Digitalisierung für eine branchenübergreifende Vernetzung

TwinMaP hat das Ziel eine effiziente Komplettbearbeitung von Bauteilen variabler Losgrößen auf den Anlagen eines heterogenen Maschineparks sowie in der Montage eine effiziente, 3D-basierte Mitarbeiterassistenz zu ermöglichen. Hierzu werden digitale Zwillinge entwickelt, die mit der realen Anlage bzw. Station und mit einer Integrationsplattform vernetzt sind.

Digitale
Maschinen

Effiziente Abbildung des Verhaltens neuer und Bestandsmaschinen als digitale Zwillinge (z.B. VIBNSimulationsmodelle) mit Live-Kopplung von realen und virtuellen Maschinen.

Digitaler
Maschinenpark

Standardisierte Datenaufbereitung zur einfachen Abbildung eines heterogenen Maschinenparks in einem Digitalen Zwilling.

Digitaler Wertstrom- u. Lieferkettenzwilling

Digitale Wertstromzwillinge vom europäischen Liefernetzwerk bis zur Teilefertigung.

Intelligente digitale Zwillinge von Werkzeugen, Geräten und Werkern

Auswahl relevanter Werkzeuge und Betriebseinrichtungen der manuellen Montage und Erstellung von intelligenten Modellen inkl. Kinematik, Semantik, Verbindung zwischen digitaler u. realer Welt, …

Intelligente Generierung von intuitiven Arbeitsanweisungen

Visualisierungstool zur Anzeige von produkt- und prozessbasierten Anweisungen für Produktionsmitarbeiter inkl. der Option von Echtzeit-Anpassungen.

Kontextbasiertes Unterstützungssystem für Monteure

Identifizierung relevanter Sensortypen zur Erfassung der realen Situation (Teile, Mitarbeiter, Werkzeuge und Fabrikeinrichtung) von Handarbeitsplätzen.

TwinMaP Projektdarstellung

Motivation und Problemstellung

Durch individuelle Kundenwünsche stellt die Fertigung von Bussen besondere Anforderungen an die Produktion: Bauteile müssen sowohl in hohen Stück-zahlen als auch in kleinen Mengen bis hin zur Losgröße 1 gefertigt werden. Ermöglicht wird dies durch einen heterogenen und flexiblen Maschinenpark, der die Fertigung in hoher Stückzahl als auch die Fertigung einzelner Bauteile ermöglicht. Der Maschinenpark umfasst unterschiedlichste Fertigungs-verfahren vom hochmodernen 3D-Druck bis hin zur spanenden Bearbeitung auf eine Vielzahl von Maschinen verschiedener Hersteller. Diese Teile werden in der Endmontage unserer Busse verbaut, so dass optimal auf Kundenwünsche reagiert werden kann. Eine weiterte Digitalisierung und Vernetzung kann und soll daher nur auf Basis von Standards erfolgen.

Durchführung

Das Konsortium greift die Lösungen der Asset Administraion Shell auf, um verschiedene Maschinen des Maschinenparks, Montagewerkzeuge und den Werker zu erfassen und diese mit einer Integrationsplattform zu vernetzen. Auf Basis der abgebildeten Use Cases wird dies sukzessive verprobt und nutzerorientiert weiterentwickelt.

Projektziel

Ziel von TwinMaP ist es, eine neuartige Anbindung zwischen einer Integrationsplattform, den realen Maschinen/Stationen und den Digitalen Zwillingen zu schaffen, um komplette Prozessketten zu optimieren. Hierzu werden im Projekt Konnektoren entwickelt, welche ein Zusammenspiel von Digitalen Zwillingen mit realen Objekten/Maschinen ermöglichen. Alle im Projekt verwendeten Digitalen Zwillinge werden dann in der Integrationsplattform zusammengeführt. Das wiederum ermöglicht Optimierungen mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz, zum Beispiel im Hinblick auf die Auslastung der Produktion.

Verbundpartner

Daimler Buses GmbH

Business: Fahrzeugindustrie
Mitarbeiteranzahl: ~18.000
Kompetenzen / Produkte:
Produktionsplanung u. Produktion von Reise- & Stadtbusen
Digitalisierung von Produktionsplanung und Produktion

Rolle in TwinMaP:
Projektkoordination
Definition der Anforderungen und Bereitstellung der Anwendungsbeispiele
Begleitung und Umsetzung der Entwicklungen

Partner-spezifische Ziele:
Modernisierung der Teilefertigung
Vertikal und horizontal gekoppeltes Simulationsmodell

EvoBus

EvoBus

IPI – Institut für Produktion und Informatik Technologietransferzentrum (TTZ) Sonthofen im Allgäu

Business: Anwendungsorientierte Forschung
Mitarbeiteranzahl: ~25
Kompetenzen / Produkte:
Digitaler Zwilling & Virtuelle Inbetriebnahme Produkt & Produktion
IT-Architekturen & Digitale Prozessketten
Data Science / Maschinelles Lernen für Produkt & Produktion
Sensorik & Condition Monitoring

Rolle in TwinMaP:
Projektkoordination
Analyse der Anforderungen Bereich 3D-Integrationsplattform
Interaktion zwischen Digitalen Zwillingen (VWS)
Begleitung und Umsetzung der Erstellung Digitaler Zwillinge
Begleitung und Umsetzung KI-basierter Optimierungen
Know-How im Bereich Digitaler Zwilling verketteter Anlagen / Industrial Metaverse / Digitale Fabrik

Partner-spezifische Ziele:
Entwicklung Prototyp 3D Integrationsplattform inklusive Kommunikationsperipherie
Entwicklung einer neuartigen Methode zur Erstellung eines Digitalen Zwillings einer Altanlage („Brownfield-Simulation“)
KI-basierte Optimierungen (Abhängig von Use-Case)
Wissenschaftliche Veröffentlichungen/ Promotion

Förderung

Die Bundesregierung hat zur Bewältigung des Strukturwandels in der Fahrzeugbranche im Konjunkturpaket einen milliardenschweren Betrag vorgesehen, um eine nachhaltige, schnelle und technologieoffene Transformation der Branche in Gang zu setzen.