Aktive Forschungsprojekte im Bereich Simulation

ViPro | 2022 - 2025

Virtuelle Planung, Auslegung und Inbetriebnahme komplexer, roboterbasierter Prozesse zur Handhabung nachgiebiger Objekte

In vielen Bereichen steigt die Effizienz und Qualität von Steuerungssoftware durch den Einsatz von virtueller Inbetriebnahme bereits heute. Bisher scheitert die virtuelle Inbetriebnahme jedoch an der Simulation von nachgiebigen Objekten, wie z.B. aus der Lebensmittel-, Pharma-, Verpackungsbranche.

Ziel des Projektes ist die Entwicklung neuartiger Simulationsmethoden, welche die wesentlichen statischen und dynamischen Phänomene einer Handhabung von nachgiebigen Objekten abbilden und eine einfache Modellierung dieser Handling-Prozesse ermöglichen. Somit kann auch bei Handling-Anwendungen von nachgiebigen Objekten von den Vorteilen einer VIBN profitiert werden.

Das Projekt wird gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestags.

Projektpartner

robomotion GmbHInstitut für Systemdynamik (ISYS), Universität Stuttgart

 

SDM4FZI | 2021 - 2024

Software-Defined Manufacturing für die Fahrzeug- und Zulieferindustrie

Im Großprojekt SDM4FZI wird mit 30 Projektpartnern das Thema Wandelbarkeit in der Produktion adressiert.

Schwerpunkt ist dabei die effiziente Erstellung von Software mit Hilfe modellgetriebener Ansätze und die Verwendung von Digitalen Zwillingen, um Softwaretests über den gesamten Lebenszyklus und alle Ebenen einer Produktionsanlage durchführen zu können.

Das Projekt wird gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestags.

Projektpartner: 

Robert Bosch GmbHBosch Automotive Steering GmbHBosch Manufacturing Solutions GmbHBosch Rexroth AG
AUDI AGAudi Planung GmbHEPLAN GmbH & Co. KGTRUMPF Werkzeugmaschinen GmbH+Co.KG
HOMAG GmbHPilz GmbH & Co. KGABB AG - Forschungszentrum DeutschlandABB Automation Products GmbH
ABB Automation GmbHBalluff GmbHCarl zeiss Industrielle Messtechnik GmbHNAGEL Maschinen- und Werkzeugfabrik GmbH
HEITEC AGCODESYS Development GmbHISG Industrielle Steuerungstechnik GmbHSCALE it eG (i.G.)
ASCon Systems GmbHSimPlan AGSOTEC Software Entwicklungs GmbH+Co. Mikrocomputertechnik KGEXAPT Systemtechnik GmbH
KENBUN IT AGIngenieurbüro Roth GmbH & Co. KG23 Technologies GmbHflexis AG
Universität StuttgartKarlsruher Institut für Technologie

H2FastCell | 2021 - 2023

Demonstrator-Pilotanlage für die Produktion von Brennstoffzellensystemen

Für die wirtschaftliche Montage des zeitlich aufwendigen und präzisen Prozesses soll eine 1Hz Hochgeschwindigkeitsmontage mittels geeigneten Automatisierungskomponenten konzipiert und aufgebaut werden, um so die Herausforderungen und die Machbarkeit einer 1Hz Montage zu erproben.

Die Auslegung, Konzeption und Optimierung des Prozesses und der Anlage erfolgt am digitalen Zwilling.

Das Projekt wird gefördert durch invest bw aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestags.

Projektpartner

Campus Schwarzwald (Centrum für Digitalisierung, Führung und Nachhaltigkeit Schwarzwald gGmbHFraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPAWeiss GmbH
J. Schmalz GmbHi-mation GmbHteamtechnik Maschinen und Anlagen GmbH

 

KausalAssist | 2021 - 2024

Kausale Graphen als lernendes Assistenzsystem für automatisiertes Fehlermanagement in der Produktion

Mit der immer stärker werdenden Vernetzung und softwaretechnischen Aufrüstung der Fertigung, werden aktuell zusätzliche, hochqualifizierte Fachkräfte im Fehlermanagement benötigt.

Das Projekt KausaLAssist hat zum Ziel, mittels Kausaler Graphen KI-basiert Fehlerfälle am digitalen Zwilling der realen Anlage zu erlernen. Mit Hilfe der trainierten Kausalbeziehungen kann das Anlagenpersonal während dem Betrieb bei der Fehlerbehebung unterstützt und so zum effizienten Fehlermanagement beigetragen zu werden.

Das Projekt wird gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestags.

Projektpartner

Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWUInstitut für Angewandte Informatik e.V.Schuster Maschinenbau GmbHKAMAX Tools & Equipment GmbH & Co. KG
Industrie-Partner GmbH CoswigSEITEC GmbHqueo GmbH 

AICoM | 2021 - 2024

Lernende Werkzeugmaschine zur autonomen Fräsfertigung kundenindividueller Werkstücke

Ziel ist die Entwicklung einer lernenden Werkzeugmaschine für die spanende Fertigung mit der Fähigkeit den Prozess autonom anzupassen und auf erlerntes “Wissen” bzw. erlernte “Erfahrungen” zurückzugreifen, um so auch bei kleinen Stückzahlen das hohe Maß an nötigem Prozessverständnis kosteneffizient einsetzen zu können.

Die dafür notwendigen Informationen werden AICoM durch aufbereitete maschineninterne bzw. externe Sensordaten sowie durch ein skalierbares und echtzeitfähiges Prozessmodell zurückgeführt.

Das Projekt wird gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestags.

Projektpartner

Technische Universität Darmstadt - Data Management

Technische Universität Darmstadt - Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen

Gühring KG

Datron AG

ModuleWorks GmbH

Synop-Systems UG

Lorenz Hoffmann

 

 

Requirement-to-Development Digital Twin R2D2-Twin | 2021 - 2024

Entwicklung eines neuen Werkzeuges und zugehöriger Methoden für die Nutzung von 3D-Simulation in der Anforderungsphase von Maschinen und Anlagen

Nutzer des neuen Werkzeugs des R2D2-Twin sind Maschinen- und Anlagenhersteller sowie Systemintegratoren; die heutigen Kunden der ISG Industrielle Steuerungstechnik GmbH und Anwender des VIBN-Werkzeugs ISG-virtuos.

Mittels des R2D2-Twin soll die Kommunikation zwischen Kunden und Maschinen-/Anlagenhersteller in der Anforderungsphase durch die werkzeuggestützte Erstellung des Pflichtenhefts und unmittelbare Visualisierung der aktuellen Variante in einem neuen Maßstab ermöglicht werden. Dies hebt sich von der konventionellen und zeitaufwändigen Anforderungserstellung ab. Die Werkzeugunterstützung durch den R2D2-Twin kann als intelligentes Assistenzsystem verstanden werden, welches Wissen des Herstellers transportiert, Anforderungen umfangreich validiert, Anforderungen visualisiert und Simulationsmodelle zur Diskussion und Anforderungsreflektion bereitstellt

Das Projekt wird gefördert durch das zentrale Innovationsprogramm Mittelstand aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestags.

Projektpartner

Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW)Universität Stuttgart
IMA Schelling Deutschland GmbHZimmer GmbH

KI-Steuerung | 2021 - 2025

Erforschung einer automatisierten Steuerungsprogrammierung mittels Maschinellem Lernen

Digitale Zwillinge werden heutzutage bereits für die virtuelle Inbetriebnahme verwendet, um Steuerungssoftware unabhängig vom Hardwareaufbau der realen Anlage testen zu können.

Ziel von KI-Steuerung ist es, den digitalen Zwilling bereits bei der Steuerungsprogrammierung einzusetzen und diese mittels Maschinellem Lernen zu automatisieren. Dadurch wird der Softwareentwicklungsprozess massiv verkürzt, was bei steigender Anzahl an Produktvarianten und sinkender Time-to-Market einen essenziellen Marktvorteil bietet.

Das Projekt wird gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestags.

Projektpartner

Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW)

Universität Stuttgart

IT Engineering Software Innovations GmbH

 

 

SmartAdditive | 2020 - 2022

Entwicklung einer neuartigen Kopplung eines digitalen Zwillings zur Nutzung von Simulationsmodellen in Echtzeit (Prozesssimulation in the loop) sowie einer übergreifenden, optimierten Trajektorienplanung

Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer neuartigen, automatischen Steuerung für additive Fertigung unter Berücksichtigung des Materialverhaltens im Druckkopf: SmartAdditiv.

Durch die Modellierung des dynamischen Materialverhaltens im Druckkopf kann erstmals der Volumenstrom präzise gesteuert werden. Kombiniert mit einer Echtzeit-Bahnplanung auf der CNC-Steuerung wird erstmals eine gleichmäßige Ausbringung erreicht, d.h. Bahngeschwindigkeit / Extrusionsgeschwindigkeit = konstant.

Das Projekt wird gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestags.

Projektpartner

Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungs­einrichtungen (ISW)Universität Stuttgart

Ingenieurbüro ROTH GmbH & Co. KG

 

MRiLS | 2020 - 2023

Hybrides Interaktionskonzept für Schulungen mittels Mixed-Reality-in-the-Loop Simulation

Gut ausgebildete Fachkräfte stellen die Grundlage für den erfolgreichen Wirtschaftsstandort Deutschland dar. Bei zunehmender Komplexität und Vernetzung von Fertigung von Produktionsanlagen ist die Schulung somit ein zentraler Bestandteil.

Ziel dieses Projekts ist die Verwendung digitaler Zwillinge aus dem Engineering-Prozess in der Schulung, um Stillstandzeiten an der realen Anlage zu vermeiden. Zusätzlich wird durch AR-/VR-Methoden immersive Schulungen in Gefahrensituationen oder unzugänglichen Anlagenbereichen ermöglicht.

Das Projekt wird gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestags.

Projektpartner

Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW)

Universität Stuttgart

Virtual Automation Lab (VAL), Hochschule Esslingen

Professur für Erwachsenenbildung und Weiterbildung, Otto-Friedrich-Universität Bamberg

Ingenieurbüro Roth GmbH & Co. KG