Beschleunigen Sie die Entwicklung mit modellbasiertem Design

Auf wettbewerbsintensiven Märkten ist es in der verarbeitenden Industrie oft notwendig, die Entwicklung zu beschleunigen. Die Beschleunigung darf jedoch nicht zu Fehlfunktionen in den Produktionsanlagen oder zu fehlerhaften Produkten und unzufriedenen Kunden führen. Der modellbasierte Entwurf geht dieses Problem an - und viele andere gleichzeitig.

Modellbasierter Entwurf ist eine Methode, die sich für die Entwicklung von Systemen für Industrieanlagen und -geräte, Automatisierungssysteme und Bewegungssteuerung eignet. Sie wird häufig für die Entwicklung von Steuerungssystemen, eingebetteten Systemen und speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) eingesetzt. Der modellbasierte Entwurf stützt sich stark auf den Einsatz von Simulationen und digitalen Zwillingen.

„Früher musste man alles an die SPS-Hardware binden. Jetzt, da nichts mehr an die Hardware gebunden ist, können wir den Kunden Modelle in einem frühen Stadium vorführen und gemeinsam einen Mehrwert für die Entwicklungsarbeit schaffen. Wir können zum Beispiel zwei Simulationen einrichten, die miteinander kommunizieren und verschiedene Konzepte in schnellem Tempo durchspielen. Am Ende müssen wir weniger Brände löschen“.

Für Softwareentwickler, die Systemtechnik betreiben, war das V-Modell die vorherrschende Norm. In seiner visualisierten Form beginnt das V-Modell oben links mit den Definitionen, geht hinunter zum detaillierten Entwurf und steigt oben rechts wieder an, vom Testen bis zur Produktion. Sie gewährleistet zwar eine sorgfältige Entwicklung, ist aber tendenziell langsam. Dies stellt eine Herausforderung dar, vor allem, wenn bestehende Systeme in Betrieb sind und angepasst werden müssen.

„Mir gefällt sehr gut, wie das modellbasierte Design eine Brücke über das V-Modell schlägt. Es besteht keine Notwendigkeit, das System von Grund auf zu testen, um herauszufinden, wie es funktioniert. Bisher musste man immer bis ganz nach unten gehen, bis man ein testfähiges Gesamtsystem hatte, was Zeit - und Geld - kostet. Jetzt können wir sogar das komplette System testen, bevor die Teilsysteme definiert sind", erklärt Jarkko Nokka.

Der modellbasierte Entwurf hilft auch dabei, Ausfallzeiten bestehender Systeme zu vermeiden, wenn neue Funktionalitäten implementiert werden müssen. Normalerweise könnte dies bedeuten, dass eine Produktionslinie für die Testphase stillgelegt werden muss, um sicherzustellen, dass nach der Implementierung der Änderungen alles funktioniert. Mit modellbasiertem Design kann das bestehende System in einen digitalen Zwilling exportiert werden, um es zu testen und sicherzustellen, dass alles fehlerfrei funktioniert.

Eine interessante Funktion ist die automatische Codegenerierung, die durch Werkzeuge für den modellbasierten Entwurf ermöglicht wird. In bestimmten Branchen wie der Avionik ist automatisch generierter Code, der nicht von Menschenhand geschrieben wird, bereits eine Anforderung, um Sicherheitsrisiken durch menschliche Fehler zu beseitigen.

„Das Schreiben von Code kann aus dem Projekt entfernt werden, weil die Modellierungssoftware dies übernehmen kann. Man kann auf einen großen grünen Pfeil drücken, der zuverlässigen und vorhersehbaren Code erzeugt. Es ist nicht mehr nötig, ein Flussdiagramm zu zeichnen und jemanden zu beauftragen, auf der Grundlage der Simulationsphase Code zu schreiben", sagt Nokka.

Etteplan verfügt über einen großen Pool an erfahrenen Experten für elektrische Automatisierung in verschiedenen Branchen. Allein im Simulationsteam sind hundert Mitarbeiter beschäftigt, insgesamt sind es 4.000 Personen. Sie verfügen über das Know-how, das für die Entwicklung von der Modellierung bis zum Aufbau der Infrastruktur erforderlich ist, und haben einen praktischen Einblick in das gesamte Technologiefeld.

„Alles in allem hat das modellbasierte Design die Hype-Kurve in Richtung Produktion und Implementierung verlassen. Es macht die Entwicklung schnell, robust und iterativ. Bei Etteplan sind wir in der Lage, Kunden zu unterstützen, Design as a Service anzubieten und Systemtests zu verwalten", fasst Jarkko Nokka zusammen.