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Simulation

Analysieren und optimieren

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Neben Pac-Si ist eines der Tools in der Sim-Plan-Gruppe Demo-3D. Die Software stellt eine anwenderfreundliche und interaktive Virtual Reality Umgebung zur Animation von Produktions- und Logistikanlagen zur Verfügung. (Foto: Sim-Plan)
Neben Pac-Si ist eines der Tools in der Sim-Plan-Gruppe Demo-3D. Die Software stellt eine anwenderfreundliche und interaktive Virtual Reality Umgebung zur Animation von Produktions- und Logistikanlagen zur Verfügung. (Foto: Sim-Plan)

Verpackungsmaschinen sind hochspezialisierte Anlagen mit hohen Anforderungen an Geschwindigkeit, Performance und Prozesssicherheit. Diese Herausforderungen erfordern individuelle Lösungen durch den Maschinenbauingenieur, der neue und individuell auf den jeweiligen Kunden zugeschnittene Lösungen entwickeln und gleichzeitig Zusagen über die Leistungsfähigkeit seines Produktes machen muss.

Die dynamische Materialflusssimulation ist dabei ein bewährtes und anerkanntes Mittel zur Bestimmung von Leistungskennzahlen und zur Optimierung von verketteten Anlagen, wie sie in der Verpackungsindustrie üblich sind. Mit ihr lassen sich notwendige Maschinenleistungen und Puffergrößen risikolos im Vorfeld bestimmen.

Das vom IKA Dresden entwickelte Simulationssystem ist das einzige aktuelle branchenspezifische Simulationstool, dessen Anwendung keine Programmierung erfordert und das die höchste Simulationsgeschwindigkeit bietet. Der Modellaufbau und die Parametrisierung sind äußerst einfach und komfortabel. Für die Ergebnisdarstellung stehen zahlreiche Optionen zur Verfügung.

Es wird im Bereich der Lebensmittelindustrie, Pharmazie, Kosmetik und Chemie eingesetzt, um zum Beispiel Anlagen für die Herstellung von Lebensmitteln, Luxusgütern, Tiernahrung, Kosmetikartikeln, Textilien, Papier und Kunststoffen sowie Pharmazieartikeln und vielem mehr zu simulieren.

Für alle Anlagenkomponenten bildet das Simulationssystem den Materialfluss, das zeit- und mengenabhängige Betriebsverhalten und die Steuerungsalgorithmen ab. Anders als viele andere Produkte setzt das Simulationssystem auf einen zeitdiskreten Ansatz bei der Simulation solcher Anlagen und kann deshalb deutlich schneller Antworten geben und eine Vielzahl von notwendigen Szenarien in Minuten statt Stunden durchspielen.

Die Modelle zeigen den Wirkungsgrad und die Verfügbarkeit der Einzelkomponenten und des Gesamtsystems. Die Einflüsse von zum Beispiel thermischen oder rheologischen Zusammenhängen von Anlagenkomponenten auf Produktivität und Verfügbarkeit werden ebenfalls berücksichtigt.

Umfangreiche Elementbibliothek

Das Simulationssystem enthält alle für die Modellerstellung, den Simulationslauf und die Auswertung der Ergebnisse notwendigen Funktionen. Diese Funktionen basieren auf einer mitgelieferten Standard-Elementbibliothek, bestehend aus verifizierten Elementen. Das System kann in jeder Projektstufe zur Entscheidungsfindung genutzt werden, sowohl in der Planung als auch zur Prozessoptimierung. Die Anwendung des Systems erfordert detailliertes Prozesswissen über die zu modellierende Anlage. Aufwendige mathematische Berechnungen oder Programmierkenntnisse sind hingegen nicht notwendig.

Bisher sind über 50 Lizenzen des Simulationssystems im Einsatz. Insbesondere bei Lieferanten von Verpackungsanlagen. Die Unterstützung der Anlagenplanung mithilfe der Simulation vermindert das Risiko ganz erheblich und bietet eine hervorragende Basis für die Diskussion mit den Anwendern. Durch einen Service-Vertrag mit dem Institut kann die ständige Unterstützung bei der Bearbeitung von Simulationsprojekten gesichert werden.

Das Institut bearbeitet seit vielen Jahren Simulationsprojekte für die bekannten Hersteller und Anwender von Verpackungsanlagen insbesondere aus der Lebensmittel-, Süßwaren-, Getränke-, Kosmetik- und Pharmabranche. Dabei geht es hauptsächlich um den Variantenvergleich und die Effizienzoptimierung bei der Planung neuer Verpackungsanlagen.

Auf der Grundlage der jahrelangen Erfahrung mit der Entwicklung und Anwendung des Simulationssystems werden auch unternehmensspezifische Varianten des Simulationssystems entwickelt, die durch spezielle Funktionalität, angepasste Oberfläche und spezielle Elementebibliothek die Anwendung weiter wesentlich effektiver und sicherer machen.

Automatische Auswertung

Eine deutliche Weiterentwicklung hat auch die Analyse und Optimierung bestehender Verpackungsanlagen durch das Institut erfahren. Durch die Unterstützung der Datenerfassung an den Linien mithilfe von Tablet-Computern und die automatische Auswertung der erfassten Daten ist die Schwachstellenanalyse sicherer, einfacher und schneller. Durch die umfangreiche technologische und methodische Kompetenz des IKA Dresden sind Effizienzverbesserungen an bestehenden Verpackungsanlagen bis zu 20 Prozent zu erreichen. Mit den gleichen Mitteln werden auch Rüstzeitanalysen und Abnahmen von neuen Linien durchgeführt.

Mit der Integration des IKA Dresden in die Sim-Plan-Gruppe stehen nun auch dem Institut die zahlreichen Tools der Sim-Plan AG zur Unterstützung der Planungen und Optimierungen von Produktions- und Logistiksystemen zur Verfügung. Die Sim-Plan-Gruppe mit Hauptsitz in Maintal und Niederlassungen in Deutschland, Österreich und China, ist ein branchenübergreifender Komplettanbieter für die Materialflusssimulation in Produktion und Logistik. Ab sofort wird das IKA Dresden das Leistungsspektrum der Sim-Plan-Gruppe in Mitteldeutschland vertreten. Das weiterhin bestehende Leistungsangebot des Instituts für die Maschinenhersteller und die Maschinenanwender der Lebensmittel-, Getränke-, Pharma- und Kosmetikindustrie wird dadurch noch attraktiver. Gleichzeitig stärkt das Institut als Kompetenzzentrum für die Verpackungsindustrie die Aktivitäten der Sim-Plan-Gruppe in diesem Bereich.

Über den Autor
Autorenbild
Oliver Lange

Über die Firma
IKA Institut f. Konstruktionstechnik und Anlagengestaltung
Dresden
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