Darstellung eines GAIA-X konformen Wertschöpfungsnetzwerks im Datenraum Industrie 4.0 für die zerspanende Produktion (DIONE-X)

Problemstellung
Werkzeug- und maschinenherstellende Unternehmen sehen sich mit der Herausforderung einer mangelhaften Verfügbarkeit von Daten aus der Anwendung ihrer Produkte im Fertigungsbetrieb konfrontiert. Da diese Daten essenziell für die Weiterentwicklung der entsprechenden Produkte sowie auch Services sind, ist deren Verfügbarmachung besonders interessant. Gleichzeitig besteht von Seiten der produzierenden Endanwender ein Interesse daran, die Werkzeug- und Maschinenhersteller an den für den Fertigungsprozess relevanten Daten teilhaben zu lassen, um so beispielsweise dem Ausfall einer Maschine vorzubeugen oder Werkzeuge effizienter und nachhaltiger zu nutzen.

Ziel
Das Forschungsprojekt DIONE-X hat zum Ziel, das Potenzial eines offenen Datenaustausches nach Standards und Richtlinien von GAIA-X für die zerspanende Produktion zu verdeutlichen und in übertragbare IT-Lösungen zu überführen. In drei Anwendungsszenarien sollen durch ein interdisziplinäres Projektkonsortium die Standards und Richtlinien bei verschiedenen Anwendern repräsentativ für ein Wertschöpfungsnetzwerk der zerspanenden Industrie im Datenraum Industrie 4.0 erprobt und prototypisch umgesetzt werden. Dabei sollen anhand der GAIA-X-konformen Anwendungsszenarien „Collaborative Condition Monitoring & Smart Service Planning“, „Individualisiertes KPI Dashboard“ und „Optimierter Werkzeugeinsatz“ konkrete Nutzen für die Akteure der Produktionswertschöpfungskette, bestehend aus Herstellern von Maschinen, Werkzeugen, Komponenten und Sensorik, sowie aus produzierenden Anwenderunternehmen und Dienstleistern, aufgezeigt werden.

Vorgehensweise
Als Grundlage für die Erarbeitung dieser Anwendungsszenarien dienen Prozess- und Maschinendaten, die von produzierenden Endanwendern der zerspanenden Produktion bereitgestellt werden. Hierzu werden eine auf die Branche angepasste Methodik zur Überprüfung der Datenqualität in Hinsicht auf die domänenspezifischen Anforderungen sowie Methoden zur teilanonymisierten Datenübertragung und -bereitstellung entwickelt. Die daraus entstehenden digitalen Zwillinge zentraler Assets, wie Werkstück, Werkzeug, Maschine oder Komponente, können so beteiligten Maschinen- und Werkzeugherstellern GAIA-X-konform zur Verfügung gestellt werden. Die fertigungsschritt- und unternehmensübergreifend fusionierten Daten werden anschließend dazu genutzt, um mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz den Produktionsprozess hinsichtlich der Aspekte Resilienz, Qualität und Nachhaltigkeit zu optimieren.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Die im Rahmen von DIONE-X erarbeiteten Ergebnisse werden genutzt, um das Software- und Serviceangebot der beteiligten Unternehmen zu erweitern. An dieser Stelle dient die zerspanende Produktion durch ihren hohen horizontalen und vertikalen Vernetzungsgrad als wegweisendes Beispiel für weitere fertigende Industrien. Die Herabsenkung der Eintrittsbarriere für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) steht dabei im Mittelpunkt. DIONE-X soll es den Werkzeug- und Maschinenherstellern ermöglichen, auf Basis eines von vielen produzierenden Endanwendern gespeisten Datenpools innovative Softwarelösungen und neue Geschäftsmodelle zu entwickeln.

• A1 Digital Deutschland GmbH
• Berger Holding GmbH & Co. KG
• DMG MORI Pfronten GmbH
• Gühring KG
• Hochschule für angewandte Wissenschaften Kempten
• KWS Kölle GmbH Werkzeugbau - Sonderfertigung
• Munsch-Chemie-Pumpen GmbH
• Pro-micron GmbH
• Schubert Fertigungstechnik GmbH
• Software Aktiengesellschaft
• Technische Universität Darmstadt