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PROSTEP wertet im DigiTwin-Projekt die Scandaten aus

Von Dr. Josip Stjepandic

Digital Twins ermöglichen Materialflusssimulationen für die Anlagenplanung und die Analyse von Engpässen. Sie für bestehende Produktionsanlagen aufzubauen, ist jedoch sehr aufwändig. Im Rahmen des Verbundprojekts DigiTwin entwickelt PROSTEP mit drei Partnern ein Vorgehen, um aus den 3D-Scandaten von Anlagen weitgehend automatisiert digitale Simulationsmodelle zu erzeugen.

Materialflusssimulationen für Engpassanalysen, Werksplanung oder Bestandsanalysen tragen dazu bei, die Unternehmensabläufe zu verbessern. Der Aufbau entsprechender Simulationsmodelle war bislang sehr aufwändig, was kleinen und mittleren Unternehmen ihre Nutzung erschwerte. Die Digitalisierung bietet jedoch neue Möglichkeiten, die reale Situation in der Produktion mit Hilfe eines digitalen Zwillings zu simulieren und zu optimieren. Wie sich digitalen Zwillinge von bestehenden Anlagen leichter erstellen lassen, untersuchen das Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen der Universität Hannover gemeinsam mit den Unternehmen PROSTEP, isb – innovative software businesses und Bornemann Gewindetechnik im DigiTwin-Projekt.

Das Forschungsprojekt "DigiTwin - Effiziente Erstellung eines digitalen Zwillings der Fertigung", so der vollständige Name, wird von der Initiative "KMU Innovativ: Dienstleistungsforschung" des Bundesministeriums für Bildung und Forschung gefördert. Im Rahmen des Projekts entwickeln die Partner ein Dienstleistungskonzept, wie man aus den Hallenscans weitgehend automatisiert Simulationsmodelle ableiten kann. Die Idee ist, die 3D-Scandaten aus der Produktion mit Hilfe der Objekterkennung möglichst automatisiert in digitale Modelle umzuwandeln, die eins zu eins in der Simulationssoftware abgebildet werden können. Dabei sollen sowohl das Layout der Produktion, als auch die Logik der Produktionsabläufe nachvollziehbar gemacht werden.

PROSTEP übernimmt in diesem Projekt die Aufgabe, die dummen Punktewolken von Maschinen, Roboter, Transporteinrichtungen etc. in intelligente CAD-Modelle zu verwandeln, die anschließend für die Simulation der Fertigungsabläufe genutzt werden können. Mit Hilfe von Verfahren der Künstlichen Intelligenz bzw. des maschinellen Lernens identifiziert die Lösung anhand der Punktewolke bzw. der daraus abgeleiteten Netzgeometrie ähnliche Anlagenbestandteile, die mit ihren CAD-Modellen in einer Bibliothek hinterlegt sind.

Anlagenbestandteile, für die es in der Bibliothek keine Entsprechung gibt, sollen in CAD-Modelle umgewandelt und mit Hilfe der Feature-Erkennung parametrisiert werden, um sie für die Simulation aufbereiten zu können. Die Simulationsmodelle können dadurch problemlos angepasst werden, um den unternehmensspezifischen Besonderheiten Rechnung zu tragen. Das Datenmanagement-Team von PROSTEP wird die Dienste für Objekterkennung, Objektabgleich und Konvertierung über das Datenlogistik-Portal www.OpenDESC.com verfügbar machen.

Produktionsanlagen sind in aller Regel von Unternehmen zu Unternehmen unterschiedlich. Unternehmensspezifische Maschinenkonfigurationen oder spezielle Verkettungslogik können natürlich nicht direkt aus den Scandaten abgeleitet werden, weshalb die Wissenschaftler von IFW diese Daten in standardisierten Formularen abfragen. Dadurch lässt sich der Aufwand für die Anpassung der Simulationsmodelle minimieren, so dass das Konzept auch für kleine und mittelständische Unternehmen attraktiv bleibt. Die Projektpartner benötigen nur wenige Tage, um einen digitalen Zwilling aufzubauen, der sich bei Produktionsänderungen auch schnell anpassen lässt. Da es sich um ein Dienstleistungskonzept handelt sind auf Seiten der Kunden keine Programmierkenntnisse erforderlich.

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