Fluid 4.0 - Umsetzung der Digitalisierung für die Fluidtechnik 4.0 mittels Verwaltungsschalen, Teilmodellen und Demonstratoren

Im Projekt Fluid 4.0 arbeiten Fluidtechnikhersteller, Maschinen- und Anlagenbauer, Anwender und Dienstleister gemeinsam an der Digitalisierung der Fluidtechnik. Dabei werden sowohl konkrete Anwendungsfälle als auch übergreifende Herausforderungen behandelt.

Die FLUIDON bringt ihre umfassende Expertise in der Simulation fluidtechnischer Systeme aktiv in das Projekt ein. Sie entwickelt eine Industrie-4.0-konforme Simulationslösung sowie die dazugehörige Infrastruktur für ein integriertes und digitales Engineering fluidtechnischer Systeme.

Fluidtechnik – Schlüsseltechnologie mit wirtschaftlicher Bedeutung

Die Fluidtechnik (Hydraulik & Pneumatik) erwirtschaftet in Deutschland jährlich ca. 9,6 Mrd. Euro, mit einer Exportquote von 60%.
Fluidtechnische Produkte bieten hohe Flexibilität, Dynamik, Zuverlässigkeit, Robustheit und Leistungsdichte bei geringem Gewicht. Sie sind essenzielle Komponenten im stationären und mobilen Maschinenbau.

Mit Daten und Digitalisierung die Zukunft der Fluidtechnik gestalten

Die Variantenvielfalt und Einsatzflexibilität fluidtechnischer Komponenten erzeugen große Mengen an Daten – essenziell für zukünftige Wertschöpfungsketten.
Industrie 4.0 fördert Effizienz, Produktivitätssteigerung und neue Geschäftsmodelle mit ökonomischen und ökologischen Vorteilen.
Der herstellerübergreifende Datenaustausch verändert das gesamte Wertschöpfungssystem grundlegend.

Standardisierung durch AAS – Digitale Zwillinge in der Fluidtechnik

In der Fluidtechnik existieren keine standardisierten Einsatzszenarien oder vordefinierten Ein- und Ausgänge – im Gegensatz zu vielen anderen Branchen.
Diese Vielfalt erfordert flexible, aber dennoch strukturierte Lösungen für die digitale Integration.
Der VDMA Fachverband Fluidtechnik hat ein Digitalisierungskonzept entwickelt, das auf dem Prinzip des Digitalen Zwillings basiert.
Zentrales Element ist die Asset Administration Shell (AAS) – das digitale Abbild realer Komponenten.
Die AAS ermöglicht herstellerübergreifenden Datenaustausch und schafft Kompatibilität mit etablierten Standards wie OPC UA und AutomationML.

Ziele & Nutzen

Höchste Interoperabilität, Zukunftssicherheit und eine solide Basis für Industrie 4.0 in der Fluidtechnik
Verbesserte Zusammenarbeit zwischen Herstellern, Maschinenbauern, Anwendern und Dienstleistern
Komponenten mit digitalem Zwilling: Hersteller liefern künftig physische Produkte zusammen mit einer Verwaltungsschale (AAS)
Effiziente Datenprozesse: Maschinen- und Anlagenbauer integrieren die digitalen Zwillinge nahtlos in datengetriebene Workflows und Industrie-4.0-Systeme

FLUIDON zeigt den Praxiseinsatz von AAS in der fluidtechnischen Simulation

FLUIDON demonstriert die Nutzung des AAS-Submodells „TechnicalData“, um fluidtechnische Simulationsmodelle in der SaaS-Umgebung Fluidon Cube automatisch zu parametrieren. Ziel ist es, beispielsweise den CO₂-Fußabdruck eines Produktionsprozesses zu berechnen und die Ergebnisse strukturiert im AAS-Submodell „Carbon-Footprint“ zurückzuspeichern.

Darüber hinaus zeigt FLUIDON, wie sich die Anbindung von Simulationen über das AAS-Submodell „Asset Interfaces Description“ und das MQTT-Protokoll realisieren lässt – eine wichtige Grundlage für vernetzte, interoperable Industrie-4.0-Systeme.

Wer hinter Fluid 4.0 steht – das Projektkonsortium im Überblick

Um die aktuellen Defizite und Herausforderungen in der Digitalisierung der Fluidtechnik gezielt anzugehen, hat sich ein Konsortium aus Experten und Unternehmen zusammengeschlossen. Gemeinsam entwickeln sie innovative Lösungen in den folgenden Schwerpunkten:

Branchenübergreifende, maschinenlesbare Datenbereitstellung für fluidtechnische Systeme – die Grundlage für einen vernetzten Datenraum Fluidtechnik.
Intelligente Verwaltungsschalen auf Systemebene, die die bestehende Infrastruktur auf Komponentenebene optimal verknüpfen und erweitern.
Domänenspezifische digitale Dienste, die speziell für fluidtechnische Anwendungen entwickelt werden.
Vernetzte Schnittstellen zwischen Herstellern und Anwendern, die eine nahtlose Integration in bestehende Datenstandards, Digitalisierungstechnologien und Engineering-Tools ermöglichen.
Lebenszyklusübergreifende CO₂-Bilanzierung und Circular Economy-Konzepte, um nachhaltige und ressourcenschonende Lösungen für die Fluidtechnik zu schaffen.
Integriertes Digitales Engineering zur effizienten Entwicklung und Optimierung fluidtechnischer Komponenten.

Dieses Vorhaben ebnet den Weg für eine zukunftsfähige, digital vernetzte Fluidtechnik, die effizienter, nachhaltiger und besser integriert ist als je zuvor.

Vom Konzept zur Umsetzung – Das Arbeitsprogramm von Fluid 4.0

Im Rahmen des Projekts setzt FLUIDON gezielt auf innovative Lösungen zur Digitalisierung der Fluidtechnik und fokussiert sich auf folgende Schwerpunkte:

Integration von Simulationsmodellen in den I4.0-konformen Datenraum, um eine durchgängige digitale Prozesskette zu schaffen.
Entwicklung von intelligenten Verwaltungsschalen, die Komponentensimulationsmodelle zu einer umfassenden Gesamtsystemsimulation verknüpfen.
Aufbau einer I4.0-konformen Simulationslösung und -infrastruktur als Grundlage für vielfältige digitale Dienste in fluidtechnischen Anwendungen.
Sicherstellung einer nahtlosen Integration simulationsbasierter Engineering-Methoden, die ohne Datenkonsistenzbrüche mit konventionellen Verfahren kombiniert werden können.
Unterstützung unserer Projektpartner bei der Implementierung simulationsbasierter Dienste im entstehenden I4.0-konformen Simulationsframework.
Entwicklung einer leistungsfähigen Systemsimulation mit hoher numerischer Stabilität auf Basis der FMI Co-Simulation.
Konzeption einer interoperablen Simulations-Schnittstelle auf Basis der Verwaltungsschale, um einen standardisierten Datenzugriff zu ermöglichen.
Analyse und Berechnung des Energieverbrauchs fluidtechnischer Komponenten im Betrieb zur CO₂-Fußabdruck-Bilanzierung.

Mit diesen Maßnahmen treibt FLUIDON die digitale Transformation der Fluidtechnik voran und schafft eine skalierbare, interoperable und nachhaltige Simulationslösung für die Industrie 4.0.