Maschinenbau – MATLAB & Simulink

MATLAB und Simulink für Maschinenbauer

Von der Lebensmittelverpackung bis hin zum Metallschneiden und Spritzgießen setzen führende Hersteller von Produktionsausrüstung MATLAB^® und Simulink^® ein, um mit der zunehmenden Komplexität ihrer Anlagen Schritt zu halten.

Aufbau mechatronischer Modelle von Systemen für die Desktop-Simulation und virtuelle Inbetriebnahme
Entwurf und Verifikation von Algorithmen für Steuerungen und Überwachungslogiken
Simulation Hunderter Szenarien ohne Einsatz physischer Prototypen oder Produktionssysteme
Generierung von Echtzeit-Code (IEC 61131-3 oder C/C++) für die Bereitstellung auf verschiedensten SPS-Plattformen

Vom ersten Entwurf bis zur Inbetriebnahme profitieren Maschinenbauer bei der Entwicklung auf Effizienz, Zuverlässigkeit und Flexibilität optimierter Anlagen vom Einsatz von MATLAB und Simulink.

Virtuelle Inbetriebnahme

Die virtuelle Inbetriebnahme mit MATLAB, Simulink und Simscape™ ermöglicht frühzeitige Tests und Verifikationen von Maschinensoftware mithilfe digitaler Modelle dieser Maschinen. In Desktop- und Hardware-in-the-Loop-Simulationen lässt sich die Interaktion zwischen mechanischen Baugruppen, der Maschinensoftware und dem herzustellenden Produkt in verschiedensten Szenarien testen, noch bevor die physische Maschine verfügbar ist. Dieser Ansatz senkt Kosten, ermöglicht die Produktion hochwertiger Produkte sowie die Wiederverwertbarkeit von Projekten und beschleunigt die Inbetriebnahme vor Ort.

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Predictive Maintenance

Ingenieure nutzen MATLAB und Simulink zur Entwicklung von Software zur Zustandsüberwachung und Predictive Maintenance von Produktionsmaschinen.

Interaktive Apps erleichtern den Zugriff auf Daten über Industrie-Protokolle wie OPC UA sowie deren Vorverarbeitung, ohne irgendwelchen Programmcode schreiben zu müssen. Ingenieure können Algorithmen entwerfen (etwa für die verbleibende Nutzungsdauer [VND]) und diese auf ihren SPS oder Edge-Devices bereitstellen. Dies gestattet die Optimierung von Wartungsintervallen und senkt Kosten im Vergleich zur reaktiven oder vorbeugenden Wartung.

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Generierung von SPS-Code

Mit Model-Based Design entwickeln Ingenieure Maschinenfunktionen und können Hunderte von Testszenarien in Desktop-Simulationen ausführen. Nach der Verifikation können sie hardware-unabhängigen IEC 61131-3- (strukturierter Text und Leiterdiagramm) oder C/C++-Code direkt aus MATLAB und Simulink heraus generieren. Die so erzeugte Software eignet sich zur Bereitstellung auf allen verbreiteten SPS-Plattformen.

Anbieter	IDE	IEC 61131-3	C/C++
3S – Smart Software Solutions	CODESYS™
B&R Industrial Automation	Automation Studio™
Bachmann Electronic	SolutionCenter
Beckhoff Automation	TwinCAT^®
Bosch Rexroth	IndraWorks
Mitsubishi^® Electric	CW Workbench
Ingeteam	Ingesys IC3
Omron^®	Sysmac^® Studio
Phoenix Contact^®	PC WORX™
Rockwell Automation^®	RSLogix™/Studio 5000
Siemens^®	TIA Portal/STEP^® 7

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Automatisierte Inspektion

MATLAB und Simulink stellen ein Framework für automatisierte Inspektionen in der Fertigung bereit. Ingenieure nutzen Funktionen für Machine Learning, Deep Learning, Bildverarbeitung und Computer Vision zur Entwicklung von Algorithmen, die verschiedenste Arten von Anomalien erkennen und lokalisieren. Die verifizierten Algorithmen werden dann bereitgestellt in Form von:

Strukturiertem Text und Leiterdiagrammen nach IEC 61131-3 für SPS und PAC
Für Embedded Systems optimiertem C- und C++-Code
VHDL^®- und Verilog^®-Code für FPGAs und ASICs
CUDA^®-Code für NVIDIA^®-GPUs

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Nutzung von MATLAB und Simulink für Industriemaschinen

Model-Based Design für die Industrie-Automatisierung

Krones entwickelt einen Digitalen Zwilling eines Paket-Handlingroboters

KI-Anwendungen in der Entwicklung und dem Betrieb von Werkzeugmaschinen

“Durch Model-Based Design mit MATLAB und Simulink haben wir mehrere Ziele gleichzeitig erreicht. Wir haben einen ausgefeilten Regler für digitale Hydrauliken entwickelt, der zuverlässiger, genauer und effizienter ist als bisherige Systeme, und wir haben die Entwicklung beschleunigt, was uns einen Wettbewerbsvorteil verschafft.”
Kari Leminen, Metso