Virtuelle Inbetriebnahme verkürzt Markteinführungszeit

Die Verpackungsindustrie sieht sich steigenden Verbrauchererwartungen, strengeren Vorschriften und einer zunehmenden Bedeutung von Nachhaltigkeit gegenüber. In diesem dynami­schen Umfeld hat sich die Digitalisierung als Schlüsselfaktor für Innovationen und Wettbewerbsvorteile erwiesen. Fortschrittliche Simulationstechnologien, insbesondere ­dynamische Digital-Twin-Software, revolutionieren die Art und Weise, wie Verpackungsmaschinen und ganze Produktionslinien entworfen, gebaut, betrieben und gewartet werden. Diese Digital-Twin-Lösung Emulate3D ermöglicht es Herstel­lern, hochdetaillierte virtuelle Darstellungen ihres gesam­ten Verpackungsprozesses zu erstellen, von einzelnen ­Maschinen wie Füllern, Verschließern, Etikettierern und Roboterpalet­tierern bis hin zu komplexen, mehrstufigen Verpackungslinien und sogar kompletten Fabriklayouts einschließlich Lager­haltung und Logistik. Diese umfassende virtuelle Umgebung ermöglicht umfangreiche Tests, Opti­mierungen und Validie­rungen noch vor der Installation physischer Anlagen. Dies senkt die Kosten deutlich, beschleunigt die Markteinführungszeit und minimiert Risiken. Die Einführung von Digital-Twin-Technologie wird durch Unternehmensbedürfnisse wie der Kostenreduzierung vorangetrieben, insbesondere angesichts steigender Energie- und Materialpreise. Die virtuelle Inbetriebnahme macht kostspie­lige physische Prototypen und umfangreiche Vor-Ort-Versuche überflüssig und kann so zu erheblichen Einsparungen führen. Digital-Twin-Technologie bietet die Möglichkeit, Aktivitä­ten aus der Ferne durchzuführen – etwas, das in den letzten ­Jahren immer wichtiger geworden ist – und bietet dadurch ­erhebliche Flexibilitäts- und Effizienzgewinne für geografisch verteilte Teams.

Auch die Nachhaltigkeit stellt kein zweitrangiges Anliegen mehr dar, sondern ist eine zentrale Geschäftsanforderung. Die Verpackungsindustrie steht unter wachsendem Druck, ihren ökologischen Fußabdruck zu reduzieren. Digitale ­Zwillinge ermöglichen virtuelle Tests und Optimierungen von Verpackungs­materialien, Prozessen und dem ­Energieverbrauch, was Abfall drastisch reduzieren und zu einem nachhaltigeren Verpackungslebenszyklus beigetragen kann. Dies ist besonders relevant angesichts des zunehmenden Fokus auf recycelbare und biologisch abbaubare Verpackungsmaterialien. Für Hersteller von Verpackungsmaschinen bieten dynamische digitale Zwillinge einen transformativen Ansatz für Design und Entwicklung. Traditionelle Designprozesse basieren auf physischen Prototypen – ein zeitaufwändiger, teurer und iterativer Prozess. Mit digitalen Zwillingen können Ingenieure vorhandene CAD-Daten nutzen, um dynamische, physikbasierte Simulationen ihrer Maschinen zu erstellen, die detaillierte Kinematik, Steuerlogik und sogar Materialeigenschaften berücksichtigen. Dies ermöglicht das Testen einer breiten Palette von Verpackungsformaten, die Optimierung der Maschinenleistung unter verschiedenen Betriebsbedingungen und die frühzeitige Identifizierung potenzieller Konstruktionsfehler, lange bevor der physische Aufbau beginnt. Diese virtuelle Testumgebung ermöglicht schnelle Iterationen und Verfeinerungen, was zu optimierten Maschinendesigns, verkürzter Entwicklungszeit und verbesserter Gesamtanlageneffektivität (Overall Equipment Effectiveness – OEE) führt.

Die Vorteile von digitalen Zwillingen erstrecken sich über einzelne Maschinen bis hin zur gesamten Verpackungslinie und sogar über die gesamte Lieferkette. Während sich die Inte­gration mehrerer Maschinen verschiedener Hersteller in eine zusammenhängende Verpackungslinie komplex gestaltet, bieten digitale Zwillinge eine kollaborative Plattform, auf der jeder Maschinenbauer sein virtuelles Maschinenmodell beisteuern kann, um eine ganzheitliche Simulation der gesamten Linie zu erstellen. Dies ermöglicht eine umfassende Durchsatzanalyse, die Identifizierung potenzieller Engpässe, die Optimierung des Linienausgleichs und des Materialflusses sowie die nahtlose In­tegration zwischen verschiedenen Maschinen. Dieser Ansatz fördert ein effizienteres und integriertes Ökosystem innerhalb der Verpackungsindustrie, vereinfacht die Kommunikation und fördert Innovationen. Darüber hinaus können Hersteller durch die Simulation der Interaktion der Verpackungslinie mit vor- und nachgelagerten Prozessen die gesamte Wertschöpfungs­kette optimieren, von der Rohstoffbeschaffung bis zur Aus­lieferung der Fertigwaren. Virtuelle Inbetriebnahme und Steuerungstests sind entschei­dende Aspekte dieses digitalen Workflows. Die Möglichkeit, SPS-Code und Automatisierungslogik anhand eines virtuellen Modells zu validieren, ist von unschätzbarem Wert. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, vor dem Testen auf die physische Maschine zu warten, was die Inbetriebnahme erheblich verkürzt und kostspieliges Debugging vor Ort minimiert. Der digitale Zwilling emuliert das Verhalten der physischen Maschine genau und ermöglicht es Ingenieuren, Steuerungsprobleme frühzeitig im Prozess zu identifizieren und zu lösen, um einen reibungs­losen Anlauf zu gewährleisten. Das reduziert Ausfallzeiten, beschleunigt den Hochlauf zur vollen Produktion und minimiert das Risiko unerwarteter Probleme während der Inbetriebnahme. Die dynamische Natur des digitalen Zwillings stellt seine kontinuierliche Relevanz während des gesam­ten Lebenszyklus der Verpa­ckungsmaschine und der ­gesamten Pro­duktionsumgebung sicher. Von der anfänglichen Konstruktion und Verkaufspräsentationen über die Be­dienerschulung bis hin zur vo­rausschauenden Wartung und laufenden Prozessoptimierung bietet der digitale Zwilling eine wertvolle Ressource. Er kann ­potenziellen Kunden neue Maschinendesigns präsentieren, Bediener in der sicheren und effi­zienten Gerätenutzung schulen, War­tungsverfahren simulieren, um die Betriebszeit zu optimieren, und sogar neue Steuerungsstrategien testen, um die Gesamt­leistung der Linie zu verbessern. Diese kontinuierliche Nutzung maximiert den Wert des digi­talen Zwillings und trägt zu einem effizienteren, agileren und nachhaltigeren Verpackungsbetrieb bei.