Die industrielle Energieversorgung ist derzeit zu einem großen Teil auf den Einsatz einzelner Versorgungstechnologien ausgelegt und kann auf schwankenden, prozessbedingten Bedarf und volatiler Verfügbarkeit sowohl thermischer als auch elektrischer Energieversorgung nur bedingt reagieren. Gerade aus der Integration erneuerbarer und effizienter aber auch konventioneller Technologien und dem Ausbau hin zu hybriden Versorgungssystemen in der Industrie, lässt sich die Notwendigkeit ableiten, dass die Industriebetriebe selbst dabei die bestmögliche Unterstützung in der Optimierung sowohl des Betriebs als auch in der Auslegung dieser Anlagen benötigen. Gleichzeitig steigt die Nachfrage nach Produkten aus der Industrie und hier im Besonderen aus der Leiterplattenindustrie kontinuierlich, was auch im Sinne steigender Produktionskapazitäten, sich ständig ändernder Kundenanforderungen und der Sicherung des Standortes eine große Herausforderung für Betriebe darstellt. Am Beispiel des Leiterplattenherstellers AT&S lässt sich auch durch die zunehmende Digitalisierung (=erwartete Produktivitätssteigerung) erkennen, dass Grenzen der bestehenden Energie-versorgungsanlagen erreicht werden und gleichzeitig aufgrund der geforderten Flexibilität der Um- und Ausbau der Prozess- und Versorgungsanlagen nur sehr schwer plan- und bewertbar ist. Diese Herausforderungen werden in den nächsten Jahren signifikant steigen.
Das übergeordnete Ziel von DigitalEnergyTwin ist es, der Industrie eine Methodik und ein Softwaretool zur Verfügung zu stellen, dass genau die Optimierung des Betriebs und der Auslegung des industriellen Energiesystems unterstützt. Kern des Projektes ist die Entwicklung eines holistischen Optimierungsansatzes, der basierend auf realen (live) Betriebsdaten sowie historischen und zukünftig erwarteten Betriebs- und Prozessdaten, erstmals eine Lösung des Zusammenspiels zwischen fluktuierendem Bedarf, volatiler erneuerbarer Energieversorgung sowie dem Einsatz möglichst effizienter Prozess- und Versorgungstechnologien bereitstellt. Durch die Anwendung der Methodik des digitalen Zwillings wird diese detaillierte Energiesystemmodellierung für ausgewählte Prozesse (energierelevant) und erneuerbare Energieversorgungstechnologien entwickelt, validiert und vereinfacht. Basierend auf definierten einzelnen Use Cases und vor allem der Implementierung und Anwendung in der Fertigungsindustrie (Leiterplattenhersteller AT&S) wird die Methode unter der Voraussetzung einer konstanten (oder verbesserten) Produktqualität angewandt und weiterentwickelt.
Die Vereinfachung und Entwicklung technischer Standardlösungen (Modelle für energierelevante Prozess- und Versorgungstechnologien) werden zu einer kostengünstigen Verbreitung, nicht zuletzt aufbauend auf Entwicklungen der Digitalisierung, in anderen Industriezweigen führen. Zusätzlich wird es der Einsatz der Methodik des digitalen Zwillings auch ermöglichen, Augmented and Virtual Reality (AR/VR) zu erleben und zu nutzen, womit eine effiziente Produktions- und Energiesystemüberwachung und -steuerung sowie Schulung ermöglicht und der Energiemanager4.0 unterstützt wird.
Dadurch profitiert die Industrie von einer Reduzierung der Kosten und des Risikos von Investitionsentscheidungen, was zu einer signifikanten Steigerung der Umsetzung von energieeffizienten Prozess- und Versorgungstechnologien sowie erneuerbarer Energieträger in der industriellen Produktion führen wird. Am Ende des Projekts wird DigitalEnergyTwin die folgenden Hauptprodukte anbieten und damit sicherstellen, dass die gewonnenen Erkenntnisse und Ergebnisse über die Projektlaufzeit hinaus genutzt werden:
Ganzheitlicher Optimierungsalgorithmus und Software für industrielle Energiesysteme
DigitalEnergyTwin-Software - Anwendung der Methode des digitalen Zwillings auf industrielle Energiesysteme
Ganzheitliche und vereinfachte Energiemodellierung (Prozess-, Energieversorgung konventionell und erneuerbar)
Validierung und standardisiertes Vorgehen zu Datensicherheit und Datenmanagement zwischen Soft- und Hardwarekomponenten
Standardisiertes und vereinfachtes Modell und Workflow für die Multiplikation von DigitalEnergyTwin
Dienstleistungserbringung und EnergyManager4.0 in Kombination mit Augmented and Virtual Reality (AR/VR) für die Mensch-Maschine-Interaktion im Rahmen von Industrie 4.0.
Dieses Projekt wird aus Mitteln des Klima- und Energiefonds gefördert und im Rahmen des Programms „Energieforschung (e!MISSION)“ durchgeführt.
