Projektbeschreibung
Die Komplexität moderner Produktionssysteme steigt, nicht nur aufgrund der wachsenden Anzahl und Vielfalt der eingesetzten Technologien, sondern auch aufgrund der zunehmenden Anforderungen an Flexibilität, Anpassungsfähigkeit und Effizienz. Traditionelle Fertigungsansätze, die auf isolierten, spezialisierten Systemen und Fachgebieten beruhen, stoßen dabei aufgrund der Wechselwirkungen zwischen den Domänen zunehmend an ihre Grenzen. Um diese Herausforderungen zu bewältigen, ist eine domänenübergreifende Zusammenarbeit insbesondere in der Testphase von zentraler Bedeutung.
Die virtuelle Inbetriebnahme (VIBN) ermöglicht es, komplexe Produktionssysteme digital zu testen, zu validieren und zu optimieren, bevor sie in der realen Welt in Betrieb genommen werden. Sie spart nicht nur Zeit und Kosten, sondern minimiert auch Risiken und Fehlerquellen. Doch um das volle Potenzial der VIBN auszuschöpfen, spielt es eine große Rolle, dass verschiedene Domänen — von Maschinenbau und Elektrotechnik über Steuerungstechnik bis hin zu Informatik und Produktionsplanung — in der VIBN berücksichtigt werden. Modelle, die in den unterschiedlichen Domänen separat verwendeten werden, sind jedoch häufig aufgrund deren hohen Detailgrad nicht für die VIBN geeignet.
Die Nachwuchsgruppe „Domänenübergreifende Modellierung in der Produktionstechnik“ erforscht Methoden und Modelle, die eine domänenübergreifende Simulation für die Produktionstechnik ermöglichen. Diese soll die Anforderungen an Modelle der virtuellen Inbetriebnahme erfüllen und deren Einsatzbereich erweitern. Ziel ist es, die Komplexität moderner Produktionssysteme ganzheitlich abzubilden, um Wechselwirkungen, Abhängigkeiten und Optimierungspotenziale frühzeitig und realitätsnah zu erkennen und zu nutzen. Domänenübergreifende Modelle sollen es dabei erlauben, fehlerhafte Interaktionen und Zielkonflikte zwischen unterschiedlichen Bereichen transparent zu machen und Optimierungspotenziale zu identifizieren. Wenn mehr Aspekte in der Simulation berücksichtigt werden, könnte diese darüber hinaus nicht nur in der VIBN eingesetzt werden, sondern einerseits schon in früheren Entwicklungsschritten und andererseits auch später im Betrieb als Teil eines digitalen Zwillings.
Die Nachwuchsgruppe untersucht das Thema aus zwei Perspektiven: Einerseits werden aus der Perspektive der verschiedenen Domänen untersucht, wie fehlende Aspekte in Produkten, Prozessen und Ressourcen in der Produktionstechnik berücksichtigt werden können. Andererseits wird der Fokus auf verschiedene Modellierungstechniken gelegt. Folglich wird die Anwendung verschiedener Modellierungsansätze und die Integration neuer Modellarten untersucht, wobei insbesondere datenbasierte Modelle, sowie Grey-Box-Modelle zu nennen sind.
