Digital Manufacturing
Der Forschungsbereich Digital Manufacturing fokussiert, neben der digitalen Planung von Produktionssystemen, den digitalen Betrieb im Internet of Things sowie darauf aufbauende Services bis hin zu Kollaborationen in Wertschöpfungsnetzwerken. Eine Grundlage hierzu besteht in einer standardisierten Modellierung von Produktionssystemen, anhand derer in Kombination mit echtzeitnaher Produktionsdatenerfassung, die Basis für den Digitalen Zwilling geschaffen wird.
Aktuellen Herausforderungen begegnen
Für die Planung und Optimierung von komplexen Produkt- und Fertigungsstrukturen, erlangen vernetzte IT-Werkzeuge zunehmend an Bedeutung. Diese unterstützen interdisziplinäres Arbeiten und ermöglichen das Zusammenwirken aller Kompetenzträger entlang des Produktlebenszyklus. Der Forschungsbereich Digital Manufacturing adressiert hierbei die durchgehende Digitalisierung innerhalb der Planungsprozesse sowie dem Betrieb von Produktionssystemen. Inhalt sind neben experimentellen Forschungsprojekten ebenfalls praxisorientierte Digitalisierungsprojekte in produzierenden Unternehmen. Zukunftsorientierte Fort- und Weiterbildungsangebote runden das Portfolio des Forschungsbereichs ab.
![Wabe Das Bild zeigt ein sechseckiges Symbol mit einem Farbverlauf von hellgrün oben zu dunkelgrün unten. In der Mitte des Hexagons befindet sich ein Icon, das einen Computerbildschirm darstellt, auf dem eine stilisierte Fabrik mit Schornstein und drei Gebäudeteilen sowie einem Dokumentensymbol zu sehen ist.](/storages/ips-mb/r/Bilder_Allgemein/DM_Icon.png)
Forschungs- und Kompetenzschwerpunkte
Die Themenfelder des Forschungsbereichs Digital Manufacturing orientieren sich an einem phasenübergreifenden Einsatz digitaler Planungswerkzeuge im Produktentstehungsprozess (PEP) sowie der Vernetzung der Produktion im Kontext der Industrie 4.0. Thematisch umfasst er u.a.:
- Digitale Planungsunterstützung in der Digitalen Fabrik
- Industrial Internet of Things (IIoT)
- Aufbau und Nutzung von Digitalen Zwillingen
- Product Lifecycle Management und Standardisierung
Methodisch steht die digitale Abbildung von Produktionssystemen und deren Bestandteilen im Fokus. Hierzu zählen u.a.
- Innovative Daten- und Prozessmodellierung, u.a. UML, SADT, EPK, PPR-Modelle
- Simulationswerkzeuge, u.a. CAD, ereignisdiskrete Ablaufsimulation, Prozessplanung
- Datenintegration, u.a. Shopfloor-IT (Automatisierungspyramide), Planungsdaten oder Retrofitting in IIoT-Umgebungen
- Datenanalyse und Maschinelles Lernen, u.a. über- und unüberwachte Lernverfahren, Anomalieerkennung, Referenzarchitekturen
- Analyse und Entwicklung von datengetriebenen Geschäftsmodellen und Services, u.a. Canvas, Kano, X-as-a-Service
Die übergeordneten Ziele bestehen in einer Verkürzung des PEP bei gleichzeitiger Erhöhung der Planungsqualität sowie der bereichsübergreifenden wertschöpfenden Datennutzung in der Produktion. Die Anwendungsfelder umfassen u.a.
- Integrierte Planungsprozesse und Virtuelle Inbetriebnahme
- AR und VR in der Montageplanung
- Retrofitting und Nutzung von Echtzeitdaten in der Produktion durch IoT-Technologien
- Datengetriebene Prozessoptimierung
- Agile Produkt- und Prozessentwicklung
Dienstleistungen
Durch die industrielle Auftragsforschung schließen wir die Lücke zwischen der grundlagenorientierten Forschung und der industriellen Praxis. Wir sind für Unternehmen ein kompetenter und verlässlicher Partner, wenn es um Fragestellungen zur Digitalisierung in der Produktion geht. Dabei greifen wir zum einen auf viel Erfahrung im industriellen und wissenschaftlichen Kontext und zum anderen auf datengetriebene Ansätze zurück. Kommen Sie gerne auf uns zu, wenn Sie gemeinsam in den Themenfeldern mit uns forschen möchten oder wir Sie bei der Umsetzung von Digitalisierungsprojekten unterstützen können.
Aktuelle Forschungsprojekte im Bereich Digital Manufacturing
Der Fokus unserer Forschung liegt auf der Beantwortung qualitätsbezogener Fragestellungen mithilfe neuartiger, datengetriebener Methoden. Im Rahmen der Validierung von Forschungsergebnissen und dem Transfer in die industrielle Praxis sind wir auch in Forschungsprojekten fortlaufend an Kooperationen interessiert.
![Das Bild zeigt ein umfassendes Diagramm, das den Prozess der Produktentwicklung und -fertigung darstellt. Am oberen Rand des Bildes befindet sich eine horizontale Prozessleiste mit der Überschrift "Vision PLM: STEP for Manufacturing". Diese Leiste enthält mehrere Symbole und Pfeile, die auf verschiedene Schritte und Ressourcen im Produktentwicklungsprozess hinweisen, einschließlich Produkt, Prozess und Ressource. Unter dieser Leiste sind drei Hauptkomponenten abgebildet, die jeweils durch blaue Pfeile auf ein zentrales Diagramm verweisen. Die erste Komponente links zeigt das Logo und die Struktur der Prostep ivip, eine Organisation, die sich mit der Standardisierung und Integration von Produktdaten beschäftigt. Die zweite Komponente in der Mitte zeigt eine Softwareanwendung namens "PHASE", die möglicherweise zur Planung und Verwaltung von Produktionsprozessen verwendet wird. Die dritte Komponente rechts zeigt das Logo und die Struktur des "Cyber System Connector", ein Tool zur Vernetzung und Integration von Cyber-Systems in den Produktionsprozess. Das zentrale Diagramm, auf das die blauen Pfeile verweisen, scheint einen standardisierten Prozessablauf darzustellen, der mit dem ISO-Logo in der rechten unteren Ecke versehen ist, was auf die Einhaltung internationaler Standards hinweist.](/storages/ips-mb/_processed_/a/c/csm_EUPHORIC_Uebersicht_2a6f41bc4d.png)
EUPHORIC
Equipment behaviour catalogues for virtual production systems
(Projektbearbeitung erfolgt durch RIF e.V., Abteilung Produktionssysteme)
![Das Bild zeigt ein komplexes Diagramm, das den Prozess und die Integration des "Grünen Digitalen Zwillings" in eine Produktionsumgebung darstellt. Im oberen Teil des Diagramms befindet sich ein Netzwerkdiagramm, das verschiedene Funktionen und Optimierungen durch den Grünen Digitalen Zwilling beschreibt. Zu den aufgeführten Funktionen gehören CO₂-optimierte Prozessregelung, Schnittstelle zum Produktpass, Mehrwegpool-Monitoring und Prognose, Assistenzsysteme und Datenmapping, Energie-Monitoring und Prognose, Product Carbon Footprint, Koordination zirkuläre Wertschöpfungskette und energierorientierte Produktionsprogrammplanung. Der Grüne Digitale Zwilling ist durch Ontologien und andere digitale Technologien unterstützt, die seine Implementierung und Nutzung erleichtern. Im unteren Teil des Diagramms sind verschiedene Produktionsbereiche und -prozesse dargestellt, die durch den Grünen Digitalen Zwilling optimiert werden. Diese Bereiche umfassen BHKW (Blockheizkraftwerk), Photovoltaik, Kältekompressor, Gär-/Lagerkeller, Sudhaus, Whirlpool, Kühlung, Abfüllung, Logistik, Handel und Mehrwegpool. Jeder dieser Bereiche ist mit spezifischen Systemen und Technologien verbunden, wie PLC, BHKW, MES, PCS, LVS und ERP, die für die Steuerung und Überwachung der Prozesse verwendet werden. Die Darstellung zeigt, wie die verschiedenen Produktionsbereiche miteinander verbunden sind und wie der Grüne Digitale Zwilling zur Optimierung und Nachhaltigkeit der gesamten Produktionskette beiträgt.](/storages/ips-mb/_processed_/e/2/csm_bevergreen_konzept_5743c9b5cd.png)
BeverGreen
Grüner Digitaler Zwilling als Basis der nachhaltigen Transformation der Getränke- und Brauwirtschaft
(Projektbearbeitung erfolgt durch RIF e.V., Abteilung Produktionssysteme)