Abschlussbericht: Verbundvorhaben H2Giga_QT4-1_FRHY: ReferenzFabrik für hochratenfähige Elektrolyseur-Produktion; Teilvorhaben IPA: Digitales Abbildungskonzept, IT-Referenzarchitektur und Bewertungssystem

Abstract

Ziel des Vorhabens war die Schaffung methodischer und technischer Grundlagen für eine skalierbare und kostenoptimierte Großserienproduktion von Elektrolyseuren. Ausgangspunkt bildete das Fehlen einer einheitlichen Definition des Digitalen Zwillings. Aufbauend auf der Verwaltungsschale (Asset Administration Shell, AAS) als Standard für Industrie-4.0-Komponenten sowie bestehenden Middleware-Vorarbeiten wurde eine dezentrale, serviceorientierte Cloud-Edge-Architektur im Kontext von GAIA-X bzw. Manufacturing-X entwickelt. Kernbestandteile waren (i) ein durchgängiges AAS-basiertes Datenmodell zur lückenlosen Abbildung von Produkt und Prozess, (ii) eine standortübergreifende IT-Referenzarchitektur zur virtuellen Vernetzung dezentraler Anlagen sowie (iii) modellbasierte Bewertungsdienste zur Analyse der Industrialisierbarkeit von Fertigungsverfahren. Nach konzeptioneller Phase und infrastrukturellen Umsetzungen wurden im Projekt die Plattform, Digitale Zwillinge und Services implementiert und validiert. Als wesentliches Ergebnis entstand ein Demonstrator mit automatisierter Datenwertschöpfungskette von der Maschinendatenerfassung bis zur datenwissenschaftlichen Qualitätsanalyse. Ein MES verknüpft Produkte und Prozesse und speichert strukturierte Daten in AAS-konformen Teilmodellen. Ergänzt wird dies durch einen entwickelten „AAS-Transformer“ für regelbasierte Operationen auf der AAS-Struktur sowie Data-Science-Services zur kausalen Qualitätsanalyse. Das Projekt liefert damit eine validierte Plattformarchitektur, ein Vorgehensmodell zur AAS-Datenmodellierung und belastbare Ansätze zur datengetriebenen Prozessoptimierung in der Elektrolyseurproduktion.