Die Idee des digitalen Zwillings ist seit Jahren weit verbreitet. Doch was sich konkret dahinter verbirgt, wird unterschiedlich interpretiert. Tagtäglich arbeitet ein Expertenteam bei Optima daran, digitale Zwillinge fit für die Zukunft, aber auch für aktuelle Anwendungen zu machen. Mittelfristig werden die digitalen Zwillinge alle relevanten Details einer umfassenden Turnkey-Anlage abbilden.
Bei Optima befindet sich der digitale Zwilling bereits auf dem Weg in eine vielversprechende Zukunft. In einem zentralen Modell werden das Fill-and-Finish, die Isolatoren sowie ggf. die Gefriertrocknung, einschließlich der Be- und Entladung als eine komplette Turnkey-Anlage integriert sein. Somit wird im digitalen Zwilling der gesamte Prozess, den Behältnisse bzw. flüssige Arzneimittel auf einer Anlage durchlaufen, sowie die Begleitprozesse digital gespiegelt. Dann können damit beispielsweise Strömungssimulationen über den isolatorgeschützten Bereich sowie während des laufenden Betriebs und mit allen sich bewegenden Anlagenkomponenten durchgeführt werden. Software- und alle weiteren Tests und Simulationen können mit dem zentralen digitalen Zwilling noch vor dem Bau der realen Anlage durchgeführt werden. Soweit die Vision, die nahezu in Reichweite liegt.
Vorab-Tests der SPS
Vorrangiges Entwicklungsziel ist es, mit dem digitalen Zwilling die Steuerungssoftware (SPS) einer Gesamtanlage vorab vollständig virtuell zu testen. Das hat Potenzial für massive Zeiteinsparungen im Vergleich zu Tests an der Anlage. Bei diesem Zwillingstyp sieht sich das Optima-Team nahezu auf der Zielgeraden – und zwar für sehr komplexe Turnkey-Linien. Das konkrete Ziel lautet hier, ein Modell zu schaffen, bei dem die SPS nicht erkennt, ob sie eine reale Anlage oder deren digitalen Zwilling ansteuert. Noch weiter gedacht hieße das, dass der am digitalen Zwilling entwickelte Programmcode sich später an der realen Anlage (nahezu) ohne Änderungen übernehmen ließe. Das spart Iterationsschleifen an der realen Anlage, wie sie bislang kaum vermieden werden können.
Für diesen Zwillingstyp sind spätere Firmware-Updates der SPS- und Komponenten-Hersteller ein weiteres Anwendungsgebiet. Statt direkt an die Anlage zu gehen, werden diese künftig zunächst am digitalen Zwilling getestet. Dann erst wird ein Update an der realen Anlage aufgespielt. Genauso lassen sich nachträgliche Funktionsänderungen oder -erweiterungen, die Optima zusammen mit dem Kunden entwickelt, vorab virtuell testen. Die Produktion wird dafür nicht mehr für längere Zeit unterbrochen. Die Absicherung gegen Fehlerpotenziale ist ein weiterer wichtiger Vorteil.
Von Änderungen bis Schulungen
Werden im Rahmen eines Projekts Funktionen oder Module neu entwickelt, finden Funktionstests bislang ab einem gewissen Zeitpunkt an der Hardware, meist an Versuchsständen, statt. Bei notwendigen Änderungen wird neu konstruiert, der Versuchsstand umgebaut und eventuell neue Teile bestellt. Existiert jedoch ein digitaler Zwilling des Moduls oder der Funktion, zeigt dieser möglichen Verbesserungsbedarf bereits auf, ohne dass dafür neue Teile bestellt oder Versuchsstände umgebaut werden müssten. Zudem hilft diese Visualisierung allgemein, wenn sehr komplexe Abläufe in den Anlagen stattfinden. Diese ineinandergreifenden Prozesse lassen sich am Bildschirm und mit den sich bewegenden Komponenten sehr viel besser nachvollziehen.
