Hochschule Kempten erforscht virtuelle Inbetriebnahme

Wie lassen sich digitale Zwillinge für eine virtuelle Inbetriebnahme komplexer Produktionslinien intelligent vernetzen? Dieser Frage widmet sich das Projekt VIBN+ am Institut für Produktion und Informatik der Hochschule Kempten.

Der Einsatz digitaler Zwillinge für die virtuelle Inbetriebnahme (VIBN) hat sich in der Industrie als Methode etabliert, um Steuerungs- und Automatisierungsprozesse vor dem Start realer Anlagen zu prüfen. Die Simulation am digitalen Abbild ermöglicht es, Abläufe unter realitätsnahen Bedingungen zu testen und Steuerungsprogramme vorab zu validieren. In der Einzelanlagensimulation hat dies bereits zu einer deutlichen Prozessoptimierung geführt.

Bei komplexen Produktionslinien, etwa in Fischgräten‑Anordnung mit mehreren vernetzten Anlagen, stoßen bestehende VIBN‑Systeme jedoch an technische Grenzen. Für eine Gesamtsimulation wäre eine Echtzeit‑Abbildung erforderlich, deren Modellierung in vielen Fällen zu umfangreich ist. Zudem fehlen häufig geeignete Kommunikationsschnittstellen und Übergangssicherungen zwischen den Anlagen. Dies erschwert es, Prozessabhängigkeiten abzubilden und herstellerunabhängige, flexible Interaktionen zwischen Maschinen zu gewährleisten.

Das Projekt VIBN+ am IPI – Institut für Produktion und Informatik der Hochschule Kempten verfolgt das Ziel, die virtuelle Inbetriebnahme auf integrierte Produktionslinien auszuweiten. Geplant ist, alle relevanten Prozessschritte und Schnittstellen über vernetzte digitale Zwillinge abzubilden. Die Vernetzung soll ermöglichen, unterschiedliche Produktvarianten in einer sicheren virtuellen Umgebung auf ihre Herstellbarkeit zu prüfen. "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", berichtet Projektleiter Rashik Thalappully vom IPI.

Das Projekt wird in Zusammenarbeit mit der HS Development & Services GmbH durchgeführt und im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM) 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.