Sandvik

Simulatoren für die Entwicklung von Steuerungs­systemen

Produktentwicklungssimulatoren ermöglichen die Entwicklung komplexer digitaler Steuerungssysteme für die anspruchsvollen Bedingungen der Bergbauindustrie. Die von Creanex, einer Tochtergesellschaft von Gofore, implementierten Simulatoren tragen dazu bei, dass Sandvik weiterhin Technologieführer in seiner Branche bleibt.

Das Ziel

Simulatoren beschleunigen in der Produktentwicklung den Sprung in das digitale Zeitalter

Als der Bergbaumaschinenhersteller Sandvik einen großen digitalen Sprung machen wollte, ist er auf die Produktentwicklungssimulatoren von Creanex, die mittlerweile eine Tochtergesellschaft von Gofore geworden ist, aufmerksam geworden.

Da sich die Technologie weiterentwickelt hat und die Kunden immer mehr automatisierte Lösungen benötigten, war es notwendig geworden, herkömmliche hydraulische Steuerungssysteme durch digitale Lösungen zu ersetzen. Dadurch konnten die Steuerungssysteme immer ausgefeilter und komplexer werden. Dies erforderte jedoch die Entwicklung neuer virtueller Entwurfs- und Testwerkzeuge für die Bedürfnisse der Produktentwicklung.

„Wenn Steuerungssysteme von Maschinen, die unter den schwierigen Bedingungen der Bergbauindustrie arbeiten, zu intelligenten Systemen modernisiert werden, müssen diese unter kontrollierten und wiederholbaren Bedingungen entwickelt werden, und zwar so weit wie möglich vor der Erstellung von Prototypen“, sagt Sami Hanski, Produktentwicklungsleiter bei Sandvik.

„Die Wahrheit ist, dass wir ohne Simulatoren nicht leben könnten. Sie ermöglichen uns, komplexe Technologien zu entwickeln, einzigartige Lösungen zu liefern und technologisch führend zu bleiben. Mit ihrer Hilfe können wir nun beispielsweise die Voraussetzungen für die Nutzung künstlicher Intelligenz schaffen.

Sami Hanski, Produktentwicklungsleiter bei Sandvik

Die Lösung

Der Simulator bringt eine reale Betriebsumgebung auf den Entwicklungstisch

In zwanzig Jahren hat sich die Zusammenarbeit zwischen Sandvik und Creanex sehr gut eingespielt, und die Erstellung von Simulatoren ist heute ein fester Bestandteil des Entwicklungszyklus für jedes neue Produkt. Wenn auf dem Reißbrett ein neues Maschinenmodell entsteht, stellt Sandvik 3D-Modelle der Maschine und der erforderlichen Funktionalitäten zur Verfügung. Creanex erstellt auf dieser Grundlage ein Simulatormodell.

Das Software-Entwicklungsteam von Sandvik erhält schnell und mühelos – sozusagen schlüsselfertig – Zugriff auf die virtuelle Testwand. Der Simulator für das neue Maschinenmodell wird in nur ein paar Monaten fertiggestellt.

Bei dem Produktentwicklungssimulator handelt es sich um ein HiL-System (Hardware in the Loop), bei dem dem Steuerungssystem vorgetäuscht wird, dass es in einer realen Umgebung voll funktionsfähig ist. Der Simulator verfügt über alle erforderlichen IO-Schnittstellen, so dass er an ein reales Steuerungssystem angeschlossen werden kann.

Simulatoren können über den gesamten Lebenszyklus der Maschinen hinweg eingesetzt werden, um neue Versionen des Steuerungssystems effizient zu entwickeln und zu testen. Die Simulatoren für die Produktentwicklung sind nahtlos mit der Testautomatisierung verbunden, so dass die Tests rund um die Uhr durchgeführt werden können. Dies gewährleistet die hohe Qualität der Software-Releases.

Dieselbe Simulatorplattform wird auch bei der Schulung der Maschinenbediener eingesetzt. Während es in der Produktentwicklung wichtig ist, das System z. B. mit der Testautomatisierung verbinden zu können, sind bei Schulungssimulatoren vor allem ihre kompakte Größe und die Schnittstelle zu virtuellen Schulungsmodulen von entscheidender Bedeutung

Maschinen in der Bergbauindustrie werden unter schwierigen Bedingungen betrieben, und die Modernisierung und Schaffung intelligenterer Steuerungssysteme für die Maschinen bedeutet, dass wir sie so weit wie möglich unter kontrollierten und reproduzierbaren Bedingungen entwickeln müssen, bevor wir einen Prototyp herstellen.

Sami Hanski, Produktentwicklungsleiter bei Sandvik

Das Ergebnis

„Ohne Simulatoren könnten wir nicht mehr leben”

Mit Simulatoren kann Sandvik viel Zeit einsparen, da man mit der Softwareentwicklung schon sehr früh beginnen und die Funktionalität und Sicherheit der Steuerungssysteme verifizieren kann, bevor man an den Bau des physischen Prototyps geht. Der Weg zur fertigen Maschine verkürzt sich, was erhebliche finanzielle Einsparungen mit sich bringt. Hanski hebt jedoch noch etwas viel Wichtigeres hervor.

„Die Wahrheit ist, dass wir ohne Simulatoren nicht leben könnten. Sie ermöglichen uns, komplexe Technologien zu entwickeln, einzigartige Lösungen zu liefern und technologisch führend zu bleiben. Mit ihrer Hilfe können wir nun beispielsweise die Voraussetzungen für die Nutzung künstlicher Intelligenz schaffen. Das lässt sich nicht in Geld oder Zeit messen.”

Die Simulatoren helfen Sandvik auch dabei, seine Stakeholder in neue Maschinenkonzepte einzubinden.

„Wenn die Anspruchsgruppen in der Phase der Produktentwicklung ein Mitspracherecht haben, wirkt sich das nicht nur positiv auf die Qualität der Maschine aus, sondern auch auf ihr Engagement”, sagt Hanski.

Highlights des Projekts

Das Ziel

Sandvik wollte seine Maschinensteuerungssysteme für die Bergbauindustrie mit digitalen und intelligenten Lösungen modernisieren. Die Veränderung erforderte neue virtuelle Entwurfs- und Testwerkzeuge, um die Steuerungssysteme unter kontrollierten und wiederholbaren Bedingungen bereits vor der Prototyping-Phase möglichst weitgehend zu entwickeln.

Die Lösung

Gofores Tochtergesellschaft Creanex erstellt für Sandvik Produktentwicklungssimulatoren mit vollständiger HiL-Simulation, bei der das Steuerungssystem von Sandvik an den Simulator angeschlossen werden kann. Die Simulatoren sind zu einem festen Bestandteil des Produktentwicklungsprozesses für jedes neue Maschinenmodell geworden, und sie werden bei der Softwareentwicklung während des gesamten Lebenszyklus der Maschine eingesetzt.

Das Ergebnis

Die Simulatoren sparen Sandvik Zeit und Geld, aber vor allem ermöglichen sie es dem Unternehmen, komplexe Technologien zu entwickeln, einzigartige Lösungen zu liefern und in seiner Branche technologisch führend zu bleiben. Die Simulatoren sind auch bei der Schulung der Maschinenbediener und der Einbindung der Anspruchsgruppen von Nutzen.

Die Zusammenarbeit in Zahlen

  • 30+ implementierte Simulatoren
  • 20 Monate bis Sandvik einen fertigen Simulator bekommt
  • 20 Jahre Zusammenarbeit

Expertise

Im Projekt eingesetzte Fähigkeiten und Kompetenze

Nimm Kontakt auf!

Maximilian Wolff

Privater Sektor / Industrie

maximilian.wolff@gofore.com

+49 174 778 5063

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