Digitaler Mini

5. Juni 2023

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von Svein Tønseth, Norwegische Universität für Wissenschaft und Technologie

Von nur einem Bildschirm aus können SINTEF-Ingenieure jetzt Versuche mit einem digitalen Zwilling einer realen Produktionsanlage durchführen. Sie werden bald sehen können, ob geplante Änderungen die gewünschte Wirkung haben.

Es klingt wie Science-Fiction. Doch bei SINTEF wird Science-Fiction zur Realität.

Im Video unten sehen Sie als Erstes einen Roboter, der sich durch die moderne physische Produktionszelle des Instituts bewegt. Die Zelle ist eine Art „Laborfabrik“, die die Automatisierung von der Montage von Fahrzeugteilen bis zur Verbindung von Rohren und elektronischen Komponenten ermöglicht.

Dann erscheint eine virtuelle Version desselben Roboters, der denselben Vorgang in einer virtuellen Kopie desselben Labors wiederholt.

Die Bilder auf dem Bildschirm bilden die Visualisierungskomponente der neu entwickelten „Digital Twin“-Technologie. Irgendwann wird es möglich sein, mit nur einem Bildschirm durch Versuch und Irrtum eine effiziente Produktionsanlage aufzubauen, bevor die eigentliche Fabrik überhaupt gebaut ist.

„Es ist viel billiger, Fehler am Bildschirm zu machen, als sie zu verwalten, nachdem eine Anlage als physische Einheit fertiggestellt wurde“, erklärt der Forscher Torbjørn Langedahl Leirmo.

Das Visualisierungssystem ermöglicht es, geplante Produktionsanlagendesigns und Prozessabläufe zu testen, bevor die realen Anlagen endgültig gebaut werden. Damit können Ingenieure beispielsweise schon im Vorfeld herausfinden, ob geplante Roboter mit physischen Hindernissen kollidieren. Oder ob sie ineffiziente und zeitraubende Zusatzmanöver durchführen müssen, um solche Kollisionen zu vermeiden.

Wenn in den fertiggestellten Anlagen physische Geräte installiert werden, können diese alle mit dem digitalen Zwilling verbunden werden. Durch die kontinuierliche Gewinnung von Informationen über das Geschehen lässt sich vorhersagen, wie sich die Prozesse im Laufe der Zeit entwickeln werden. Auf diese Weise können Daten aus realen Produktionssituationen genutzt werden, um neue Erkenntnisse und Einblicke in die Prozesse zu gewinnen.

Die Bilder, die wir auf dem Bildschirm sehen, stellen lediglich die „Oberfläche“ des digitalen Zwillings dar, zu dem sie gehören.

„In das System sind Algorithmen eingebettet, die die echten Roboter in die Lage versetzen, sowohl aus historischen Daten als auch aus Echtzeitinformationen zu lernen“, sagt Langedahl Leirmo. „Dies bietet Möglichkeiten für Kosteneinsparungen, einen geringeren Energieverbrauch und eine geringere Ausschussproduktion, was wiederum unseren Verbrauch an wertvollen Materialien reduzieren wird“, sagt er.

Das digitale Zwillingsprojekt ist Eigentum des sogenannten Manufacturing Technology Norwegian Catapult Test Center (MTNC). Neben SINTEF Manufacturing haben auch die Unternehmen Intek und Moicon Beiträge zu dem Projekt geleistet.