Wo Effizienz viel Energie sparen hilft

Bisher benötigt man langjährige Erfahrung und aufwändige Versuche, um die richtigen Prozessparameter zur Herstellung hochwertiger Bauteile zu finden. Mittels "digitaler Zwillinge" von Produktionsanlagen können diese Versuche nun bereits virtuell durchgeführt werden. Das spart Zeit und Energie - und es vermeidet gefährliche Arbeitsbedingungen beim Testen neuer Legierungen oder bei der Entwicklung neuer Prozesse.

Trotz der bereits verfügbaren Möglichkeiten zur Erstellung digitaler Zwillinge braucht es in der Leichtmetallindustrie jedoch ganzheitliche digitale Assistenzsysteme, die an innovative Prozesse und neue Legierungen angepasst werden können. Diese Assistenzsysteme müssen auf die Bedürfnisse der Nutzer*innen abgestimmt sein, um eine tatsächliche Verbesserung der Prozesse zu erreichen.

Genau darauf zielt das Projekt "opt1mus" (Open Process Twin Minding the USer 1^st) ab. Das Konsortium unter Leitung des LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen und mit den Partnern AIT Center for Technology Experience, HPI High Performance Industrietechnik und RISC Software (Abteilung Logistics Informatics) lässt interdisziplinäres, langjähriges Know-how sowie Erfahrungen aus der Praxis in die Entwicklung eines menschengerechten Cyberphysischen Systems (CPS) am Beispiel des horizontalen Aluminium-Stranggusses einfließen:

• Um die Materialqualität von Aluminiumlegierungen in Simulationen genau vorhersagen zu können, sind speziell entwickelte Modelle erforderlich, die den physikalischen Eigenheiten dieser Legierungen gerecht werden. Das LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen verfügt über umfassende Erfahrung entlang der gesamten Prozesskette – von der Legierungsentwicklung über Gieß- und Umformprozesse und Prototyping bis zum Recycling – und begleitenden Simulationen, die genau dies gewährleisten kann. Das Unternehmen HPI High Performance Industrietechnik GmbH, ein Partner des LKR, bringt langjährige Erfahrung im Bau von Stranggussanlagen ein.
• Gleichzeitig benötigt es im Sinne von Industrie 5.0 Assistenzsysteme für Gießereien, die durch intelligente Vorschläge direkt am Human Machine Interface (HMI) der Produktionsanlage den Prozess einfacher und effizienter gestalten. Darüber hinaus soll direkt bei der Anwendung durch eine nachvollziehbare Präsentation von Systemvorschlägen die Möglichkeit geboten werden, selbst im Lauf der Zeit klüger ("smarter") zu werden. Um in Zukunft auch im industriellen Umfeld eine erweiterte, diversifizierte Anwendergruppe anzusprechen zu können, werden zudem notwendige Faktoren in der Gestaltung der User Experience (UX) evaluiert. Das AIT Center for Technology Experience entwickelt in einem Design-Prozess Konzepte dieser Interaktionslösungen.
• Um fundierte Unterstützung für den komplexen Entscheidungsprozess in der täglichen Arbeit von Gießer*innen zu ermöglichen, ist die RISC Software GmbH als Forschungsinstitut zu Big Data, Künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen mit dem Aufbau eines Advisorysystems betraut.

Die Entwicklung eine flexiblen Cyber-physischen System sei für Österreich wichtig, um die Digitalisierung aller Produktionsprozesse der Zulieferbetriebe sicherzustellen, heißt es vonseiten des AIT. Hierfür wird das im Projekt "opt1mus" entwickelte CPS als Open-Source-Software frei zugänglich gemacht, und es wird auf die Möglichkeit zur Anpassung an andere Prozesse als den Strangguss geachtet. Auf diese Weise sollen österreichische Anlagenbauer und Produzenten Innovationen entwickeln können, die Ausschuss und CO₂-Emissionen zu reduzieren helfen, und gleichzeitig durch digitale Assistenz menschengerechte Arbeit schaffen, so das Technologie-Institut.