Schlussbericht: Digitale Abbilder für Anlagen zur H2-Gewinnung (DIAA-H2)

Abstract

Das Projekt baute auf bestehenden PLM-Ansätzen und Digital-Twin-Konzepten auf. Für den Anlagenbau wurden diese Konzepte erweitert und angepasst. Ziel war es, Methoden und Systeme zur Erstellung, Verwaltung/Nutzung eines Digitalen Abbilds von Elektrolyseanlagen über den gesamten Lebenszyklus zu entwickeln. Entwicklung von Methoden zur lebenszyklus-übergreifenden Modellierung der Anlagenstruktur. Strukturen wurden entlang des Anlagenlebenszyklus untersucht und optimiert, das eine aus allen Sichten verknüpfte Informationsbasis entsteht, die eine über den Lebenszyklus vorwärts- und rückwärtsgerichtete Auflösung der Zusammenhänge erlaubt. Entwicklung einer Methode zur Ableitung eines Digitalen Masters. Dies ermöglicht es Daten zusammenzuführen und bietet eine Lösung Daten von verschiedenen Unternehmen/Fachbereichen zu vereinen. Entwicklung einer Methode zur Speicherung der Daten der Instanz-spezifischen Anlage im Digitalen Abbild. Dies ermöglicht die Verknüpfung von physischen Anlagenobjekten mit Instanziierungsbausteinen im Digitalen Master. Der Digitale Master dient als Basis für die Instanziierung des Digitalen Abbildes, das als Grundlage für einen Digitalen Zwilling des Betriebs dienen kann. Die Methode zur Erstellung des Digitalen Masters und zur Instanziierung des Digitalen Abbildes wurde erfolgreich erprobt und implementiert. Das zentrale wissenschaftlich-technische Ergebnis des Projekts ist die Entwicklung eines Plant Lifecycle Management Systems, das die Verwaltung eines konsistenten digitalen Abbilds der Anlage ermöglicht. Dieses digitale Abbild integriert disziplinspezifische Teilmodelle und bildet die Basis für die Instanziierung von Digital Twins. Die Lösungen sind auf andere Anlagentypen übertragbar und können in verschiedenen Industriezweigen eingesetzt werden. Die entwickelten Konzepte bieten Anschlussfähigkeit für weiterführende Forschungsprojekte. The project built on existing PLM approaches and digital twin concepts, which were extended and adapted for plant engineering. The goal was to develop methods and systems for creating, managing, and using a digital representation of electrolyzer plants across the entire lifecycle. This included the development of methods for lifecycle-spanning modeling of the plant structure. The structures were analyzed and optimized along the plant lifecycle to create an integrated information base linking all perspectives, enabling both forward and backward resolution of relationships across the lifecycle. A method for deriving a Digital Master was developed. This enables the consolidation of data and provides a solution for integrating data from different companies and disciplines. In addition, a method was developed for storing data of the instance-specific plant in the digital representation. This allows physical plant objects to be linked with instantiation building blocks in the Digital Master. The Digital Master serves as the basis for instantiating the digital representation, which in turn can form the foundation for an operational digital twin. The method for creating the Digital Master and for instantiating the digital representation was successfully tested and implemented. The central scientific and technical result of the project is the development of a Plant Lifecycle Management system that enables the management of a consistent digital representation of the plant. This digital representation integrates discipline-specific submodels and forms the basis for the instantiation of digital twins. The solutions are transferable to other types of plants and can be applied across various industries. The developed concepts provide a foundation for follow-up research projects.