Simulatie in plaats van trial-and-error

M10 Solar Equipment, met hoofdkantoor in Freiburg, Duitsland, wil niets minder doen dan fotovoltaïsche productie terug naar de Europese kusten brengen. Voor deze visie en om ervoor te zorgen dat projecten snel en kosteneffectief van de grond komen, rekent het bedrijf op zijn eigen baanbrekende innovatie, gekoppeld aan simulatiesoftware van Siemens.

De baanbrekende innovatie van het bedrijf is de shingle cell matrixtechnologie, die gezamenlijk werd ontwikkeld door M10 Industries en Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE. Die ontwikkeling werd eind 2021 snel gevolgd door de oprichting van M10 Solar Equipment GmbH, een joint venture tussen M10 Industries en leverancier van automatiseringsapparatuur Zahoransky. Het doel: begin met de productie van Surface, een machine die de bedrijven hebben uitgevonden en die fotovoltaïsche energie kan produceren met behulp van shingle cell matrixtechnologie.

Simulatie vervangt vallen en opstaan

Tijdens de ontwikkelingsfase van de machine vroeg het team van M10 Solar Equipment zich af of de machine volgens het ontwerp daadwerkelijk 12.000 celstrips per uur zou kunnen verwerken in echte werking.

Philipp Zahn en Marco Saladin, directeuren van de nieuwe M10 Solar Equipment GmbH, waren vooral geïnteresseerd in antwoorden — die uiteindelijk werden geleverd met Tecnomatix Plant Simulation software. De software simuleert complexe productiesystemen en -processen in eenvoudig te begrijpen computermodellen en kan worden gebruikt voor het simuleren, visualiseren, analyseren en optimaliseren van productie- en logistieke processen.

Het beste van alles was dat mede-oprichter Zahoransky al jaren met simulatiesoftware van Siemens werkte. „We hadden ongeveer tien jaar geleden al begonnen met simulaties”, herinnert Marco Saladin zich, die eerder voor Zahoransky werkte. In plaats van jaren te verspillen aan tabelberekeningen of trial-and-error-loops, vertrouwden ze al vroeg op simulatieprogramma's voor de machineconcepten. Hij en Philipp Zahn zijn van mening dat ze dankzij de simulaties in de hele loop van het project een tijdwinst van ongeveer 30 procent hebben behaald.

Sneller beslissingen nemen

„We waren in staat om in een vroeg stadium in de ontwikkelingsfase van Surface snelle en betrouwbare beslissingen te nemen en verschillende scenario's te evalueren. Simulatie heeft ons geholpen bij het ontwerpen van de lay-out, de besturingslogica en de dimensionering van de bronnen”, zegt Marco Saladin. „Met Tecnomatix Plant Simulation konden we snel het beste ontwerp voor ons interconnectiesysteem vinden en ook een maximale doorvoer bereiken”, voegt Philipp Zahn toe. Dit verkortte zowel de beginfase van de productie als maakte een einde aan tijdrovende en kostbare corrigerende maatregelen later in het productieproces.

Op weg naar gigafactories

Met Surface wil de M10 een sleutelrol spelen om grootschalige productie van zonnecellen terug naar Europa te brengen. „Als we een substantiële bijdrage willen leveren aan de energietransitie in Europa, moeten we de fotovoltaïsche productie hier thuis nieuw leven inblazen. Onze onderzoeksexpertise, productinnovaties en historisch sterke machinebouw kunnen een enorme hulp zijn”, zegt Marco Saladin.

Dit betekent gigafactories. „Voor deze schaal zijn simulaties onmisbaar. Ze worden het belangrijkste instrument om een snelle start mogelijk te maken tegen realistische kosten”, voegt Marco Saladin toe.

Ook hier is Tecnomatix Plant Simulation de software bij uitstek. Het wordt vaak gebruikt in complete lijnconcepten om de doorvoer te optimaliseren, knelpunten te elimineren en de voorraad te minimaliseren. Om de effecten van verschillende productieversies te analyseren, houden de simulatiemodellen rekening met interne en externe toeleveringsketens, productiemiddelen en bedrijfsprocessen. Tegelijkertijd kan M10 verschillende lijnbesturingsstrategieën evalueren en de hoofd- en hulplijnen synchroniseren. Bovendien kan Tecnomatix Plant Simulation M10 helpen bij het definiëren van complexe materiaalstroomregels en het monitoren van het effect ervan op de prestaties van de lijn.