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 GmbH 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.
FLUIDON demonstriert unter anderem die Nutzung des AAS-Submodells TechnicalData zur Parametrierung fluidtechnischer Simulationsmodelle in der SaaS-Umgebung Cube, um den CO₂-Fußabdruck eines Produktionsprozesses zu berechnen und diesen in das AAS-Submodell Carbon-Footprint zurückzuspielen. Zudem wird die Asset-Anbindung von Cube über das AAS-Submodell Asset-Interfaces-Description und das MQTT-Protokoll vorgestellt.
Herausforderung beim Engineering fluidtechnischer Systeme
- 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.
Daten & Digitalisierung als Schlüssel zur Zukunft
- 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.
Herausforderungen der Fluidtechnik
- Keine standardisierten Einsatzszenarien oder vordefinierten Ein- & Ausgänge wie in anderen Branchen.
- Digitale Zwillinge als Lösung: Der VDMA Fachverband Fluidtechnik hat ein Digitalisierungskonzept entwickelt.
- Umsetzung mit Asset Administration Shell (AAS) zur höchsten Flexibilität & Kompatibilität mit Standards wie OPC UA oder Automation ML.
Ziele & Nutzen
- Verbesserte Zusammenarbeit zwischen Herstellern, Maschinenbauern, Anwendern & Dienstleistern.
- Hersteller liefern künftig physische Komponenten zusammen mit einer Verwaltungsschale.
- Maschinen- und Anlagenbauer nutzen den digitalen Zwilling für datengetriebene Prozesse und Industrie 4.0-Datenmanagement.
Projektkonsortium
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.
Arbeitsprogramm
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.
Werte von TU-Dresden AAS-Repo-Server abrufen
Aktuell ist das hier die Beispiel Asset-Id: https://qr.parker.com/a/IA49S6BI
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