Bi-direktionaler Echtzeit-Digitaler-Zwilling einer Produktionslinie
Kopplung von SPS-Steuerung, AAS & 3D-Virtualisierung
Wie umsetzen? Vollständige Kopplung realer Produktionsstraßen mit digitalen 3D-Zwillingsmodellen in ISG-virtuos oder Siemens Tecnomatix via PROFINET / OPC UA. Steuerungsbefehle wirken bi-direktional in Beide Richtungen.
1. Leistungsindikatoren & Messwerte (KPIs)
2. 5-Schichten Architektur-Ablauf & Integration
Strukturierter Daten- und Komponentenfluss von der Erfassung & Sensorik (links) bis zur Immersion (rechts). In jeder Schicht sind die konkrete Rolle (oben) und die eingesetzte Technologie-Komponente (unten) zugeordnet.
PROFINET / TSN (Time-Sensitive Networking)
Führender europäischer Echtzeit-Industrial-Ethernet-Standard. Garantiert in Kombination mit TSN deterministische Taktraten im Mikrosekundenbereich für die Fabrikautomatisierung.
Siemens NX CAD
High-End MCAD-Plattform für hochkomplexe Baugruppen im Maschinen- und Fahrzeugbau. Dient als primärer Geometrie-Kernel für Automotive-, Luft- und Raumfahrt-OEMs mit nativer Live-Streaming-Anbindung an NVIDIA Omniverse.
Asset Administration Shell / AAS (IEC 63278)
Der offizielle RAMI 4.0 Standard für digitale Zwillings-Metadaten. Kapselt technische Dokumentationen, Zertifikate, CAD-Modelle, CO2-Fußabdrücke und Sensorpunkte eines Industrie-Assets.
ISG-Virtuos (Hard Real-Time VIBn / HiL)
Deterministische Harte-Echtzeit-Simulationsengine für Taktraten unter 1 Millisekunde zur Hardware-in-the-Loop-Inbetriebnahme von Werkzeugmaschinen.
Unreal Engine 5 Enterprise
High-End 3D-Echtzeit-Engine für fotorealistische Visualisierungen, virtuelle Begehungen und immersives VR-Training von Werksanlagen.
3. Szenario-Beschreibung & Systemkontext
Der höchste Reifegrad des Industrial Metaverse besteht in der bi-direktionalen Kopplung realer Maschinensteuerungen mit dreidimensionalen Simulationsmodellen. Steuerungsbefehle (SPS-Prozesswerte) spiegeln die Bewegungen der Fabrik in Echtzeit im digitalen 3D-Zwilling wider, während umgekehrt Anpassungen in der virtuellen Umgebung zurück an die physischen Aktuatoren übertragen werden können. Dieser Use Case ermöglicht lückenlose virtuelle Inbetriebnahmen (VIBn) und Hardware-in-the-Loop (HiL) Tests.
- Echtzeit-Spiegelung von Produktionslinien mit Mikroskunden-Latenz via PROFINET TSN
- Virtuelle Inbetriebnahme (VIBn) von SPS-Code ohne Risiko physischer Maschinenschäden
- Bi-direktionale Datenkopplung über die Asset Administration Shell (AAS / IEC 63278)
- Prädiktive Fehlersimulation und Engpassanalyse am virtuellen Zwilling im Werk
- Hardware-in-the-Loop Simulationssoftware (ISG-virtuos oder Siemens Tecnomatix)
- PROFINET TSN / OPC UA PubSub Netzwerk-Infrastruktur
- Spezialisierter SPS-Steuerungs-Techniker & Digital-Twin-Architect
4. Demonstration & Medien-Dokumentation
Bidirectional Realtime Twin Showcase
Bi-direktionale Echtzeit-Kopplung von SPS-Steuerungen mit ISG-virtuos und 3D-Rendering.
Bildergalerie & Visualisierung
Echtzeit-Spiegelung einer automatisierten Fertigungslinie im Digital Twin
5. Betriebliches Nutzenpotenzial & ROI
Betrieblicher Nutzen: Hardware-in-the-Loop VIBn vor Auslieferung. Drastisch reduzierte Ausfallzeiten durch prädiktive Fehlersimulation am digitalen Schatten. (Indikativer Forschungs-Benchmark).