Die Lösung: Hybride Inbetriebnahme
Um den Herausforderungen modularer Produktionsanlagen zu begegnen, wurde die Idee der hybriden Inbetriebnahme (HIBN) entwickelt (vgl. Dominka & Bender, 2007). Sie ermöglicht es, virtuelle Komponenten schrittweise durch physische zu ersetzen, ohne die Steuerungskonfiguration zu ändern. Dadurch kann die Anlage schrittweise in Betrieb genommen werden, während potenzielle Probleme weiterhin in der virtuellen Umgebung überwacht und behoben werden. Die Flexibilität der HIBN erlaubt es, auf Lieferverzögerungen oder fehlende Teile zu reagieren und den Inbetriebnahme-Prozess zu beschleunigen.
Die Funktion
Für die HIBN müssen einige Voraussetzungen erfüllt sein. Zum einen müssen sämtliche Simulationsmodelle der Feldbuskomponenten verfügbar sein. Zum anderen muss die Feldbuskommunikation echtzeitfähig emuliert werden, und der Zugriff auf alle Feldbustelegramme im Kommunikationsnetzwerk muss gewährleistet sein. Es gibt drei Ausprägungen, in denen die Feldbuskomponenten in einem hybriden Setup vorkommen können: virtuell, physisch und hybrid. Dabei kann eine hybride Komponente eine aktive oder passive Rolle einnehmen. Bei einer aktiven Rolle werden Steuersignale und Statussignale sowohl von der virtuellen als auch von der physischen Komponente empfangen und verarbeitet. Bei einer passiven Rolle spiegelt die virtuelle Komponente lediglich den Zustand der physischen wider und reagiert nicht aktiv auf die Steuersignale.
Wo liegen die Vorteile?
Die hybride Inbetriebnahme bietet mehrere Vorteile gegenüber der VIBN und der rein physischen Inbetriebnahme. Durch die HIBN können Lieferverzögerungen einzelner Komponenten besser kompensiert werden, da virtuelle Repräsentationen zum Einsatz kommen. Eine umfassendere Vorabinbetriebnahme von Subsystemen ist möglich, da das physische Subsystem in die virtuelle Anlage eingefügt wird und die Gesamtleistung des Teilsystems im Vorfeld getestet werden kann. Darüber hinaus reduziert die HIBN die Kosten für Funktionstests, da der physische Materialfluss durch einen virtuellen ersetzt werden kann. Dies ermöglicht mehrere und gründlichere Tests, was zu einer höheren Softwarequalität führt. Da Fehler frühzeitig erkannt werden, sind geringere Kosten bei der Instandhaltung und Reparatur der Produktionsanlage die Folge.