Boolean variable when it undergoes collision with another object during the simulation.
Output signals from the PLC’s perspective were defined as input signals in Siemens NX and vice versa. 


Implementation – PLC simulation
A generic Siemens 15xx PLC was simulated for the purpose of controlling the Siemens NX simulation. The PLC was simulated using the software PLCSIM Advanced V2.0 which offers the ability of communication over OPC UA, as opposed to PLCSIM, which does not offer such a functionality. Whenever this article refers to a ‘PLC’, a simulated 15xx Siemens PLC is meant. A real PLC in the physical layer was not used. The state machine of the production line stations was implemented in TIA Portal using SCL and uploaded to the simulated PLC. OPC UA server functionality was enabled.
In Siemens NX, the connection to the over OPC UA was established to the PLC and signals were mapped using the auto-mapping functionality.
 
Challenges
Siemens NX MCD offers a tool to realize virtual commissioning, with certain limitations and challenges. The limitations include simplifying collision bodies to make the simulation smoothly executable without loss of performance and that the number of simulated PLCs is limited.


Challenge #1: The more complex the shapes of the parts are, the slower the simulation gets. With some highly complex machine parts, more advanced hardware is required for the Siemens NX simulation to run smoothly. 

Challenge #2: Certain data about the type of instance of the machine being considered might be difficult to acquire. Coefficients like a spring constant or a friction coefficient might not be readily available, especially if the manufacturer is not reachable.

Challenge #3: A decision has to be made as to the level of fidelity the simulation has to have to the real world physical object. It must be decided which behavioral qualities of the real world physical object are relevant and only those qualities have to be simulated to avoid over-complication the task.

Conclusion
Virtual commissioning allows for early validation of code, which reduces the risk of deploying a program with errors. In our case, the DT of the production line stores data about the production line including CAD models, state machines, and behavioral models. The DT was utilized to create the simulations of both software, including the virtual PLC that ran the control program, and the hardware, which included CAD files of the production line.

References
[1]    Vermaak, H. u. Niemann, J.: Virtual Commissioning: A Tool to Ensure Effective System Integration. 25-26 November 2015, Port Elizabeth, South Africa. Piscataway, NJ: IEEE 2015
[2]    Achim Kampker, Saskia Wessel, Nicolas Lutz, Michaela Reibetanz u. Martin Hehl: Virtual Commissioning for Scalable Production Systems in the Automotive Industry Model for evaluating benefit and effort of virtual commissioning
 

Digital Twin Academy - Anmeldung zum Newsletter

Alle Informationen über die Digital Twin Academy sind ab sofort auf der Projektwebseite verfügbar. Auch für die kostenlosen Webinare, Workshops und Seminare können Sie sich anmelden.

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Das Projekt "Digital Twin Academy" ist ein Projekt, das durch den CALL 6 des Interreg V-a Programms der Euregio Maas-Rhein gefördert wird. Dieses Programm wird aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung finanziert.

Digital Twin Academy - Einladung zum interaktiven Workshop am 18. August

Am 18. August 2021 findet der erste Workshop des IAAM für die Digital Twin Academy statt.

Im Workshop werden

  • Modelle für die Konzipierung Digitaler Zwillinge diskutiert,
  • verschiedene Anwendungsbereiche des Digitalen Zwillings vorgestellt,
  • ein Konzept eines Digitalen Zwillings für intelligente Sensoren entwickelt,
  • eine eigene Cloudanwendung zur Datenerfassung, -bearbeitung und -speicherung erstellt und
  • flexible Graphen angezeigt.

Der interaktive Onlineworkshop startet um 9.00 Uhr und endet ca. um 15.00 Uhr. Es werden keine Vorkenntnisse benötigt.

Hier können Sie sich kostenlos für den Workshop registieren.

Das Projekt "Digital Twin Academy" ist ein Projekt, das durch den CALL 6 des Interreg V-a Programms der Euregio Maas-Rhein gefördert wird. Dieses Programm wird aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung finanziert.

Projektstart der Digital Twin Academy - Einladung zum Kick-Off Event

19 Partner aus der Lehre, der Forschung und der Industrie haben sich im Rahmen des EU-Projektes „Digital Twin Academy“ (DTA) zusammengefunden, um eine zentrale Anlaufstelle für den Bereich des Digitalen Zwillings in der Euregio zu bilden.

Das Projekt verfolgt drei Hauptziele:

  • Bildung einer Community zum Digitalen Zwilling, um den Austausch und den Wissenstransfer in der Euregio zu fördern.
  • Bereitstellung online verfügbarer Fortbildungsangebote zum Digitalen Zwilling für verschiedenste Zielgruppen, von Studierenden, über Mitarbeitende, bis hin zu CEOs.
  • Umsetzung praxisnaher Forschung zum Digitalen Zwilling durch die Kooperation von Forschungseinrichtungen und Unternehmen.

Das Institut für angewandte Automation und Mechatronik (IaAM) beteiligt sich an allen Bereichen des Projektes. Zudem leitet es die Arbeitspakete, welche sich mit den Fortbildungsangeboten beschäftigt. Das Forschungsprojekt mit dem Themenbereich des digitalen Maschinenzwillings wird in Kooperation mit der Lucas-Nülle GmbH umgesetzt.

Am 26.05.2021 findet das Kick-Off Event des Projektes online statt (hier der Flyer). Alle Interessentinnen und Interessenten sind herzlich eingeladen, daran teilzunehmen. Hierfür ist eine Anmeldung erforderlich: https://www.jobsatskills.be/kickoff-event-digitaltwin

Weitere Informationen finden Sie hier.

 

MBZIRC 2020 - Team der FH Aachen belegt Platz 12 bei weltgrößtem Robotikwettbewerb (01.03.2020)

Die Mohamed Bin Zayed International Robotics Challenge (MBZIRC) ist ein internationaler Robotik-Wettbewerb, welcher alle drei Jahre in Abu Dhabi (Vereinigte Arabische Emirate) stattfindet. Mit über 5 Mio. USD an Preis­geldern und Sponsoring, ist der MBZIRC Wettbewerb derzeit der höchstdotierteste seiner Art im Bereich der autonomen mobilen Robotik. Der Wettbewerb fand im Februar 2020 statt und umfasste drei Einzelwett­bewerbe, welche in speziellen Arenen stattfanden. Insgesamt hatten sich 30 Teams zum Wettbewerb qualifiziert. In der Gesamtbewertung konnte sich das Team der FH Aachen erfolgreich auf dem 12. Platz behaupten und ließ dabei einige sehr bekannte Forschungseinrichtungen hinter sich.