Die virtuelle Inbetriebnahme (VIBN) gewinnt im Maschinen- und Anlagenbau über alle Branchenzweige hinweg an Bedeutung. Um Maschinen- und Anlagenbauern den Einstieg in die Technologie zu erleichtern, hat der VDMA im Jahr 2020 den Leitfaden ‚Virtuelle Inbetriebnahme – Leitfaden zur wirtschaftlichen Einführung‘ veröffentlicht. Neben einer Kosten-Nutzen-Betrachtung liegt der Fokus der Veröffentlichung auf einer methodischen Handlungsanweisung für den Technologieeinstieg. Diese gliedern die Autoren in die beiden Abschnitte Pilotphase und Produktivphase. Die Pilotphase hat die Zielstellung, in einem Projekt Erfahrungen mit dem Thema VIBN zu sammeln. Auf dieser Erfahrung aufbauend, wird ein Simulationswerkzeug ausgewählt und ein unternehmensspezifischer VIBN-Prozess entworfen. Die Pilotphase sollte dabei eine kurzfristige Zeitdauer von einem oder mehreren Standardprojekten umfassen, jedoch zwei Jahre nicht überschreiten. In der Produktivphase ist das Ziel, die Strukturen der VIBN im Unternehmen und dem Engineering zu etablieren und die Effizienz zu steigern. Dies wird durch eine mittel- und langfristige Planung mit einer Zeitdauer von bis zu fünf Jahren erreicht.
Die Pilotphase
Zwei Erfolgskriterien für eine erfolgreiche Pilotphase sind die Festlegung auf einen Stichtag zum Abschluss der Pilotphase und das Einbinden der Führungsebene durch kontinuierliches Reporting. Ein wichtiges Ergebnis der Pilotphase ist der Entwurf eines VIBN-Prozesses für das zukünftige Engineering. Dafür sind die Schaffung von organisatorischen Schnittstellen und die Auswahl eines Simulationswerkzeugs notwendig. Die VIBN führt zu einem kulturellen Wandel des bisherigen Engineerings. Um den Wandel zu unterstützen ist es wichtig, Schnittstellen zwischen den Organisationseinheiten des Engineerings, also den mechatronischen Disziplinen, und dem neuen VIBN-Prozess zu schaffen. Die Schnittstellen hängen dabei individuell vom Unternehmen ab und müssen im Praxiseinsatz identifiziert werden. Von Beginn an wird ein VIBN-Begleitdokument angelegt, das alle wichtigen Erkenntnisse und das Vorgehen dokumentiert.
Ziele und Personal
Zu Beginn der Pilotphase ist festzulegen, welche strategischen Ziele mit der Einführung und Nutzung der VIBN verfolgt werden. Dabei sind die für das Unternehmen relevanten Nutzenpotenziale der VIBN zu identifizieren. Basierend auf ausgewählten Nutzenpotenzialen sind messbare Zielgrößen abzuleiten. Für diese Zielgrößen ist der aktuelle Ist-Zustand zu erfassen und darauf basierend ein Soll-Zustand zu planen. Die Differenz aus Ist- und Soll-Zustand der Zielgrößen ergibt ein grob geschätztes Einsparpotenzial durch die Nutzung von VIBN. Bei der Zusammenstellung des Projektteams muss unbedingt die Expertise der regulären Inbetriebnahme vorhanden sein. Auch sollte für ausreichend personelle Kapazität gesorgt werden, damit das operative Geschäft nicht in Verzug gerät.
Software und Konnektivität
Im nächsten Schritt müssen Auswahlkriterien für ein mögliches Simulationswerkzeug identifiziert und gewichtet werden. Die Kriterien sollten vom VIBN-Projektteam und weiteren erfahrenen Mitarbeitern erarbeitetet werden. Die VDI-Richtlinie 3633 bietet eine Checkliste mit Kriterien für Simulationswerkzeuge. Die Schnittstellen und Austauschformate zwischen dem Simulationswerkzeug und anderen Werkzeugen des Engineerings spielen bei der Auswahl eine wichtige Rolle, da auf Kompatibilität geachtet werden muss. Vor der Durchführung des Pilotprojekts werden am Markt verfügbare Simulationswerkzeuge evaluiert. In diesem Schritt wird anhand der ermittelten Kriterien der Erfüllungsgrad für die einzelnen Simulationswerkzeuge bestimmt. Je nach Budjet werden die erstplatzierte Lösung oder sogar die folgenden in Pilotprojekten erprobt.