Digitale Zwillingsgeburt in der Forschung
Die Rolle von Aluminium und anderen Leichtmetallen ist bei der Produktion von robusten Fahrzeugkomponenten wesentlich für die Erreichung der Klimaziele. Die Herstellung dieser Materialien ist jedoch energieintensiv. Eine deutliche Verbesserung der Energieeffizienz dieser Prozesse verspricht der Einsatz von Cyber-Physical Systems (CPS). Das LKR Leichtmetallkomeptenzzentrum Ranshofen setzt dabei auf ihr Projekt opt1mus.
Der Einsatz digitaler Zwillingssimulationen von Produktionsanlagen kann dazu beitragen, die optimalen Rahmenbedingungen für die Herstellung von hochwertigen Teilen zu ermitteln. Ebenso kann Zeit und Energie eingespart werden und gefährliche Arbeitsbedingungen können vermieden werden. Trotz der Verfügbarkeit von digitalen Zwillingssimulationen benötigt die Leichtmetallindustrie ganzheitliche digitale Assistenzsysteme, die an innovative Vorgänge und neue Legierungen angepasst werden können. Diese Assistenzsysteme müssen auf die Bedürfnisse der Anwender:innen zugeschnitten sein, um eine echte Verbesserung des Produktionsprozesses zu erlauben.
Das Projekt opt1mus (Open Process Twin Minding the USer 1st) zielt auf die Entwicklung eines menschenzentrierten Systems für den horizontalen Aluminium-Strangpressprozess ab. Geleitet wird das Projekt vom LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen, wobei dieses mit weiteren Institutionen wie dem AIT Center for Technology Experience, HPI High Performance Industrietechnik und RISC Software kollaboriert.
Vereinfachung komplexer Entscheidungen
Für eine genaue Einschätzung von Simulationen hinsichtlich der Materialqualität von Legierungen werden speziell entwickelte Modelle benötigt, die relevante physikalischen Eigenschaften berücksichtigen. Das LKR verfügt über umfangreiche Erfahrungen entlang der gesamten Prozesskette – von der Legierungsentwicklung bis hin zum Recycling und den begleitenden Simulationen, die die Entwicklung solcher Modelle ermöglichen. Darüber hinaus erfordert Industrie 5.0 Assistenzsysteme für Gießer, die den Prozess durch intelligente Vorschläge direkt am Human Machine Interface (HMI) der Produktionsanlage einfacher und effizienter machen. Um den komplexen Entscheidungsprozess im Arbeitsalltag der Spezialist:innen umfassend zu unterstützen, wird die RISC Software als Forschungsinstitut für Big Data, künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen mit dem Aufbau eines Beratungssystems betraut.
Freier Zugang für die Wirtschaft
David Blacher, Projektleiter des LKR ist von der Funktionsweise überzeugt: "Im Projekt opt1mus stehen die Gießer im Mittelpunkt. Wir kombinieren die Prozesssimulation mit digitalen Assistenz- und Interaktionslösungen, um Produktionsprozesse effizienter und benutzerfreundlicher zu gestalten." Die Entwicklung eines flexiblen CPS ist für den Industriestandort in Österreich entscheidend, um die Digitalisierung aller Produktionsprozesse der Zulieferbetriebe zu gewährleisten. Daher wird das im Projekt opt1mus entwickelte CPS als Open-Source-Software zur Verfügung gestellt, wobei der Fokus auf der Anpassbarkeit an Prozesse jenseits der Extrusion liegt. Damit soll es österreichischen Anlagenbauern und Produzenten ermöglichen, Innovationen zu entwickeln, die Abfall und CO2-Emissionen reduzieren und gleichzeitig menschengerechtes Arbeiten durch digitale Assistenz zulassen.
