SPS 2022: Digitale Zwillinge für die Automatisierungstechnik

Hochperformante Echtzeit-Simulation von Anlagen und ganzen Fabriken

ISG auf der sps: Digitale Zwillinge für die Automatisierungstechnik

Stuttgart, 13. September 2022 +++ Die ISG Industrielle Steuerungstechnik GmbH (www.isg-stuttgart.de) stellt auf der diesjährigen SPS – smart production solutions in Nürnberg die neuesten Weiterentwicklungen ihrer Simulationsplattform ISG-virtuos vor (08.-10.11.2022, Stand 6-340). Die offene Software für digitale Zwillinge macht es Maschinen- und Anlagenbauern möglich, Simulationsmodelle, insbesondere für virtuelle Inbetriebnahmen (VIBN), zu verwirklichen. Neben dem gesamten Lebenszyklus einer Anlage lassen sich so vom Vertrieb über das digitale Engineering bis in die Betriebsphase, beispielsweise im Rahmen von Mitarbeiterschulungen und Servicefällen, unterschiedlichste Szenarien simulieren. Auch über die neuesten Versionen von ISG-dirigent, der automatisierten Testplattform für den Anwender von Steuerungs- und Simulationssoftware, sowie dem TwinStore, der es ermöglicht durch den modularen Gedanken, Modellierungszeiten der VIBN durch das einfache Einbinden vorgefertigter 4D-Simulationsmodelle direkt vom Komponentenhersteller zu reduzieren, können sich die Messebesucher informieren. Erstmalig zum Einsatz kommt auf der sps 2022 das ISG-virtuos Realtime Target: Die Echtzeit-Hardware für die speziellen Anforderungen der Hardware-in-the-Loop Simulation. Im Bereich der Steuerungstechnik zeigt ISG die aktuelle Version des ISG-kernel. Mit Hilfe des Steuerungskerns werden die erweiterten CNC-Aufgaben auf unterschiedliche Cores einer Steuerungsplattform (Multicore) so verteilt, dass das Steuerungssystem alle Applikationsanforderungen skaliert. Darüber hinaus wird das umfangreiche Dienstleistungsangebot ISG-solutions, das ISG zu allen Softwarelösungen bietet, vorgestellt. In Halle 6, Stand 340 erhalten Messebesucherinnen und -besucher somit vielfältige Einblicke in den spannenden Bereich innovativer Simulations- und Steuerungstechnologien.

Hochperformante Simulationen in Echtzeit auf Basis der ISG-virtuos Multicore-Technologie
Die Simulationsplattform ISG-virtuos bewirkt eine erhebliche Verkürzung der Modellierungszeit der Anwender dank der 3D-Projektierung und ermöglicht zudem vollständige Fabriksimulationen weshalb sie auch in den Bereichen Fertigungsautomatisierung und Intralogistik zum Einsatz kommt. Dank der Materialflusssimulation komplexer Produktionsanlagen werden beispielsweise Anwendungsfälle für Mover und fahrerlose Transportsysteme (AGV/FTS) inklusive spezifischer Sensorik und Antriebstechnik abgedeckt. Dazu zählen zum Beispiel Elektrohängebahnen im Karosseriebau oder FTS in der Lagerlogistik. Darüber hinaus profitieren Unternehmen von einer problemlosen Integration der Simulationslösung in ihren individuellen Engineering-Prozess: Es lassen sich sowohl reale als auch virtuelle Steuerungssysteme unterschiedlicher Hersteller ganz einfach miteinander verbinden und auch von Komponentenbibliotheken unmittelbar vom Komponentenhersteller vereinfacht einbinden.

Durch Testautomatisierung die Qualität sichern
Für die qualitative Absicherung von Konstruktion und Steuerungssoftware bietet ISG das Testautomatisierungstool ISG-dirigent an. Mithilfe dieser Lösung wird gewährleistet, dass einzelne Komponenten- und Baugruppenmodelle ebenso wie vollständige Maschinen- und Anlagenmodelle hinsichtlich verschiedenster Kriterien überprüft werden. Aufgrund der automatisierten Testung des Verhaltens in sowohl normalen als auch irregulären Betriebsfällen im Bereich Steuerungssoftware erzielen Unternehmen eine hohe Robustheit und Zuverlässigkeit ihrer Steuerungssoftware. Auf der sps führt ISG die simple Kopplung des Tools mit ISG-virtuos vor und zeigt Interessierten Wege zur Testautomatisierung ihrer Steuerungssoftware auf.

Zeitersparnis durch Komponentenmodellvorlagen
Damit Komponentenhersteller aus dem Bereich Maschinen- und Anlagenbau ihren Kunden zertifizierte digitale Zwillinge von Baugruppen und Bauteilen zur Verfügung stellen können, hat ISG den TwinStore www.twinstore.de entwickelt, einen Online-Store für vereinheitlichte Komponentenmodelle, die sich in  Simulationsprojekte mit ISG-virtuos 3 einbinden lassen. Im TwinStore sind virtuelle 4D-Produktkataloge zahlreicher Hersteller direkt verfügbar. Diese ermöglichen Maschinen- und Anlagenbauern eine noch schnellere Modellierung ihrer Automatisierungslösungen und bilden gleichzeitig das virtuelle Modell realer Komponenten samt ihren Schnittstellen, Parametern und Verhaltensmerkmalen genauestens ab. Die Integration von Simulationsmodellen aus dem TwinStore für eine virtuelle Inbetriebnahme, stellt ISG dem Messepublikum anhand eines Best-Practice-Beispiels vor.

Verlustfreie und taktsynchrone Kommunikation digitaler Zwillinge
Zur Anbindung realer Feldbusteilnehmer über reale Feldbussysteme („Hardware-in-the-Loop Simulation“) bedarf es dedizierter Simulationshardware und eines Echtzeitbetriebssystems. Nur so können Simulationen verlässlich in deterministischer Echtzeit durchgeführt werden. Dafür bietet ISG ergänzend zur  Softwarelösung ISG-virtuos das ISG-virtuos Realtime Target. Anwendern steht damit eine Echtzeit-Simulationshardware zur Verfügung, die die verlustfreie und taktsynchrone Kommunikation digitaler Zwillinge mit industriellen Steuerungssystemen über gängige Feldbussysteme - beispielsweise zur Durchführung einer VIBN - ermöglicht.

Effektive Nutzung einer Multicore-Plattform in der Steuerungssoftware
Für die Steuerung von unterschiedlichsten Maschinen und Anlagen in unterschiedlichen Bereichen von CNC, Robotik und Motion Control bietet ISG die Softwarelösung ISG-kernel. Neben den Erweiterungen rund um die skalierbare und konfigurierbare Multicore Funktionen der Steuerung werden zusätzlich zu  gewohnten Roboterkinematiken nun auch redundante Kinematiken mit Zusatzachsen wie Linearachse und Dreh-Schwenktisch unterstützt. Eine zusätzliche Erhöhung der Bahngeschwindigkeiten wird durch die Integration innovativer Glättungsverfahren erlaubt und sorgt dadurch für reduzierte Fertigungszeiten. Umfangreiche weitergehende Technologiefunktionen runden das Leistungsspektrum von ISG-kernel ab. Die Software ist als Komponente innovativer, leistungsfähiger Steuerungen am Markt erhältlich. Darüber hinaus ist ISG-kernel als plattformunabhängiges eigenständiges Softwarepaket verfügbar, um bereits bestehende Steuerungstechnik um High-End-Funktionalitäten zu ergänzen.

High-performance realtime simulation of plants and entire factories

ISG at sps: Digital twins for automation technology

Stuttgart, September 13, 2022 +++ ISG Industrielle Steuerungstechnik GmbH (www.isg-stuttgart.de) will present the latest enhancements of its simulation platform ISG-virtuos at this year's SPS - smart production solutions in Nuremberg (November 08-10, 2022, booth 6-340). The open software for digital twins enables machine and plant manufacturers to realize simulation models, especially for virtual commissioning (VC). In addition to the entire plant life cycle, a wide variety of scenarios can thus be simulated, from sales through digital engineering to the operating phase, for example in the context of employee training and service cases. Visitors to the trade fair can also find out about the latest versions of ISG-dirigent, the automated test platform for users of control and simulation software, and TwinStore, which makes it possible to reduce modeling times of VC through the simple integration of prefabricated 4D simulation models directly from the component manufacturer thanks to its modular concept. The ISG-virtuos Realtime Target will be shown for the first time at sps 2022: the realtime hardware for the special requirements of hardware-in-the-loop simulation. In the area of control technology, ISG will show the current version of the ISG-kernel. With the help of the control kernel, the extended CNC tasks are distributed to different cores of a control platform (multicore) in such a way that the control system scales all application requirements. In addition, the comprehensive service offering ISG-solutions, which ISG provides for all software solutions, will be presented. In Hall 6, Booth 340, trade show visitors will thus gain a variety of insights into the exciting field of innovative simulation and control technologies.

High-performance simulations in realtime based on ISG-virtuos multicore technology

The simulation platform ISG-virtuos results in a significant reduction of the user's modeling time thanks to 3D project planning and furthermore enables complete factory simulations, which is why it is also used in the areas of manufacturing automation and intralogistics. Thanks to the material flow simulation of complex production plants, use cases for movers and automated guided vehicles (AGV) including specific sensor and drive technology are covered, for example. These include, for example, electric monorail systems in car body construction or AGVs in warehouse logistics. In addition, companies benefit from the smooth integration of the simulation solution into their individual engineering process: Both real and virtual control systems from different manufacturers can be easily connected with each other and also simplified by component libraries directly from the component manufacturer. 

Ensuring quality through test automation

For quality assurance of design and control software, ISG offers the test automation tool ISG-dirigent. With the help of this solution, it is ensured that individual component and assembly models as well as complete machine and plant models are checked regarding various criteria. Due to the automated testing of the behavior in both normal and irregular operating cases in control software, companies achieve a high robustness and reliability of their control software. At sps, ISG will demonstrate the simple coupling of the tool with ISG-virtuos and show interested parties ways to automate the testing of their control software.

Time savings with component model templates

To enable component manufacturers in the field of mechanical and plant engineering to provide their customers with certified digital twins of assemblies and components, ISG has developed the TwinStore (www.twinstore.de), an online store for unified component models that can be integrated into simulation projects with ISG-virtuos 3. Virtual 4D product catalogs from numerous manufacturers are directly available in the TwinStore. These enable machine and plant builders to model their automation solutions even faster and at the same time accurately represent the virtual model of real components including their interfaces, parameters and behavioral characteristics. ISG will present the integration of simulation models from the TwinStore for virtual commissioning to the trade fair audience using a best-practice example.

Loss-free and clock-synchronous communication of digital twins

To connect real fieldbus devices via real fieldbus systems ("hardware-in-the-loop simulation"), dedicated simulation hardware and a realtime operating system are required. This is the only way to reliably perform simulations in deterministic realtime. For this purpose, ISG offers the ISG-virtuos Realtime Target as a supplement to the ISG-virtuos software solution. This provides users with realtime simulation hardware that enables loss-free and clock-synchronous communication of digital twins with industrial control systems via common fieldbus systems - for example, to perform a VC.

Effective use of a multicore platform in the control software

ISG offers the software solution ISG-kernel for the control of a wide variety of machines and systems in different areas of CNC, robotics and motion control. In addition to the enhancements around the scalable and configurable multicore functions of the control, redundant kinematics with additional axes such as linear axis and rotary/swivel table are now supported in addition to the usual robot kinematics. An additional increase in path speeds is made possible by the integration of innovative smoothing processes, thus ensuring reduced production times. Extensive advanced technology functions round off the performance spectrum of ISG-kernel. The software is available on the market as a component of innovative, high-performance control systems. In addition, ISG-kernel is available as a platform-independent stand-alone software package to add high-end functionalities to existing control technology.