Von der modelbasierten Entwicklung zum Digitalen Zwilling
Dr. Markus Pfeil 3.6.2016 Bildquellen:Wikipedia, NASA, TWT Confidential
Gestatten: TWT Auf einen Blick
309Jahre Technisch-Wissenschaftlicher Transfer 3009Mitarbeiter 169Forschungsprojekte 39Perspektiven Geschäftsführung Dr. Dimitris Vartziotis Joachim Laicher Frank Beutenmüller Dr. Victor Fäßler Seite 3 Confidential
TWT.Einblick Forschungs- und Kompetenznetzwerk
Seite 4 Confidential
Industrie 4.0 Definition
Vollständige Digitalisierung der Produktionsprozesse über den gesamten Produktlebenszyklus
Horizontale Vernetzung aller am Produktionsprozess beteiligten Stakeholder
(Standardisierte) vertikale Integration sämtlicher am Produktionsprozess beteiligten Maschinen und Technologien
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Digitaler Zwilling – das „C“ in CPS Was ist das?
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Theorie Wann findet der digitale Zwilling Anwendung? Produktnutzung Produktionsmanagement Systems Engineering Strategie & Innovations Management
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Digitaler Zwilling - Vorstufe Modelbasierte Entwicklung Modellbasierte Entwicklung Anforderungsmanagement
Systemlastenheft
Test/ Simulation
Infrastruktur Co-Simulation
Infrastruktur F-DMU
Anwenderforum
Anwenderkreise
Seite 8 Confidential
Integration in Prozess und Organisation
Phasen in der Modelbasierten Entwicklung (Co-)Simulation
Geordnete Modifikationen der Anforderungen sind willkommen. Tatsächliche oder modellierte Funktionen ausgeliefert auf einer Zeitskala von Wochen. Geschäftsbereiche und das Projektteam arbeiten täglich zusammen. Es werden stets die effizientesten Kommunikationsmethoden verwendet. Nachweisbare Kompetenz ist die primäre Erfolgswährung. Seite 10 Confidential
Requirements Engineering Durchgängigkeit, Nachvollziehbarkeit und Vollständigkeit Production Tests
Corresponding Tests
Service Diagnostic
Changes Requirements Elicitation
Funktionale Dekomposition
Requirements Validation
Change Management Requirements Representation
Update der Spezifikationsdokumente Seite 11 Confidential
Requirements Analysis
Anforderungen in der Organisation Durchgängigkeitsmodell Orthogonale Durchgängigkeit (Organisatorische Durchdringung)
Horizontale Durchgängigkeit (Konkretisierung)
Vertikale Durchgängigkeit (Detaillierung)
Seite 12 Confidential
Konzept Semantische Anforderung Image
150% generische Anforderungsstruktur
SystemSpezifikation
Seite 13 Confidential
KomponentenSpezifikation
Field Feedback
Semantic Requirements Framework Semantische Definition der Marktanforderungen
FahrzeugSpezifikation
Price
Markt
Regional Specifica
FahrzeugAnforderungen
Success
Competition
Akzeptanz Kriterien
Semantische Relationen der Anforderungen/Tests
GrenzLastfall
150% GrenzLastfallstruktur
Components Systems Functional Concepts Requirements Supplier
System-Tests
KomponentenTests
Produkt
Volume
Experience
Life-Cycle
Detail
Dependencies
Potential
Modelbasierte Entwicklung Prozess Support System modellierung Anforderungsmanagement
Tracing von Anforderungen zu Modellen
Test automatisierung
CoSimulation
Automatisierte Optimierung
Open Standard
Continuous time model Seite 14 Confidential
Continuous time model
Discrete event model
Modelio
Traceability
RT Tester
INTO-CPS CoSimulation
Design Space Exploration
FMI
.fmu
Seite 15 Confidential
Overture / VDM
FMI/FMU Kollaborativer Einsatz von Modellen Modellbereitstellung
Modularisierte Komponenten
FMU-Nutzung
FMU-Erstellung
FMU-Importer für Simulink Seite 16 Confidential
Digitaler Zwilling - Vorstufe Functional Mock-Up
Monolithic
Homogeneous, one tool
Homogeneous, multi-tool
Heterogeneous
Exported
Protected
Page Seite 17 Daimler EDM CAE Forum 2013 Confidential
Page Seite 18 Daimler EDM CAE Forum 2013 Confidential
Functional Mock-Up Architecture
Co-simulation Framework FMI Wrapper
FMI Wrapper TWT FMTC
FMI Wrapper Seite 19 Confidential
Exportierte FMU
IP-Schutz Vertrauen & Sicherheit Schutz des Modells
Schutz vor Modell
Schutz vor Reengineering oder Missbrauch
Unerwartete Informationssammlung
Integrität
Modell Parameter
TWT FMTC Schutz zwischen Modellen
Datalogging Manipulation Simulationsarchitektur Seite 20 Confidential
Host-Ressources Datalogging
Prozess
Anwendungsbeispiel: Digitaler Zwilling Virtuelle Inbetriebnahme von Produktionsanlagen
Seite 21 Confidential
Avanti Kurzvorstellung
Seite 22 Confidential
Die AVANTI Pneumatikstation
Seite 23 Confidential
Die AVANTI Pneumatikstation
Seite 24 Confidential
Das Zylindermodell
pi = f (y) Seite 25 Confidential
Die Dynamik des Zylinders
Komplexes dynamisches Verhalten Simple kinematische Beschreibung ungenügend Seite 26 Confidential
Was soll das alles? Korrekte physikalische Beschreibung weniger Abnutzung von Komponenten Reduzierung von Materialschäden Verbesserte zeitliche Abstimmung der Anlage Erweiterte Testmöglichkeiten Seite 27 Confidential
Digitaler Zwilling Das virtuelle Anlagenmodell
Logik
Geometrie
Kinematik
Dynamik Seite 28 Confidential
Topologie
Semantik
Digitaler Zwilling: AVANTI Standards
AutomationML XML-basiertes Container-Format Logik, Geometrie, Topologie, Kinematik FMI Standard Schnittstelle zur Simulationskopplung
Physikalische Verhaltensbeschreibung Seite 29 Confidential
Digitaler Zwilling und sein Nutzen im I4.0 Kontext
Seite 54 Confidential
Vollständige digitale Abbildung der Produktionsprozesse und Produktprozesse über den gesamten Produktlebenszyklus Automatisierte Horizontale Vernetzung aller Stakeholder durch modellbasierte Datenanalyse (Standardisierte) vertikale Integration sämtlicher am Produktionsprozess beteiligten Maschinen und Technologien durch reale und simulierte Daten
