Die Partner

Untersuchung eines Konzeptes zur Überwachung von Erwärmungsanlagen und der Erwärmungsqualität von Bauteilen und Überführung in ein Pay-per-X-Geschäftsmodell. Erprobung an einem Demonstrator innerhalb eines Pilotprojektes. Fokussiert werden dabei insbesondere Möglichkeiten der Fernwartung, die Überwachung von Qualitätskennwerten sowie eine Vorhersage entstehender Kosten pro Bauteil.

Entwicklung von Sensorlösungen zur Überwachung des Drahtziehprozesses und Maschinenparameter. Hierbei steht die Nutzung dieser Informationen innerhalb eines Pay-per-X-Geschäftsmodells im Fokus, bei welchem die Drahtziehanlagen mit der darauf produzierten Menge an Draht als Abrechnungsgrundlage vertrieben werden. Dies soll sowohl für Gesamtanlagen, als auch für Module der Anlage möglich sein. Da sich die Drahtziehmaschinen neben den eigenen Komponenten aus Zulieferbaugruppen (bspw. Hydraulikaggregate der Fa. HyPneu) zusammensetzen, sind Methoden zu erarbeiten, wie diese Anlagenbestandteile in einem derartigen Geschäftsmodell Berücksichtigung finden können. Dabei spielen insbesondere technische sowie wirtschaftliche Randbedingungen eine maßgebliche Rolle. Die Validierung der technischen Systeme erfolgt an einer Demonstratoranlage.

Im Projekt werden zwei Pay-per-X-Geschäftsmodelle adressiert, innerhalb derer entsprechend Methoden und technische Lösungen aus Sicht eines Maschinenanwenders (bspw. Leasingnehmer von Pay-per-X-Maschinen) und eines Anbieters von Produktionskapazitäten auf Pressenlinien (Bereitstellung einer Pressenlinie für einen Zeitbereich / einer realisierten Stückzahl ohne die Pressenlinie selbst technisch-technologisch zu betreiben). Hierfür werden zum einen Möglichkeiten zur erweiterten Maschinenüberwachung, Datenhaltung und Prozesstransparenz adressiert. Zum anderen werden gemeinsam mit den Verbundpartnern Assistenzsysteme zur Wissensbereitstellung im Produktionsanlaufprozess entwickelt und erprobt.

Beteiligungsstrategie (diese kann eine rein technische Funktion sein oder ein separates Pay-per-X-Geschäftsmodell) als Komponentenlieferant (bspw. hydraulischer Antriebsstrang in einer Presse) innerhalb Pay-per-X-Geschäftsmodellen von Maschinenherstellern mittels einer entsprechenden Assistenzumgebung („Pay-per-X-Ready“). Dazu werden Überwachungs- und Optimierungsstrategien von Hydraulik-aggregaten im Maschinenumfeld entwickelt und in eine Assistenzumgebung überführt. Die Erprobung erfolgt an einem Hydraulikaggregat.

Entwicklung eines serviceorientierten Pay-per-X-Geschäftsmodells („Pay-per-efficiency“) anhand der Betriebstransparenzsteigerung hydraulischer Anlagen unter Nutzung eines neuen Vorgehens zur temporären Sensorintegration mit dem Ziel den Anlagenbetrieb zu optimieren und Betriebsrisiken zu minimieren. Erprobung an einem Demonstrator: Hydraulikaggregat (gemeinsam mit HyPneu GmbH und KIESELSTEIN).

Für die Erfassung von Daten aus Maschinensteuerungen sowie zusätzlich angebrachter Sensorik entwickelt X-INTEGRATE ein Softwaresystem für Edge-Devices (die dann von Maschinenhersteller und -anwender genutzt werden) das Schnittstellen zur Einbindung in die im Projekt entwickelte Hybrid-Cloud-basierte Softwarearchitektur zur dezentralen Datenhaltung und -auswertung bei Pay-per-X-Geschäftsbeteiligten (insb. Anwender, Maschinenhersteller, Komponentenlieferant, Serviceanbieter) bietet. Weiterhin entwickelt X-INTEGRATE Softwarealgorithmen zur Auswertung von Maschinendaten auf Edge-Devices für die Bestimmung des Nutzungsindexes. Die Algorithmen und Software werden an den Demonstratoren erprobt und gemeinsam mit dem Fraunhofer IWU als Leitfadenbaustein (Onboardingcheckliste und Konfigurationssystematik) in die virtuelle Testumgebung überführt.

Für die Prozessoptimierung, Betriebstransparenz und den Service von Maschinen und Anlagen entwickelt Attenio ein AR-basiertes Softwaresystem für Maschinenbediener und Servicekräfte. Dieses bündelt die für ein Pay-per-X-Geschäftsmodell notwendigen Informationen, stellt diese aufgabenbezogen dar und leitet den Nutzer an, um den Zeitaufwand von Optimierungs- und Servicetätigkeiten zu reduzieren sowie die Ergebnisse durchgeführter Maßnahmen zu verbessern. Das Werkzeug kann sowohl seitens des Herstellers, eines Serviceanbieters als auch seitens des Betreibers von Maschinen und Anlagen zum Einsatz kommen. Das System wird anhand der im Projekt betrachteten Demonstratoren entwickelt und erprobt.

Zur Verwaltung und Auswertung von Maschinendaten entwickelt und erprobt Visual World eine Hybrid-Cloud-basierte Softwarearchitektur inklusive eines entsprechenden Sicherheitskonzepts. Diese ermöglicht es, verteilte Datenauswertungen – direkt an der Maschine sowie in einer Cloud-Plattform – durchzuführen. Dazu umfasst die Architektur sowohl Komponenten zur Datenhaltung als auch zur Ausführung von Analysealgorithmen auf den gespeicherten Daten. Die Erprobung erfolgt an den Demonstratoren. Resultierende technische Randbedingungen werden als Leitfadenbaustein in die virtuelle Testumgebung überführt.

Das LFM erarbeitet eine Methodik um fehlende Sensorik zur Bewertung und Überwachung der Prozesse, die für die angestrebten Pay-per-X-Geschäftsmodelle der Pilotunternehmen maßgeblich sind, zu identifizieren und zu integrieren. Des Weiteren wird eine Methodik erarbeitet, mit der geeignete Prozessfenster im Sinne von Pay-per-X-Geschäftsmodellen definiert werden können. Die Schaffung von Prozesstransparenz ist zwingend notwendig für die Einführung dieser Geschäftsmodelle. Die entwickelten Methoden zur Erreichung einer geeigneten Prozesstransparenz werden bei den angestrebten Demonstratoren eingesetzt und nach technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten validiert. Die hierbei erfasste Datenbasis wird parallel für die Projektziele Datensicherheit und Testumgebung zur Verfügung gestellt. Zusätzlich beteiligt sich das LFM am Breitentransfer in der Form, dass eine virtuelle Testumgebung entwickelt, getestet und bewertet wird, durch die interessierten Firmen die Möglichkeit gegeben wird, die Einführung von Pay-per-X Geschäftsmodellen zu unterstützen. Als Ergebnis werden spezifische Informationen wie z.B. Kosten, Nutzen, Kapitalrentabilität (ROI), Risiken etc. ausgegeben. Konkret übernimmt das LFM die Konzeption für die Bereitstellung der Eingangsgrößen zur Prozesstransparenz, die Entwicklung von Berechnungsalgorithmen zur wirtschaftlichen Bewertung und die Validierung der Testumgebung an einem Beispiel der Umformtechnik. Der Konsortialführer wird aktiv im Projektmanagement unterstützt.

Das Fraunhofer IWU betreibt an seinen Standorten in Chemnitz und Dresden Spitzenforschung im Bereich des Maschinen- und Anlagenbaus. Als Treiber von Innovationen und Ansprechpartner für Unternehmen sowie Multiplikatoren aus Industrie und Politik gilt es, neue Technologien zu entwickeln bzw. auf ihre Praxistauglichkeit im industriellen Umfeld zu untersuchen. Hierzu zählt die Distributed-Ledger-Technologie, welche seit ihrer Entwicklung 2008 vorrangig im Finanzsektor anzutreffen ist und zahlreiche neue Geschäftsmodelle eröffnet hat. Im Zuge der 4ten Industriellen Revolution und der voranschreitenden Digitalisierung beteiligt sich das Fraunhofer IWU an der Fragestellung, inwieweit sich die Distributed-Ledger-Technologie für den Maschinen- und Anlagenbau eignet und welche Szenarien damit möglich sind.