PredictEco - Produktentwicklung unter Berücksichtigung der simulationsgestützten Nachhaltigkeitsbewertung
Produktentwicklung unter Berücksichtigung der simulationsgestützten Nachhaltigkeitsbewertung
Das Gesamtvorhaben dient der Bereitstellung einer Plattform zur Bewertung und Optimierung der Nachhaltigkeit ressourcen-intensiver Fertigungsprozesse bereits im Entwurf (→ Messung der Nachhaltigkeit mit digitalen Technologien).
Im Rahmen des Teilvorhabens werden wesentliche Aspekte der dafür notwendigen Fähigkeiten entwickelt, bereitgestellt und im IoT-Kontext angebunden. Dafür notwendig im Teilprojekt ist die Erweiterung einer Modellierungsfähigkeit des Fertigungsprozesses auf Basis einer formalisierten Beschreibung. Zu deren Definition sollen im Teilvorhaben die Informationsbedarfe zur Nachhaltigkeitsprognose mittels LCA-Software berücksichtigt werden. Die Fähigkeiten zur Prozessmodellierung und Verarbeitung der gewonnen Daten zur Ökoeffizienzbewertung bilden die Klammer der im Gesamtvorhaben entwickelten Plattform, siehe Abbildung 1. Im Teilvorhaben wird die so verbesserte formalisierte Prozessbeschreibung als universeller Input für Prozessmodellierung, deren Umsetzung im digitalen Life-Data-Sheet (LDS), Struktur des digitalen Zwillings und daraus abgeleiteter Nachhaltigkeitsbewertung auf Basis von virtuellen und realen Prozessdaten etabliert.
Im Bereich der virtuellen Vorhersage der für die Ökoeffizienzbewertung benötigten Daten werden, basierend auf umfangreichen Vorerfahrungen, Simulationsmodelle der Anlagen und Bauteile entwickelt und für die Nutzung zur Datenakquise ertüchtigt. Dafür wird eine Datenstandardisierung numerischer Simulationsdaten weiterentwickelt und um die Akquise von Ergebnisdaten der verwendeten Löser erweitert. In dieser Entwicklung wird direkt die Verwendung der Simulationsdaten als virtuelle Sensoren berücksichtigt. Über diese Informationen kann sichergestellt werden, dass neben der Ressourceneinsparung auch die Sicherstellung der Bauteilqualität bei vom Standard modifizierten Prozessen sichergestellt ist. Zur Wahrung der Robustheit der Lösung bei abweichenden Daten aus der realen Produktion werden zudem mathematische Ersatzmodelle des Bauteilverhaltens entwickelt, um in-situ Effekte bewerten zu können und einen korrigierenden Eingriff in die Prozesssteuerung zu ermöglichen.
Auf physischer Anlagen- und Prozessseite werden durch das Teilvorhaben Möglichkeiten geschaffen, Prozesse zu überwachen und steuernd in die Prozessgestaltung einzugreifen. Hierfür stellt der Projektpartner DLR die vorhandene Anlagenhardware zur Verfügung. Die Integration einer mit den Partnern gemeinsam überarbeiteten Anlagensteuerung und die topologischen Verbesserungen an der Hardware tragen wesentlich zu dem Ziel der Verbesserung der Ökoeffizienz ressourcen-effizienter Produktionsprozesse bei (→ Nachhaltigkeit durch digitale Technologien).
Um die Verwendbarkeit der gewonnen Daten zu steigern, bspw. im Sinne der Zertifizierung, werden diese mit Provenienzinformationen als Meta-Informationen angereichert (→ Nachhaltigkeit von digitalen Technologien).
Beteiligte Institute & Einrichtungen des DLR
Beteiligte Projektpartner
