Im Rahmen des Hochschulentwicklungsplans der OTH Regensburg wird aktiv an der Förderung von Innovationen und der praktischen Umsetzung neuer Ideen gearbeitet. Dies spiegelt sich in der abgeschlossenen Entwicklung einer Fabrikzwilling-Applikation durch die Zusammenarbeit der Fakultäten Maschinenbau sowie Informatik und Mathematik im Rahmen des Forschungsprojekts "StaR – Stack Revolution" wider.
Das Verbundprojekt StaR ist Teil von H2Giga, eines der drei Wasserstoff-Leitprojekte des Bundesministeriums für Bildung und Forschung. Das Projekt erforscht das Design und die Herstellung von sogenannten Elektrolysestacks, die für die Herstellung von Wasserstoff benötigt werden. Im Rahmen des StaR-Projekts arbeitet das Innovationszentrum für Produktion und Logistik (IZPL), ein Forschungslabor der OTH Regensburg unter der Leitung von Prof. Stefan Galka, an der Entwicklung eines Digitalen Zwillings. Der Digitale Zwilling ermöglicht die digitale Planung von Produkten, der zugehörigen Fabrik und der benötigten Supply Chain.
IZPL entwickelte Fabrikzwilling im StaR-Projekt
Der Fabrikzwilling beschreibt die digitale Abbildung der zur Herstellung von Elektrolysestacks benötigten Fabrik. Im Forschungsprojekt wurde eine Applikation entwickelt, welche den Fabrikplanungsprozess digitalisiert und unterstützt. Aus dem StaR-Team übernahmen die wissenschaftlichen Mitarbeiter Lukas Schuhegger und Alexander Weigert die Definition der Anforderungen für die Applikation und entwickelten diese gemeinsam mit den Studierenden.
Zu den Studierenden gehören Josef Rothballer und Christoph Moser, zwei Masterstudierende des Studiengangs Informatik. Unter der Leitung von Prof. Michael Bulenda konnten die beiden ihre Kenntnisse in den Bereichen Datenbanken, Backenddesign und Webentwicklung in einer Projektarbeit unter Beweis stellen. Die Studierenden entwickelten Frontend und Backend für entscheidende Teile der Applikation.
Um eine Fabrik im Digitalen Zwilling darzustellen, müssen verschiedene elementare Bestandteile berücksichtigt werden, darunter das hergestellte Produkt, die Abläufe in der Fabrik und die benötigten Ressourcen. Josef Rothballer und Christoph Moser kümmerten sich um die Abbildung von Produkt sowie Ladungsträger und der Schnittstelle zum bereits existierenden Produktzwilling, welchen das IZPL bereits vergangenes Jahr in Betrieb nehmen konnte. Lukas Schuhegger und die Informatikstudenten Sinan Kara sowie Yassin Hashem widmeten sich der Darstellung der Prozesse und Ressourcen.
Entwickelte App ist universell für alle produzierenden Unternehmen geeignet
Der Fabrikzwilling ist eine große Hilfe für die Herstellung von Elektrolysestacks. Doch die App ist nicht nur für das StaR-Projekt von Vorteil. Die Software kann auch von anderen produzierenden Unternehmen genutzt werden.
Kleine und neue Unternehmen stoßen oft an wirtschaftliche Grenzen, wenn sie versuchen, maßgeschneiderte Software für die Fabrikplanung zu erwerben. Die damit verbundenen Kosten und Komplexität übersteigen oft den Nutzen, den sie bieten. Deshalb wurde bei der Entwicklung des Fabrikzwilling-Systems der Schwerpunkt auf die Kernfunktionen gelegt, um sicherzustellen, dass auch andere Produktionsbetriebe die Software problemlos und effizient nutzen können.
Die Applikation ist schlank aufgebaut, sodass alle notwendigen Funktionen für die Planung einer Fabrik gegeben sind und der Planungsprozess systematisch unterstützt wird. Fabrikplaner importieren Bauteile aus dem eigens entwickelten Produktzwilling, legen neue für die Produktion notwendigen Anlagen an, definieren die Eigenschaften sowie Prozesse und können in der Webapplikation ihre Planungen verwalten.
Jeder Nutzer kann Anlagen, Bereiche, Produkte, Ladungsträger, Verbrauchsstoffe und Prozesse eintragen und die Planung in einer 3D-Ansicht validieren. Der Prozess ist dabei transparent für jeden Nutzer zugänglich und die Zusammenarbeit zwischen mehreren Planern wird erleichtert.,
Mittelstand und Startups können die Software testen
Weitere Module und Systeme lassen sich an die Open Source Software einfach anbinden. Die Software ist branchenunabhängig ausgerichtet und bietet daher allen produzierenden Startups einen Mehrwert. Interessenten aus Mittelstand und Startup-Szene sind herzlich dazu eingeladen die Software zu testen, Anfragen sind unter Tel. 0941/943-9410 oder per E-Mail herzlich willkommen.
"Die Masterstudierenden, angeleitet von Prof. Michael Bulenda, haben hervorragende Arbeit bei der Entwicklung geleistet. Im StaR-Projekt planen wir, das System in Zukunft zu erweitern. Dazu gehört die Integration eines Kostenmodells für die Fabrik sowie die Aufnahme von Supply Chain-Daten. Durch die Digitalisierung von Fabrikdaten wird es einfacher, Planungen zu analysieren, und wir legen den Grundstein für eine realitätsnahe Simulation", sagt Lukas Schuhegger.
