Wie lassen sich Digitale Zwillinge für eine virtuelle Inbetriebnahme komplexer Produktionslinien intelligent vernetzen? Dieser Fragestellung widmet sich das Projekt VIBN+ am IPI – Institut für Produktion und Informatik der Hochschule Kempten. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie fördert das Vorhaben im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand mit 220.000 Euro für rund zwei Jahre. 

In der modernen Industrie ist die virtuelle Inbetriebnahme (VIBN) mit Digitalen Zwillingen zu einem essenziellen Werkzeug geworden, um den Produktionsablauf sicherer, effizienter und kostengünstiger zu gestalten. Die VIBN ermöglicht es, Steuerungs- und Automatisierungsprozesse am Digitalen Zwilling zu simulieren und zu testen, bevor physische Anlagen in Betrieb genommen werden. Diese Vorgehensweise hat in der Einzelanlagensimulation bereits maßgeblich zur Optimierung der Prozesse beigetragen und erlaubt es Unternehmen, Steuerungsprogramme unter realitätsnahen Bedingungen zu validieren, bevor die tatsächliche Anlage in Betrieb geht.

Virtuelle Inbetriebnahme für Produktionslinien mit vernetzten Digitalen Zwillingen 
Für komplexere Produktionslinien, wie etwa Linien in Fischgräten-Anordnung mit mehreren vernetzten Anlagen, stoßen heutige VIBN-Systeme jedoch an ihre Grenzen. Da diese eine Echtzeit-Simulation benötigen, ist die Modellierung typischerweise zu groß für eine Gesamtsimulation. In solchen Szenarien fehlen weiter die notwendigen Kommunikationsschnittstellen und Übergangssicherungen zwischen den einzelnen Anlagen, um eine reibungslose Integration und Koordination zu gewährleisten. Insbesondere ist es schwierig, Prozessabhängigkeiten zwischen den einzelnen Maschinen zu berücksichtigen und sicherzustellen, dass diese Systeme herstellerunabhängig und flexibel miteinander kommunizieren können.

„Das Projekt zielt darauf ab, die virtuelle Inbetriebnahme auf integrierte Produktionslinien auszuweiten und dabei alle relevanten Prozessschritte und Schnittstellen mit vernetzten Digitalen Zwilling abzubilden“, erläutert Institutsleitung Prof. Bernd Lüdemann-Ravit. Die Vernetzung Digitaler Zwillinge soll es ermöglichen, die Produktion unterschiedlicher Produktvarianten in einer sicheren virtuellen Umgebung auf ihre Machbarkeit und Herstellbarkeit zu testen. „Durch die Digitalisierung der gesamten Produktionslinie als durchgängig vernetztes System wird eine umfassende Absicherung des Fertigungsprozesses angestrebt, die auch die Überprüfung und Anpassung von Übergabepunkten und Prozessabläufen einschließt“, ergänzt Projektleiter Rashik Thalappully vom IPI. 

Das Projekt wird in Zusammenarbeit mit der HS Development & Services GmbH durchgeführt und im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand gefördert. ZIM ist ein bundesweites Förderprogramm zur Stärkung der Innovationskraft mittelständischer Unternehmen und Forschungseinrichtungen. Es unterstützt praxisnahe Forschungs- und Entwicklungsprojekte, die zur Entwicklung neuer Technologien, Produkte und Prozesse beitragen und deren Ergebnisse zeitnah in die industrielle Anwendung überführt werden können. 

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.

Weitere Informationen: 
https://kefis.fza.hs-kempten.de/de/forschungsprojekt/854-vibn-zim

^{Foto: Beispielhafte Darstellung des Projekts VIBN+; Bildnachweis: Adobe Stock #1822077417}