Inhoudsopgave
De machinebouwsector is de afgelopen jaren sterk veranderd. Economische onzekerheid,
stijgende kosten en toenemende concurrentie vanuit landen zoals China zorgen ervoor dat de
druk binnen de markt groter wordt. Tegelijkertijd wordt het aanbod van technologie en
automatiseringsoplossingen uitgebreider en toegankelijker, waardoor bedrijven zich
moeilijker kunnen onderscheiden. Hierdoor nemen ook de verwachtingen van klanten toe.
Machines moeten sneller geleverd worden, flexibeler inzetbaar zijn, beter aansluiten op
specifieke klantwensen en tegelijkertijd voldoen aan hoge eisen op het gebied van kwaliteit,
betrouwbaarheid en prestaties.
Daardoor verschuift de markt richting smart manufacturing en digitalisering. Bedrijven
zoeken naar manieren om efficiënter te ontwikkelen, sneller te innoveren en fouten eerder in
het proces te voorkomen en daarmee kosten te verminderen.
Virtual commissioning verandert de manier waarop machines en productielijnen ontwikkeld
en getest worden. Het stelt bedrijven in staat om machines virtueel in bedrijf te stellen voordat
fysieke hardware gebouwd is. Hierdoor kunnen besturingen, processen en complete machines
volledig digitaal getest, gevalideerd en geoptimaliseerd worden voordat commissioning op
locatie begint.
Voor engineers betekent dit minder onverwachte verrassingen tijdens de inbedrijfstelling op
locatie en een snellere commissioningfase.
Waarom machinebouwers kiezen voor virtual commissioning
Virtual commissioning vs. traditionele inbedrijfstelling
Met de traditionele manier van inbedrijfstellen ontstaan vertragingen pas in de laatste fase van
het traject, omdat software, besturingen en proceslogica pas uitgebreid getest worden wanneer
de machine fysiek opgebouwd en aangesloten is. Problemen in communicatie, timing of
aansturing worden daardoor laat ontdekt, terwijl bedrijven in deze fase juist tegen deadlines
aanlopen.
Het komt regelmatig voor dat engineers tijdens commissioning nog aanpassingen moeten
maken aan software, besturingen of procesvolgordes. Zeker vlak voor FAT of oplevering
ontstaan hierdoor verschuivingen in de planning, extra afstemming tussen teams en vertraging
binnen het project.
Tegelijkertijd neemt de afhankelijkheid van software binnen moderne machines sterk toe.
Hierdoor kunnen kleine afwijkingen al invloed hebben op het volledige
automatiseringsproces. Denk aan een verkeerd signaal of een fout in de aansturing waardoor
processen niet goed op elkaar aansluiten. Problemen die eerder in het traject relatief
eenvoudig opgelost hadden kunnen worden, kunnen vlak voor oplevering ineens grote
gevolgen hebben voor planning, kosten en commissioning.
Virtual commissioning voorkomt dat veel problemen pas zichtbaar worden tijdens
inbedrijfstelling. Een digitale versie van de machine wordt opgebouwd in een interactieve 3D-
omgeving. In tegenstelling tot traditionele 3D-software bestaat het model niet alleen uit een
visuele weergave van de machine, maar worden ook bewegingen, proceslogica, interacties
tussen onderdelen en verschillende omstandigheden binnen het model verwerkt. Daardoor
ontstaat een realistische simulatie van hoe de machine zich in de praktijk zal gedragen.
Engineers kunnen processen, aansturingen en automatisering daardoor uitgebreid testen
voordat de fysieke machine gebouwd is. Fouten worden hierdoor niet pas zichtbaar wanneer
ze grote gevolgen hebben voor de planning, maar kunnen al vroeg aangepakt worden.
Een guide voor virtual commissioning
1. Systeemanalyse
De eerste stap is het volledig in kaart brengen van de machine, productielijn of installatie. Het
verzamelen van technische specificaties, documentatie, functionele eisen en informatie over
besturingen, processen en componenten. Zo ontstaat er een duidelijk beeld van hoe het
systeem optimaal zou moeten functioneren.
2. Digitaal model opbouwen
Vervolgens wordt een realistische digitale weergave van de machine of installatie opgebouwd.
Vaak worden CAD-data gecombineerd met bestaande componenten uit softwarebibliotheken
om het model sneller en gebruiksvriendelijk op te zetten. Naast de mechanische opbouw
worden ook bewegingen, interacties, procesgedrag en functionele eigenschappen toegevoegd
aan het model. Hierdoor ziet het model er niet alleen realistisch uit, maar bootst het ook het
gedrag van de fysieke machine na.
3. Besturing koppelen aan het model
Daarna worden de PLC, robotbesturingen en andere controllers gekoppeld aan de virtuele
omgeving. Hierdoor ontstaat een realtime koppeling waarbij continu input en output wordt
uitgewisseld tussen de software en het digitale model. Op deze manier kan het virtuele model
het werkelijke gedrag van de machine nabootsen. Besturingslogica, signalen en procesreacties
kunnen uitgebreid worden getest voordat de fysieke machine wordt gebouwd.
4. Simuleren en testen
Binnen virtual commissioning kunnen verschillende what if scenario’s worden getest om het
gedrag van de installatie te valideren en te verbeteren. Hierbij kunnen zowel normale
productieomstandigheden als edge cases en foutscenario’s gesimuleerd worden. Dit maakt het
mogelijk om te beoordelen of processen correct functioneren en hoe het systeem reageert op
onverwachte situaties, afwijkingen of verstoringen binnen het proces.
5. Optimaliseren en verbeteren
De resultaten uit de simulaties worden gebruikt om fouten, knelpunten of inefficiënte
processen op te sporen en te verbeteren. Met deze inzichten kunnen besturingen, proceslogica
en instellingen worden aangepast en geoptimaliseerd binnen de virtuele omgeving.
Vervolgens kunnen modificaties opnieuw gevalideerd worden totdat het gewenste resultaat is
bereikt.
6. Fysieke commissioning uitvoeren
Na de virtuele validatie volgt de fysieke inbedrijfstelling van de machine. De vooraf geteste
software en besturingen worden overgezet naar de echte installatie. Omdat veel problemen al
eerder zijn opgespoord en opgelost, verloopt deze fase sneller en met minder risico op
vertragingen tijdens de oplevering.
7. Remote monitoring en optimalisatie
Virtual commissioning stopt niet zodra de fysieke machine operationeel is. Door realtime data
vanuit de installatie te koppelen aan het digitale model ontstaat er continu inzicht in prestaties,
afwijkingen en mogelijke verbeterpunten. Hierdoor wordt remote monitoring mogelijk en
kunnen processen, prestaties en instellingen op
De toekomst van ontwikkelen
De toepassing van virtual commissioning binnen machinebouw zal snel toenemen en dat is
niet zonder reden. Het helpt bij één van de grootste pijnpunten binnen projecten: vertraging
tijdens oplevering en oplopende kosten. Door de inbedrijfstelling vooraf virtueel uit te voeren,
worden problemen eerder opgespoord en opgelost voordat ze impact hebben op de bouw en
commissioning van de volledige machine of productielijn.
Bedrijven krijgen meer grip op het
ontwikkel- en commissioningproces, terwijl risico’s en onverwachte vertragingen beperkt
worden. Zo kunnen engineers beter voldoen aan de veranderende wensen binnen de markt.
