FAQ – Häufig gestellte Fragen zur Virtuellen Inbetriebnahme mit fe.screen-sim

Der Digitale Zwilling bildet eine Anlage möglichst vollständig virtuell ab, während die Virtuelle Inbetriebnahme (VIBN) den Steuerungscode an diesem Abbild testet.

Der Digitale Zwilling (Digital Twin) bündelt die mechanischen, elektrischen und logischen Daten einer Maschine oder Anlage in einem Modell. Die Virtuelle Inbetriebnahme (VIBN) ergibt sich aus diesem Modell: Mit fe.screen-sim wird der Digital Twin als Simulationsumgebung genutzt, um SPS-Programme oder Roboterabläufe vor dem realen Anlagenaufbau zu testen. Darüber hinaus lassen sich am digitalen Abbild auch andere Aufgaben durchführen, etwa Materialflussanalysen.

Weitere Informationen zum Digitalen Zwilling

Bei der VIBN mit fe.screen-sim lassen sich Kollisionen, Durchsätze und der gesamte SPS-Code prüfen, um Fehler vor dem realen Anlagenaufbau zu beheben.

In der Praxis heißt das Shift-Left-Testing: Tests, die auf der Baustelle „Zeit und Nerven“ kosten, laufen gegen den Digitalen Zwilling und nicht gegen die reale Anlage. Das minimiert Risiken und senkt potenzielle Kosten für Material und Fachpersonal, die sonst erst bei der realen Inbetriebnahme entstehen würden. Nicht vorhersehbar sind Fehler der mechanischen Ausführung: Ein falsch montierter Sensor zeigt sich erst an der realen Anlage.

Weitere Informationen zur Virtuellen Inbetriebnahme

Die Simulationssoftware fe.screen-sim verlagert die Fehlererkennung in eine frühere, günstigere Projektphase, verbessert die Softwarequalität und verkürzt die Zeit bis zum realen Produktionsstart.

Ein weiterer Grund gewinnt zunehmend an Bedeutung: KI-generierte Software lässt sich mit der VIBN zuverlässig testen, bevor sie auf der realen Steuerung läuft. Alle Vorteile der Virtuellen Inbetriebnahme im Detail finden Sie in unserer Broschüre „46 gute Gründe“.

Ein Digitaler Zwilling kann eine Anlage im Idealfall ein Leben lang begleiten und sollte daher so früh wie möglich im Entwicklungsprozess eingesetzt werden.

Je früher der Digitale Zwilling vorliegt, desto mehr Projektphasen profitieren davon: Von der Angebotsphase über Konstruktion und Entwicklung bis hin zu Montage und Inbetriebnahme. Mit fe.screen-sim lässt sich dasselbe Modell durchgängig weiterverwenden, statt für jede Phase neu aufzubauen. Auch für die Schulung von Anlagenpersonal lässt sich der Digitale Zwilling einsetzen, etwa um Abläufe zu trainieren, bevor die reale Anlage steht.

Ihr erstes Projekt beginnt mit einer persönlichen Software-Schulung. Anschließend folgt die Modellierung des ersten Digitalen Zwillings, die Kopplung mit der Steuerung und der Software-Test.

Wählen Sie für den Einstieg ein typisches Projekt aus Ihrem Portfolio, das sich als Vorlage für spätere Projekte eignet. Die Einstiegs-Schulung übernimmt unser fe.screen-sim-Expertenteam und vermittelt Ihnen die nötigen Softwarekenntnisse. Die Modellierung erfolgt anhand von CAD-Daten Ihrer Anlage. Im Idealfall beziehen Sie von Anfang an Mitarbeitende aus allen betroffenen Fachbereichen ein, etwa aus Konstruktion, Steuerungstechnik und Inbetriebnahme. Achten Sie schon im ersten Projekt darauf, welche Schritte sich standardisieren und in späteren Projekten wiederverwenden lassen, mit dem Ziel einer möglichst automatischen Modellgenerierung.

Sie wollen mehr erfahren? Dann besuchen Sie gerne unser 90-minütiges Webinar!

Virtuelle Inbetriebnahme in der Praxis: Live-Modellierung mit fe.screen-sim

MiL, SiL und HiL sind drei Teststufen der Simulation, die die Steuerungslogik schrittweise mit dem Digitalen Zwilling von fe.screen-sim koppeln – von der virtuellen Softwareumgebung bis zur physischen SPS-Hardware.
 

Model-in-the-Loop (MiL): Das Simulationsmodell und die Ablauflogik werden rein virtuell innerhalb der Softwareumgebung ohne externe Steuerung und oft in einer frühen Projektphase getestet – z. B. mit dem integrierten MIL-Designer von fe.screen-sim.

Software-in-the-Loop (SiL): Der reale Steuerungscode wird auf einer emulierten oder virtuellen Steuerung – z. B. Siemens PLCSIM Advanced, CODESYS Simulation Interface – direkt mit dem 3D-Simulationsmodell in fe.screen-sim gekoppelt. So lässt sich die komplette SPS-Logik bereits ohne reale Hardware validieren.
 

Hardware-in-the-Loop (HiL): Die physische Steuerung (reale SPS, Schaltschrank) wird über Feldbus-Schnittstellen (PROFINET, EtherCAT) oder Ankopplungsboxen – wie die fe.screen-sim emulation.box – mit der Simulationssoftware verbunden.

Ein Digitaler Zwilling unterstützt das durchgängige Digital Engineering als zentrale Datenbasis („Single Source of Truth“), auf die alle Disziplinen zugreifen. Als Baustein der Industrie 4.0 vernetzt er sie nahtlos, von der Mechanik und Elektrik bis zur Softwareentwicklung. Dadurch profitieren Unternehmen über den gesamten Lebenszyklus der Anlage:

• Risikominimierung: Durch frühzeitige Validierung werden Designprobleme vor dem Bau physischer Komponenten identifiziert.
• Datenkonsistenz: Alle Gewerke arbeiten am selben Stand des Modells, was Schnittstellenfehler minimiert.
• Wettbewerbsvorteil: Unternehmen, die Digitale Zwillinge konsequent im Digital Engineering einsetzen, können sich im Wettbewerb um Kundenaufträge besser positionieren.

Weitere Software-Benefits finden Sie hier

Da sich Modelle und Bausteine projektübergreifend verwenden lassen, sinkt der Aufwand für die 3D-Modellierung. Das macht fe.screen-sim auch für kleinere und mittelgroße Projekte wirtschaftlich.

Je häufiger mit der virtuellen Inbetriebnahme gearbeitet wird, desto effizienter wird demnach die Umsetzung der Projekte mit fe.screen-sim. Durch Vorab-Tests am Digitalen Zwilling lassen sich auch bei kleineren Projekten Projektrisiken und potenzielle Fehler frühzeitig erkennen und beheben.

fe.screen-sim basiert auf einer modularen CORE-CLIENT-Architektur, die sich flexibel erweitern und einfach in bestehende Engineering-Workflows integrieren lässt. Das System kombiniert technische Performance mit einem bedarfsgerechten Skalierungsmodell:

• CORE (Zentrale Projektinstanz): Bildet das Herzstück der Simulation. Der CORE berechnet Physik und Prozessabläufe der Simulation. Hier werden die Schnittstellen zu Steuerungen, Robotern und Subsystemen zentral gebündelt und je nach Umfang flexibel erweitert.
• CLIENT (Bedieninterface): Entwickler verbinden sich über CLIENT-Lizenzen flexibel mit der CORE-Instanz. Sie greifen in einer interaktiven 3D-Umgebung direkt auf das dort ausgeführte Modell zu. An den CLIENTS lassen sich Funktionen individuell und je nach Bedarf erweitern.

Erfahren Sie mehr zur Software-Architektur 

fe.screen-sim ermöglicht es beliebig vielen Benutzern, gleichzeitig im selben Simulationsprojekt zu arbeiten und parallel Modifikationen oder Tests am Digitalen Zwilling durchzuführen.

Diese Funktion ist vergleichbar mit einem Online-Spiel und wird als Multi-User-Fähigkeit bezeichnet. Farbliche Markierungen in der Simulation zeigen dabei, wo andere Entwickler gerade Veränderungen vornehmen.

Durch die CORE-CLIENT-Architektur ermöglicht fe.screen-sim Concurrent-Engineering ohne Umschalten zwischen Simulieren und Bearbeiten. Das verhindert Wartezeiten durch zeitraubende Reload-Zyklen und verkürzt die Entwicklungszeit.

Das simultane Arbeiten funktioniert im Detail wie folgt:

• Zentrales Live-Modell: Ein zentraler fe.screen-sim CORE führt die Simulation kontinuierlich aus.
• Gleichzeitiger Zugriff: SPS-Programmierer, Roboterprogrammierer und Mechanik-Konstrukteure schalten sich über ihre eigenen CLIENTS auf dasselbe Modell auf.
• Änderungen: Passt ein Entwickler Geometrien, Signalverläufe oder Logiken an, fließen diese Anpassungen sofort in die laufende Simulation ein.

Über die MCP-Schnittstelle von fe.screen-sim lassen sich beliebige KI-Modelle an die Simulationsumgebung anbinden. Dadurch können LLMs Prompt-basierte Aufgaben parallel zu den Entwicklern ausführen.

Möglich macht das die Multi-User-Fähigkeit von fe.screen-sim: Jeder Client, ob menschlicher Nutzer oder ein KI-System wie ChatGPT, Claude, Cursor oder n8n, meldet sich gleichberechtigt am CORE an. So können Entwickler und KI ergänzend am digitalen Abbild arbeiten.

Die MCP-Schnittstelle verbindet fe.screen-sim direkt mit KI-Systemen für automatisierte Workflows. So lassen sich Simulationsmodelle automatisiert erzeugen, Steuerungscodes analysieren und Testabläufe KI-gestützt optimieren.

Ihre Vorteile durch das Model Context Protocol (MCP):

• Automatisierte Modellgenerierung: Erstellung von Verhaltensmodellen und Kinematiken direkt aus technischen Anforderungsspezifikationen.
• Ablauf- und Code-Analyse: KI-gestützte Auswertung von Signalverläufen, Taktzeiten und Engpässen im Simulationsmodell.
• Intelligente Fehlerdiagnose: Ursachenanalyse bei Abweichungen zwischen Soll-Ablauf und tatsächlichem SPS-Verhalten.

Über die integrierte VR-Schnittstelle überträgt fe.screen-sim den Digitalen Zwilling in eine virtuelle Umgebung, in der Anwender das Modell begehen, damit interagieren und Änderungen betrachten können.

Das ermöglicht Konstrukteuren und Inbetriebnehmern die frühzeitige Absicherung von Ergonomie, Wartungswegen und Störkonturen sowie schnellere Abstimmungen mit dem Kunden. Auch Bediener und Instandhaltungspersonal lassen sich mittels Virtual Reality am digitalen Abbild schulen, risikofrei und lange bevor die reale Anlage steht.

Weitere Informationen

Als Basis für die virtuelle Inbetriebnahme werden in der Regel die CAD-Daten des geplanten Projekts verwendet, da sie die Grundlage für ein realitätsnahes digitales Abbild bilden.

In frühen Projektphasen – beispielsweise während der Projektierung – kann auch ohne Konstruktionsdaten an den ersten Versuchsmodellen gearbeitet werden. Je weiter ein Projekt voranschreitet, desto mehr empfiehlt sich die Arbeit mit den originalen CAD-Daten, um die Anlage möglichst realitätsnah abzubilden.

fe.screen-simunterstützt den Import von über 30 CAD-Formaten für die 3D-Simulation von Anlagen und Maschinen, darunter native Formate führender CAD-Systeme sowie neutrale Austauschformate.

Nach dem Einlesen lassen sich die Geometrien direkt mit Kinematiken, Bewegungsachsen, Materialflüssen, virtueller Sensorik und Aktorik sowie physikalischen Eigenschaften (Masse, Reibung, Beschleunigung) anreichern.

fe.screen-sim ist auf maximale Skalierbarkeit ausgelegt und ermöglicht dadurch die Simulation komplexer Anlagen mit mehreren Steuerungen.Große Projekte lassen sich zudem flexibel auf mehrere Cores verteilen.

Je größer und komplexer die Anlage oder Maschine, desto wichtiger wird die virtuelle Inbetriebnahme, um Fehler und Risiken frühzeitig zu erkennen. Bei sehr großen Modellen bietet es sich zudem an, das Projekt auf mehrere Rechensysteme (Cores) zu verteilen, um dadurch weiterhin eine stabile Performance zu sichern.

fe.screen-sim verfügt über mehr als 30 offene Schnittstellen zu allen marktüblichen SPS-Steuerungen, Industrierobotern und Datenbanken:

• SPS-Steuerungen: Unterstützung aller führenden Hersteller – wie Siemens, Rockwell, B&R, Beckhoff, Bosch, CODESYS Simulation Interface, Fanuc, Mitsubishi und Omron.
• Robotik-Systeme: Anbindung aller gängigen Industrie- und Cobot-Marken – u. a. ABB, Denso, Epson, ESTUN, Fanuc, isel, Kawasaki, KUKA, Mitsubishi, NACHI, RoboDK, Stäubli, Universal Robots und Yaskawa (weitere auf Anfrage).
• Internet of Things (IoT) & universelle Schnittstellen: Anbindung an moderne Industrial-IoT-Architekturen und Datensysteme über bewährte Standards – z. B. OPC UA, MQTT, Modbus, SQL sowie das Process Simulate-Software-Plugin (weitere auf Anfrage).

Eine Übersicht zu den aktuellen Schnittstellen finden Sie hier

Über die emulation.box lassen sich reale Steuerungen mit der Simulation koppeln. Dabei werden auch Safety-Signale der angeschlossenen Busteilnehmerin fe.screen-sim abgebildet.

Für die meisten Projekte genügt die Software-Emulation der Steuerung. In besonderen Fällen ist der Test gegen eine Hardware-SPS trotzdem sinnvoll, etwa wenn Safety-Signale realer Busteilnehmer einbezogen werden sollen. Zusätzlich lässt sich in fe.screen-sim ein Mischbetrieb aus realen und virtuellen Geräten realisieren und je nach Testszenario flexibel kombinieren.

Erfahren Sie mehr über die emulation.box

fe.screen-sim ist für alle gängigen Windows-PCs im Engineering-Umfeld konzipiert. Dank eines von F.EE eigens entwickelten Renderings werden selbst komplexe 3D-CAD-Modelle ressourceneffizient dargestellt. Die Synchronisation mit der Steuerung bleibt dabei unbeeinträchtigt.

Eine Übersicht zu den idealen Systemvoraussetzungen für „fe.screen-sim“ kann aus dem Datenblatt entnommen werden.

F.EE begleitet Ihre Projektumsetzung auf drei Wegen: gemeinsame Umsetzung erster Projekte, allgemeiner Support durch unser fe.screen-sim-Team sowie ein Support-Bereich direkt in der Software.

Aus praktischer Erfahrung wissen wir, dass während der Inbetriebnahme ein verlässlicher Support entscheidend ist. Daher unterstützt Sie unser erfahrenes Entwickler-Team gerne bei der Realisierung Ihrer ersten Anwendungsfälle. Anschließend ist unser Support-Team per E-Mail über fescreen-sim@fee.de und bei dringlichen Anliegen über die Nummer +49 (0) 9672 506-46555 für Sie erreichbar. Ein eigener Bereich in der Software ermöglicht zusätzlich eine unkomplizierte Kontaktaufnahme zu unserem fe.screen-sim-Team und eine schnelle Beantwortung Ihrer Fragen.

Erleben Sie fe.screen-sim in einer individuellen Live-Demo

Die Virtuelle-Inbetriebnahme-Software fe.screen-sim ist branchenunabhängig einsetzbar. Sie wird primär im Maschinen- und Anlagenbau, der Automatisierungstechnik, der Robotik sowie in der Logistik und Fördertechnik verwendet. Die Software dient der zielsicheren Absicherung technischer Abläufe vor und während der physischen Realisierung.

Typische technische Einsatzszenarien sind:

• Virtuelle Inbetriebnahme (VIBN): Testen des realen Steuerungscodes am digitalen Zwillingsmodell zur frühzeitigen Fehlerbehebung und zur exakten Abstimmung des Zusammenspiels von Sensorik und Aktorik.
• Prozess- und Taktzeitoptimierung: Validierung von Bewegungsabläufen, Materialflüssen und Zykluszeiten unter realitätsnahen Bedingungen.
• Kollisions- und Erreichbarkeitsprüfungen: Frühzeitiges Erkennen von Störkanten- und Bauraumkonflikten.
• Funktions- und Logiktests: Gefahrloses Überprüfen von Fehlerroutinen, Not-Aus-Szenarien und Grenzzuständen.
• HMI-Bedienkonzept-Prüfungen: Erprobung der Mensch-Maschine-Schnittstellen und Steuerungskonzepte direkt am virtuellen Modell.

Erfahren Sie mehr über die Anwendungsbereiche der Software

Mit fe.screen-sim schulen Sie Inbetriebnahme-, Bedien- und Wartungspersonal direkt am Digitalen Zwilling, idealerweise in einer Virtual-Reality-Umgebung und ohne Risiken für Bauteile, Verbrauchsmaterial und Beschäftigte.

Insbesondere bei großen Anlagen fällt der Zeitaufwand weg, den Schulungen an der realen Anlage erzeugen: Auf der Baustelle legen Ihre Mitarbeiter häufig weite Wege zurück, teilweise über mehrere Ebenen. In der virtuellen Umgebung wechseln sie ohne Weg zwischen den Stationen. Das schafft zusätzliche Flexibilität: Sie schulen unabhängig vom Baufortschritt, also auch dann, wenn die Anlage noch nicht zugänglich ist.

fe.screen-sim macht den Digital Twin als zentrale Basis für das gesamte Digital Engineering branchenübergreifend nutzbar. Die Software kann daher im Vertrieb, der Projektplanung, der Softwareentwicklung und VIBN, der realen Inbetriebnahme sowie bei Ausbildung und Schulung zum Einsatz kommen.

• Vertrieb: 3D-Visualisierung für transparente Kundenkommunikation, Risikoabsicherung und beschleunigte Entscheidungswege.
• Projektplanung: Frühzeitige Taktzeit- und Konzeptvalidierung zur Vermeidung von Projektrisiken und teuren Korrekturschleifen.
• Softwareentwicklung & VIBN: Reproduzierbare Steuerungstests am digitalen Zwilling zur gezielten Fehleranalyse und -behebung vor dem Ramp-Up.
• Reale Inbetriebnahme: Effizienter Go-Live vor Ort durch reduzierten Personaleinsatz, geringere Reisekosten und minimierte Nacharbeit.
• Ausbildung & Schulung: Hardwareunabhängige Personalqualifizierung ohne Risiko für Mensch, Maschine und laufenden Betrieb.

Mit einer VR-Brille lassen sich Größen und Abstände im Maßstab 1:1 direkt in der Simulationsumgebung beurteilen. Geeignete Brillen können ohne großen Aufwand mit fe.screen-sim verbunden werden.

Am Bildschirm bleiben solche Einschätzungen eine Frage der Perspektive. Virtual Reality eröffnet hingegen neue Darstellungsmöglichkeiten: Sie bewegen sich in der Anlage und erkennen dabei Kollisionen oder ungünstige Bedienpositionen. Änderungen können Sie direkt aus der VR-Umgebung heraus vornehmen.

Die 3D-Simulationssoftware fe.screen-sim verlagert die Fehlersuche von der Baustelle in die digitale Entwicklungsphase. Das reduziert Projektrisiken, senkt die Inbetriebnahmekosten und verkürzt die Gesamtdurchlaufzeit.

• Hardware-Schutz & Sicherheit: Potenzielle Fehler im Steuerungscode werden schon in der Entwicklungsphase erkannt und direkt am 3D-Modell behoben.
• Zeitersparnis durch Parallelarbeit: Die Softwareentwicklung läuft zeitgleich zum Mechanik-Bau – ohne auf die Fertigstellung der physischen Hardware zu warten.
• Reduzierte Baustellenkosten: Da der Steuerungscode vorab validiert wird, verkürzen sich die Inbetriebnahmezeiten und damit die Kosten für Personal und Ressourcen.
• Schonung von Budget und Personal: Verkürzte Einsatzzeiten vor Ort sparen teure Reise- und Nacharbeitskosten. Gleichzeitig entlastet das Ihre Experten, weil lange Baustelleneinsätze verkürzt werden.
• Terminsicherheit: Unvorhergesehene Fehler vor dem Go-Live werden frühzeitig beseitigt, was den Übergabetermin absichert.
• Gefahrlose Personalschulung: Mitarbeiter trainieren vorab am digitalen Zwilling. Das beschleunigt den Produktionsanlauf ohne Risiko für Mensch und Maschine.

Alle weiteren Informationen auf unserer fe.screen-sim Startseite