iProWZ-DigiZ – Effizientes Projektierungswerkzeug für die Erstellung eines digitalen Zwillings

Motivation

Zur Verkürzung der Inbetriebnahmezeit einer industriellen Anlage werden heute immer häufiger virtuelle Inbetriebnahmen eingesetzt. Hierbei kann der Steuerungscode bereits vor dem physikalischen Aufbau der Anlage gegen ein Modell getestet werden um bereits vorab Fehler in der Programmierung zu erkennen und damit die Zeit der realen Inbetriebnahme zu verkürzen. Hierzu muss jedoch während der Engineering-Phase bereits ein virtuelles Model der Anlage erstellt werden.

Diese Projektierungsaufgaben sind generell sehr aufwendig. Sie benötigen Planungsdaten des Anlagenbetreibers z.B. Prozessbeschreibungen und Fließbilder. Die Nutzung dieser Daten ist fehleranfällig da sie wegen mangelnder Kompatibilität der Tools oft manuell interpretiert müssen. Ein signifikanter Anteil der gesamten Projektierungszeit ist für diese wenig produktiven Tätigkeiten aufzuwenden. Wird ein digitaler Zwilling der Anlage benötigt, dann verdoppelt sich praktisch der hierfür nötige Aufwand, da dieser aktuell noch in einem separaten Prozess mit eigenen Tools erstellt werden muss.

Ziel

Entwicklung eines neuen und hochgradig benutzerzentrierten Projektierungswerkzeugs, welches als „zentrales" Werkzeug für eine effiziente und durchgängige Projektierung des Automatisierungssystems für verfahrenstechnische Anlagen dienen soll.

Ansatz

Das zu erstellende Werkzeug verwendet als Eingangsparameter vorhandene Engineeringdaten wie Messstellenlisten oder R&I-Fließbilder und generiert aus diesen Daten mit Hilfe von Domänenwissen Strukturen wie Basisautomationen, HMIs oder den Digitalen Zwilling zur Anlage.

In einem ersten Schritt hierfür ist es notwendig vor allem aus den R&I Fließbildern, die in den allermeisten Fällen bei Greenfieldprojekten bereits in der frühen Planungsphase vorhanden sind auszuwerten und möglichst detaillierte Informationen aus diesen zu gewinnen. Hierbei ist ein Arbeitspunkt vor allem das maschinelle auslesen der geforderten Informationen mittels Bild- und Texterkennungsalgorithmen und das Ablegen der erkannten Objekte in einem objektorientierten Metadatenformat. Anschließend wird aus den so erhaltenen Informationen das Gewünschte Ergebnis wie die Basisautomation oder die HMIs direkt komplett oder zumindest teilweise erzeugt, was den weiteren Projektierungsaufwand deutlich verringert.

Förderung

Das Projekt DigiZ wurde durch das Bayriesche Staatsministerium für Wirtschaft und Landesentwicklung und Energie (StMWi) im Rahmen des FuE-Programms Informations- und Kommunikationstechnik in Bayern  finanziert.