NexaTwin Ausbaustufen: Vom CAD-Layout bis zum realitätsnahen Live-Betrieb
Digitale Zwillinge entwickeln sich im Maschinen- und Anlagenbau immer stärker zu einem zentralen Werkzeug entlang des gesamten Engineering-Prozesses. Dabei geht es längst nicht mehr nur um eine reine 3D-Visualisierung einer Anlage. Ein moderner Digital Twin muss technische Zusammenhänge verständlich machen, mechanische Konzepte überprüfbar machen, Steuerungssysteme einbinden und im späteren Betrieb einen konkreten Nutzen für Diagnose, Service und Instandhaltung liefern. Genau mit diesem Anspruch ist NexaTwin modular aufgebaut. Der digitale Zwilling kann je nach Projektphase unterschiedlich eingesetzt und erweitert werden: vom strukturierten CAD-Layout über Mechanik Validierung und Steuerungsanbindung bis hin zur 3D-gestützten Diagnose im realitätsnahen Live-Betrieb.
Warum ein modularer Digital Twin wichtig ist
Nicht jedes Projekt benötigt zu Beginn den vollständigen Funktionsumfang eines digitalen Zwillings. In frühen Projektphasen steht häufig zunächst das Anlagenverständnis im Vordergrund. Später rücken Bewegungsprofile, mechanische Validierung, Steuerungsanbindung oder virtuelle Inbetriebnahme stärker in den Fokus. Im Anlagenbetrieb werden wiederum Echtzeitdaten, Störungsvisualisierung und Diagnosefunktionen besonders relevant. Ein modularer Aufbau ist deshalb entscheidend. Er ermöglicht, mit einem sinnvollen Einstieg zu starten und den Digital Twin schrittweise um weitere Funktionen zu erweitern.
Die NexaTwin Ausbaustufen im Überblick
NexaTwin ist so konzipiert, dass unterschiedliche Anforderungen im Projektverlauf abgedeckt werden können. Die Ausbaustufen bauen aufeinander auf, können aber je nach Bedarf und Projektphase unterschiedlich gewichtet werden.
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- Layout Manager für Struktur, Navigation und Sichtbarkeit
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- Mechanic Validation für Kinematik, Tracer und Bewegungsprofile
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- Software Validation für Steuerungsanbindung und Mapping
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- LiveTwin für Echtzeitdaten und 3D-Diagnose
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- optionales HMI-Paket für Bedienung, Meldungen und Dashboards
Layout Manager: Struktur, Navigation und Sichtbarkeit
Der Einstieg in NexaTwin erfolgt über den Layout Manager. In dieser Ausbaustufe werden vorhandene CAD-Daten nicht nur dargestellt, sondern in eine sinnvolle und nutzbare Anlagenstruktur überführt. Anlagenteile, Stationen und Einzelkomponenten können klar gegliedert, benannt und navigierbar gemacht werden. Dadurch entsteht aus einem komplexen CAD-Modell ein strukturiertes digitales Anlagenmodell, das für unterschiedliche Projektbeteiligte deutlich einfacher verständlich wird. Vordefinierte Kameraperspektiven wie Front-, Rückseiten- oder Seitenansichten unterstützen eine schnelle Orientierung. Ergänzend können Stations- und Anlagenteilperspektiven für gezielte Kamerafahrten genutzt werden. Der Visibility Manager ermöglicht es, einzelne Anlagenteile oder Komponenten gezielt ein- und auszublenden. Gerade bei großen und komplexen Anlagenmodellen ist das wichtig. Projektteams können sich auf die relevanten Bereiche konzentrieren, ohne von der gesamten Modellkomplexität überlagert zu werden.
Mechanic Validation: Kinematik und Bewegungsprofile prüfen
Die nächste Ausbaustufe erweitert den digitalen Zwilling um mechanisches Verhalten. Aus einem statischen Anlagenmodell wird ein dynamisches Validierungsmodell, mit dem Bewegungen, Abläufe und mechanische Wechselwirkungen frühzeitig untersucht werden können. Aktoren und Sensoren erhalten dafür Verhaltensmodelle inklusive Parametrierung. Bewegungen können manuell ausgelöst, beobachtet und bewertet werden. Dadurch lassen sich mechanische Abläufe bereits im digitalen Modell nachvollziehen, bevor sie an der realen Maschine getestet werden. Ein wichtiger Bestandteil sind Tracerfunktionen für Collision, Volume und Point. Damit können Kollisionsbereiche, Bewegungsräume und kritische Positionen gezielt analysiert werden. Potenzielle mechanische Konflikte werden nicht erst während der realen Inbetriebnahme sichtbar, sondern bereits in der digitalen Validierung. Zusätzlich unterstützt NexaTwin die Arbeit mit Bewegungsprofilen. Über den Electronic Cam Manager können Kurvenscheibenprofile und Nocken abgebildet und geprüft werden. Der Movement Manager ermöglicht zeitabhängige Fahrprofile und deren Validierung im Modell.
Software Validation: Steuerungsanbindung und Mapping
Mit der Software Validation wird NexaTwin an reale oder virtuelle Steuerungssysteme angebunden. Dadurch kann der digitale Zwilling nicht nur mechanische Bewegungen simulieren, sondern auch mit Steuerungslogik interagieren. Schnittstellen zu SPS-Hardware-I/Os sowie zu Roboter-VRCs werden implementiert und mit dem digitalen Modell verknüpft. Unterstützt werden Steuerungswelten wie Siemens, Rockwell oder Beckhoff. Auch Kopplungen mit Roboter-Controllern, beispielsweise von FANUC, KUKA oder ABB, sind möglich. Ein zentraler Bestandteil ist das Mapping zwischen NexaTwin und dem jeweiligen Steuerungssystem. Signale, Zustände, Aktoren, Sensoren und Bewegungen müssen eindeutig zugeordnet werden, damit der digitale Zwilling korrekt auf Steuerungsbefehle reagieren kann. Über NexaPipe erfolgt die Anbindung und Zuordnung zwischen dem digitalen Modell und den angebundenen Steuerungs- beziehungsweise Automatisierungssystemen. Damit entsteht eine strukturierte Verbindung zwischen virtueller Anlage und Steuerungsumgebung. Diese Ausbaustufe ist besonders relevant für die virtuelle Inbetriebnahme, weil Steuerungslogik früher getestet und mit dem virtuellen Anlagenmodell verknüpft werden kann.
LiveTwin: Echtzeitdaten und 3D-Diagnose
Der LiveTwin erweitert den digitalen Zwilling in Richtung realer Anlagenbetrieb. In dieser Ausbaustufe werden SPS-Echtzeitdaten angebunden und direkt im 3D-Modell visualisiert. Damit wird der digitale Zwilling nicht nur während des Engineerings oder der virtuellen Inbetriebnahme genutzt, sondern auch als Diagnose- und Transparenzwerkzeug im laufenden Betrieb. Statusinformationen können direkt im Modell dargestellt werden. Störungen werden nicht nur als klassische Meldung angezeigt, sondern am betroffenen Anlagenbereich sichtbar gemacht. Anwender erkennen dadurch schneller, wo ein Problem auftritt, welche Komponente betroffen ist und in welchem Anlagenkontext die Störung steht. Gerade bei komplexen Maschinen und Anlagen kann diese 3D-gestützte Diagnose einen wichtigen Beitrag leisten. Bedienpersonal, Service, Instandhaltung und Engineering erhalten eine gemeinsame visuelle Grundlage, um Zustände und Störungen besser zu verstehen.
Optionales HMI-Paket: Bedienung, Meldungen und Dashboards
Ergänzend zu den NexaTwin Ausbaustufen kann ein HMI-Paket eingesetzt werden. Dieses erweitert den digitalen Zwilling um Bedien- und Visualisierungsfunktionen in einer gemeinsamen Oberfläche. Dazu gehören HMI-Faceplates für Aktoren und Sensoren, mit denen Komponenten manuell bedient oder überwacht werden können. Eine Faceplate für die Betriebsartenverwaltung unterstützt die strukturierte Bedienung unterschiedlicher Anlagenzustände. Zusätzlich umfasst das HMI-Paket Funktionen wie Benutzerverwaltung, integrierte Konfigurationsmöglichkeiten, ein Meldesystem mit Meldepuffer und aktiven Meldungen sowie eine Rezeptverwaltung. Über den Dashboard-Manager können weitere HMI-Elemente eingebunden werden. Damit lassen sich zusätzliche Informationen, Zustände oder Kennwerte übersichtlich darstellen.
Modular einsetzbar je nach Projektphase
Der zentrale Vorteil von NexaTwin liegt in der modularen Skalierbarkeit. Der digitale Zwilling kann entlang der Projektphase wachsen und genau dort erweitert werden, wo der nächste Nutzen entsteht. In frühen Phasen schafft der Layout Manager ein gemeinsames Anlagenverständnis. In der mechanischen Validierung werden Kinematik, Bewegungsräume und Bewegungsprofile prüfbar. In der Software Validation wird die Steuerungslogik angebunden und für virtuelle Inbetriebnahme nutzbar. Im LiveTwin entsteht ein direkter Bezug zwischen Echtzeitdaten, Anlagenmodell und Diagnose. So wird NexaTwin nicht als isolierte Visualisierung verstanden, sondern als praktisches Werkzeug für Engineering, Inbetriebnahme, Service und Betrieb.
NexaTwin Demo selbst erleben
Erste Erfahrungen und Eindrücke lassen sich mit den kostenlosen Demo-Zwillingen sammeln. Wer NexaTwin ausprobieren und einen ersten Eindruck von den Möglichkeiten gewinnen möchte, findet die Demo-Zwillinge hier.
Fazit: Ein Digital Twin, der mit dem Projekt mitwächst
NexaTwin ist modular aufgebaut, weil Digital Twins in unterschiedlichen Projektphasen unterschiedliche Aufgaben erfüllen müssen. Am Anfang steht oft das Layoutverständnis. Danach folgen mechanische Validierung, Bewegungsprofile, Steuerungsanbindung, virtuelle Inbetriebnahme und später Diagnose im Anlagenbetrieb. Vom strukturierten CAD-Layout über kinematische Validierung und SPS-/PLC-Anbindung bis zum realitätsnahen Live-Betrieb entsteht ein durchgängiger digitaler Zwilling. Mit NexaTwin schaffen wir dafür eine modulare Grundlage: als Werkzeug für Engineering, Inbetriebnahme, Service, Betrieb und praxisnahe Digital-Twin-Anwendungen im Maschinen- und Anlagenbau.