INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2023

CODEGENERIERUNG: VOM MODELL ZU KONTINUIERLICH
AKTUALISIERBAREN MASCHINEN UND ANLAGEN
DAS BESTE VEREINEN
Der Wandel hin zu einer zunehmend vernetzten Industrie, die sich gleichzeitig
schnell und flexibel an neue Gegebenheiten anpassen lassen muss, stellt
Anlagen- und Maschinenbauer vor einige Herausforderungen. Wie können
Entwickler mit dieser Dynamik Schritt halten? Eine Möglichkeit ist die modellbasierte
Entwicklung. Der Beitrag gibt Antworten auf die wichtigsten Fragen.
Software wird zu einem immer wichtigeren Bestandteil von
Maschinen und Anlagen in der Industrie. Für deren Steuerung
werden Prozessoren und Sensoren verbaut, die unter -
schiedlichste Daten erzeugen und die sich gewinnbringend
für das Industrial Internet of Things (IIoT), für Machine Learning
(ML) sowie für die vorrausschauende Wartung nutzen lassen. Somit
können Ausfallzeiten vermieden und die Nutzungsdauer erhöht
werden. Aber auch Prozesse und Lieferketten lassen sich
weiter rationalisieren beziehungsweise optimieren und der Energieverbrauch
kann reduziert werden.
Gleichzeitig sollen sich Maschinen aber auch immer häufiger
modular kombinieren lassen und über ihre Lebensdauer hinweg
mit Software-Updates, neuen Funktionen und neuer Hardware
aufrüstbar sein. Das ist gerade für die aufstrebende Outcome
Economy – auch bekannt als „Machinery-as-a-Service“ – eine
zentrale Voraussetzung. Diese Komplexität erschwert es, Maschinen
in möglichen Konfigurationen ausgiebig zu testen und für jede
auch kleinere Iteration zu wiederholen. Dadurch erhöht sich
erheblich das Risiko von Fehlern und Verzögerungen bei der Inbetriebnahme
vor Ort. Gleichzeitig kann dies kostspielige Ausfallzeiten
für den Betreiber bedeuten, und seitens Hersteller zu
erhöhten und ungeplanten Kosten führen.
AUSFÜHRBARE MODELLE ÜBER DEN
GESAMTEN LEBENSZYKLUS HINWEG
Dieser Herausforderung lässt sich mit der konsequenten Nutzung
von Modellen während des gesamten Lebenszyklus einer
Maschine oder Anlage begegnen. Bei diesem Ansatz, der auch als
modellbasierte Entwicklung (Model-Based Design) bezeichnet
wird, arbeiten Ingenieure mit ausführbaren Modellen von Hardware
und Software, die sie während der Entwicklung immer weiter
verfeinern. Im Rahmen ihrer Simulation lässt sich das Zusammenspiel
von Mechanik, Maschinen-Software sowie den verarbeiteten
Gütern in verschiedensten Szenarien testen, verifizieren
und optimieren. Dazu muss kein physischer Prototyp vorhanden
sein, mit dem Vorteil, dass im Rahmen der Simulation Tests unter
Bedingungen möglich sind, die sich mit einer realen Maschine
etwa wegen des damit verbundenen Risikos, Zeitaufwands oder
der Kosten nicht reproduzieren lassen.
Modelle bieten aber noch weitere Möglichkeiten. Durch Codegenerierung
wird aus ihnen direkt die später auf der Maschine
laufende Software passend zur verwendeten Steuerungs-Hardware
erzeugt. Das spart Zeit und vermeidet durch manuelle Programmierung
entstehende Fehler. Darüber hinaus sind diese
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