Im Rahmen des Projektes sollen Automatisierungslösungen für die verschiedenen Teilprobleme bei der Herstellung und Montage von Stacks und Elektrolyseuren entwickelt werden. Um eine effiziente und flexible Anwendbarkeit zu ermöglichen und die einfache Skalierbarkeit zu garantieren, soll ein modulares Automatisierungssystem entwickelt werden. Für die schnellere Skalierung der automatisierten Produktion von Elektrolyseuren und Stacks soll der manuelle Aufwand für das Engineering der Produktionsanlagen reduziert werden. Dafür werden im Projekt der digitale Produktzwilling (DPZ) und der digitale Anlagenzwilling (DAZ) aufgebaut. Gleichzeitig dienen der DPZ und DAZ im Betrieb zur Optimierung und Qualitätssicherung. Für die automatische Erstellung einer Produktionsanlage aus den zuvor erstellten Produktionsmodulen sollen über einen Assistenten die konkreten Spezifikationen des zu produzierenden Elektrolyseurs oder Stacks aufgenommen werden. Aus diesen Spezifikationen wird ein digitaler Produktzwilling abgeleitet. Über das Modularisierungskonzept wird aus dem Produktzwilling ein digitaler Anlagenzwilling inkl. aller notwendigen Steuerungsprogramme abgeleitet und automatisiert zu einer virtuellen Inbetriebnahme überführt. Nach der entsprechenden Inbetriebnahme wird der digitale Anlagenzwilling parallel betrieben, um Optimierungen oder Anpassungen der Produktionsanlage im Betrieb durchzuführen. Der digitale Produktzwilling wird für jedes reale Produkt instanziiert und mit Daten aus dem digitalen Anlagenzwilling und der realen Anlage erweitert, um u.a. eine Qualitätssicherung zu ermöglichen und nachzuweisen. Die digitalen Zwillinge werden in Kooperation mit anderen QT, TP und NG so ausgelegt, dass sie über den gesamten Lebenszyklus (Planung, Produktion, Betrieb, Recycling) genutzt werden können.
Teilvorhaben: Modulbasierte Layout-Planung von automatisierten Produktionsanlagen für die Fertigung von Wasserelektrolyseuren
In diesem Vorhaben wird ein modularer Ansatz für die Layout-Planung von automatisierten Produktionsanlagen basierend auf Produktions- und Transportmodulen verfolgt, mit dem der Planungsprozess für konkrete Anforderungsspektren durch die regelbasierte Kombination geeigneter Module weitgehend automatisiert und wesentlich beschleunigt werden soll. Hierzu werden ein Konzept für die modulbasierte Layoutplanung sowie erforderliche Transportmodule für ein breites Bauteilspektrum entwickelt, wodurch Produktionsmodule für einzelne Fertigungsschritte erst flexibel kombinierbar werden. Darüber hinaus werden bereits im Rahmen der Layout-Planung modulübergreifende Fehlereinflüsse berücksichtigt. Hierfür wird ein Konzept für die Fehlerermittlung sowie -behandlung über verschiedene Produktions- und Transportmodule hinweg entwickelt, mit dem eine hohe Planungsgüte erreicht werden soll. Das wesentliche Ziel dieses Vorhabens besteht damit in der Konzeption eines Layout-Planungsprozesses unter Berücksichtigung aller relevanten Fertigungs-, Transport- sowie Prüfvorgänge.
Kooperationspartner
- Ruhr-Universität Bochum
- Karlsruher Institut für Technologie
- J. Schmalz GmbH
- EKS InTec GmbH
- ABB Autmation GmbH
- FFT Produktionssysteme GmbH & Co. KG
- Automation w+R GmbH
- Boll Automation GmbH
- Autoproc GmbH & Co.KG
- ISRA VISION AG
- ESSERT GmbH
- inpro Innovationsgesellschaft für fortgeschrittene Produktionssysteme in der Fahrzeugindustrie mbH
- lets dev GmbH & Co.KG
- IBG Automation GmbH
