Wie können Bestandsmaschinen ohne digitale Abbildung so modernisiert werden, dass sie als simulationsfähige Digitale Zwillinge genutzt und in neue Produktionsanlagen integriert werden können? Dieser Frage widmet sich das Verbundprojekt GreenRetroTwin am IPI – Institut für Produktion und Informatik. Das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) fördert das Teilvorhaben der Hochschule Kempten für drei Jahre mit rund 365.000 Euro. 

Der Begriff Retrofit bezeichnet im Allgemeinen die Modernisierung und Nachrüstung von bestehenden Anlagen und Betriebsmitteln. Die zunehmende Digitalisierung und Umstellung auf Industrie 4.0 machen eine Anpassung des bestehenden Maschinenparks oft unabdingbar. Viele ältere Produktionsanlagen verfügen nur über heterogene und unstrukturierte Engineering-Daten. Diese sind bislang kaum in digitale Planungs- und Simulationswerkzeuge integrierbar. Das IPI Sonthofen entwickelt daher Ansätze mit Hilfe der generativen bzw. agentenbasierten KI, mit denen diese Daten vereinheitlicht, strukturiert und in simulationsfähige Digitale Zwillinge überführt werden können.

Kern des Ansatzes ist eine Kombination aus Mapping-Techniken und LLM-gestützten Verfahren. Damit können inkonsistente Altdaten aus zum Beispiel Steuerungsdokumentationen automatisch in standardisierte Formate wie die Asset Administration Shell (AAS, Verwaltungsschale) und den Digitalen Produktpass (DPP) integriert werden. Zusätzlich sorgen die KI-basierten Methoden dafür, dass digitale Modelle kontinuierlich an das reale Maschinenverhalten angepasst werden. 

„Mit unserem Ansatz schaffen wir eine digitale Grundlage, um Bestandsmaschinen wirtschaftlich und nachhaltig wiederzuverwenden. Das ist ein zentraler Baustein für eine funktionierende industrielle Kreislaufwirtschaft“, betont Projektleiter Prof. Bernd Lüdemann-Ravit.

Die entwickelten Lösungen werden in bestehende Daten- und Simulationsplattformen integriert und im Projektverlauf mit realen Maschinendaten validiert. Damit entsteht eine praxistaugliche Methodik, die insbesondere kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) den Zugang zu digitalen Retrofit-Technologien erleichtert. Das Vorhaben leistet so einen Beitrag zu den Zielen des „GreenTech Innovationswettbewerbs – Digitale Technologien als Hebel für die Kreislaufwirtschaft“: Durch die digitale Aufwertung vorhandener Maschinen werden Ressourcen geschont, Energie eingespart und der Bedarf an Neuproduktion reduziert. Gleichzeitig stärkt das Projekt die Wettbewerbsfähigkeit des Maschinen- und Anlagenbaus.

Zum Forschungskonsortium gehören neben dem IPI – Institut für Produktion und Informatik die ISG Industrielle Steuerungstechnik GmbH, Grob-Werke GmbH & Co. KG sowie das Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) der Universität Stuttgart.

Weitere Informationen: 
https://forschung.hs-kempten.de/de/forschungsprojekt/907-greenretrotwin 

Wissenschaftlicher Ansprechpartner: 
Prof. Dr. Bernd Lüdemann-Ravit | bernd.luedemann-ravit(at)hs-kempten.de 

Über das IPI – Institut für Produktion und Informatik
Das IPI – Institut für Produktion und Informatik der Hochschule Kempten am Standort Sonthofen ist eine anwendungsorientierte, interdisziplinäre Forschungseinrichtung an der Schnittstelle zwischen Wissenschaft und Industrie. Als Technologietransferzentrum begleitet und unterstützt es Industriepartner bei der Durchführung von Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten im Kontext der Digitalisierung von Produktionssystemen und der Produktionsplanung.

^{Foto: Beispielhafte Darstellung von “GreenRetroTwin”; Bildnachweis:Andrey Popov - AdobeStock_1624244959}