Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPTForschungsprojekt »DZ.NRW«
Unternehmen, Forschungs- und Bildungseinrichtungen einen einfachen und interaktiven Zugang zur Technologie des Digitalen Zwillings anzubieten – das ist das Ziel des Kompetenzzentrums Digitaler Zwilling.NRW. Erreicht werden soll es durch neu gestaltete CAx-Arbeitsplätze mit nahtloser Auftragsübertragung an CNC-Maschinen, Trainingsanlagen mit echten CNC-Steuerungen, Datenerfassungstools und Cloudsystemen für Prozesssimulationen und -überwachung.
Mit dem Kompetenzzentrum »DigitalerZwilling.NRW« baut das Fraunhofer IPT gemeinsam mit vier Forschungspartnern sowie neun assoziierten Partnern aus Industrie, Wirtschaft und Bildungseinrichtungen eine hochmoderne Infrastruktur: Diese umfasst eine Vielzahl an IIoT-Technologien, sowohl innerhalb der realen Fertigungs- und Forschungsumgebungen von Fraunhofer IPT und dem MTI der RWTH Aachen als auch in einem gemeinsam vernetzten virtuellen Datenraum von Cloud-Systemen, vernetzter Software und entsprechenden Plattformen.
Den Digitalen Zwilling (be)greifbar machen
Interaktive Lernstationen, an denen die Nutzenden mit Digitalen Zwillingen von realen Bauteilen und Fertigungsprozessen in Kontakt treten können, sowie anwendungsbezogene Szenarien und Simulationen ermöglichen es den Lernenden, mehr über die Produktion und die Technologien hinter dem Digitalen Zwilling zu lernen.
Produktionsbetriebe und Forschungseinrichtungen, Schulen und Weiterbildungsanbieter können zukünftig durch den erleichterten Zugang zu dieser zentralen Technologie profitieren und auf die Kompetenzen des Kompetenzzentrums zurückgreifen.
Gemeinsam mit dem MTI der RWTH Aachen sowie den Projektpartnern gemineers GmbH und Module Works sowie der Nachwuchsstiftung Maschinenbau gGmbH werden ersten Schritt die erforderlichen Anlagen, Systeme und Tools eingerichtet. Dazu zählen beispielsweise
- CAx-Arbeitsplätze mit Anbindung an physikalische Prozesssimulationen wie das Digitalisierungs-Framework »dPart« des Fraunhofer IPT sowie nahtloser Auftragsübertragung an CNC-Maschinen,
- Trainingsanlagen mit echten CNC-Steuerungen mit Unterstützung durch den »VisualTwin« des Projektpartners ModuleWorks sowie Kollisionsüberwachungssystemen (CAS),
- Systeme für das Werkzeugdatenmangement sowie
- hochfrequente Datenerfassungslösungen für die Überwachung der Fertigungsprozesse.
Zur Verarbeitung dieser hochkomplexen technischen Daten dienen Cloudsysteme und modulare Containeranwendungen, die den Anwenderinnen und Anwendern eine ganzheitliche Betrachtung der Digitalen Zwillinge ermöglichen.
Aufbau einer real und virtuell begehbaren »Digital Twin Factory«
Im Mittelpunkt steht der Aufbau einer real und virtuell begehbaren »Digital Twin Factory« in der reale Prozessdaten aus Fertigungsanlagen erfasst, analysiert und für digitale Anwendungen wie Simulationen oder Assistenzsysteme verwendet werden. Diese Umgebung wird durch die digitale Lernplattform ergänzt, die orts- und zeitunabhängige Zugänge zu Schulungsinhalten und virtuellen Anlagen ermöglicht.
Das Projekt setzt dabei auf ein anwendungsorientiertes Konzept: Es verknüpft die reale Maschineninfrastruktur mit digitalen Modellen, Datenplattformen und virtuellen Schulungsumgebungen. Damit schafft es eine Umgebung, in der die industriellen Prozesse in Echtzeit abgebildet, nachvollzogen und weiterentwickelt werden können. Die Kombination aus Demonstration, Forschung und Weiterbildung soll gerade kleinen und mittleren Betrieben, aber auch Bildungseinrichtungen den Zugang zu Digitalen Zwillingen erleichtern.
Inkubator-Konzept für das Datenmanagement in Industrie und Forschung
Ein zentrales Element des Projekts ist die Einrichtung zweier spezialisierter, sogenannter Inkubatoren: Am Fraunhofer IPT entsteht der Industriedatenmanagement-Inkubator, der sich mit der Integration realer Fertigungsprozesse, der Sensorik, Datenerfassung und der digitalen Prozessabbildung beschäftigt. Am Manufacturing Technology Institute – MTI der RWTH Aachen wird ein Forschungsdatenmanagement-Inkubator aufgebaut, der sich auf die strukturierte Aufbereitung und Bereitstellung von Forschungsdaten konzentriert. Ergänzend entwickelt die Nachwuchsstiftung Maschinenbau eine eLearning-Plattform, auf der standardisierte Lerninhalte bereitgestellt werden.
Das Fraunhofer IPT übernimmt zentrale Aufgaben bei der technischen Umsetzung. Dazu gehören der Aufbau und Betrieb des Industriedatenmanagement-Inkubators, einschließlich der Auswahl geeigneter Maschinen, Sensorik und Schnittstellen. Darüber hinaus entwickelt das Institut interaktive Schulungsinhalte für die Lernplattform, unterstützt die Konzeption digitaler Demonstratoren und beteiligt sich an der Verstetigung der Projektergebnisse. Langfristig soll ein dauerhafter Betrieb des Kompetenzzentrums sichergestellt werden. Ein Forschungsbeirat begleitet das Vorhaben strategisch und sichert die Anschlussfähigkeit über die Projektlaufzeit hinaus.
Projektkonsortium
Projektkoordinator
ModuleWorks GmbH
Projektpartner
- Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT
- Manufacturing Technology Institute – MTI der RWTH Aachen
- gemineers GmbH
- Nachwuchsstiftung Maschinenbau gGmbH
Assoziierte Partner
- Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau VDMA
- Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken VDW
- IG Metall
- Gemeinschaftsinitiative "Zukunft durch Innovation" (zdi.NRW)
- Industrie- und Handelskammer (IHK) Aachen
- DMG Mori Academy
- Cluster ProduktionNRW
- Aachen Building Experts
Förderhinweis
Das Forschungsprojekt »DZ.NRW – Kompetenzzentrum DigitalerZwilling.NRW« wird durch die Europäische Union und das Land Nordrhein-Westfalen im Rahmen des EFRE/JTF-Programms NRW 2021-2027 gefördert.
Förderkennzeichen: EFRE-20500044
Projektträger: Bezirksregierung Köln