Verbund: "Reallabor für industrielle elektrische Antriebssysteme im Datenraum I4.0"; Teilvorhaben: "Entwicklung einer Serviceplattform mit smarten Produkt-Service Systemen für industrielle elektrische Antriebssysteme im Datenraum I4.0"

Abstract

Das Fraunhofer-Teilvorhaben im Verbundprojekt Reallabor Antrieb 4.0 entwickelte zentrale technische und organisatorische Grundlagen für einen herstellerübergreifenden, datensouveränen Datenraum für industrielle elektrische Antriebssysteme. Zu Beginn wurden in einem strukturierten Prozess aus 36 identifizierten Anwendungsfällen zwei priorisierte Use Cases abgeleitet: Digitalisiertes Asset Management sowie die ganzheitliche energieeffiziente Auslegung von Antriebslösungen. Parallel wurde eine qualitative Geschäftsmodellanalyse mit Industriepartnern durchgeführt, die Anforderungen, Hemmnisse und Potenziale datengetriebener Wertschöpfung im Ökosystem der Antriebstechnik systematisch erfasste. Technisch wurde eine dreischichtige Architektur aus Feld-, Edge- und Cloud-Ebene realisiert, ergänzt durch einen Solid-basierten föderierten Datenraum mit AAS-Integration (Typ- und Instanz-AAS), standardisierten IDTA-Submodellen und einem föderierten Orchestrator für Metadaten, Servicekataloge und Abfragen. Auf dieser Basis wurden interoperable datengetriebene Mehrwertservices entwickelt, darunter Energiemonitoring, Wirkungsgradüberwachung, Überlastdetektion sowie energieeffiziente Auslegung und Verifikation. Ergänzend wurde ein modellbasiertes Verfahren zur sensorlosen Schätzung der Magnettemperatur in Permanentmagnet-Synchronmotoren erforscht und erfolgreich validiert. Die Architektur und die Services wurden auf sieben heterogenen Demonstratoren verschiedener Hersteller sowie auf Messeaufbauten (Hannover Messe 2024–2026, SPS 2024–2025) unter realen Bedingungen validiert. Die Ergebnisse zeigen die technische Machbarkeit eines offenen, interoperablen und datensouveränen Datenraums für elektrische Antriebe und schaffen die Grundlage für zukünftige industrielle Anwendungen, Standardisierungsaktivitäten (IDTA, Manufacturing-X, Factory-X) sowie weiterführende Forschungs- und Transferprojekte.