Arbeitspakete

Die Umsetzung des Arbeitspakets 1 stellt den Grundstein für ein erfolgreiches Projekt. Hier werden alle Anforderungen an die gesamte Prozesskette, Komponenten und die Wirtschaftlichkeit definiert und ein abschließendes Lastenheft erstellt. Da diese Phase besonders wichtig ist und die Sicht sowohl von der Forschung als auch von der Industrie eingebracht werden soll, sind hier alle Partner gleichermaßen beteiligt. Die assoziierten Partner wie Saueressig, Siemens, SICK und mk stehen in diesem Arbeitspaket mit ihrem Expertenwissen mit besonderem Bezug zur Wirtschaftlichkeitsbetrachtung beratend zur Seite. Neben den Anforderungen an das Projekt sollen auch frühzeitig alle benötigten Investitionen erkannt und ausarbeitet werden. Diese frühzeitige Auseinandersetzung mit den Investitionen ist zwingend notwendig um unvorhergesehene Lieferzeiten / Bedarfsmängeln entgegenzuwirken. Damit neben den wirtschaftlichen Anforderungen auch die technischen Bedürfnisse bestmöglich definiert werden können, werden in diesem Arbeitspaket auch Anforderungen aus Automotive, Zulieferern, etc. berücksichtigt.

Das vorrangige Ziel des Arbeitspakets ist die umfassende Konzeption von Informationsmodellen auf Basis von bestehenden Expertisen und Referenzliteratur, sowie aktuelle Forschungs- und Clusterergebnisse. Dazu werden die Vorarbeiten und Projekte der Partner zusammengetragen und zu einer Ziellandschaft der Informationsmodelle (in Bezug auf OPC UA) entwickelt. Da dies viel abstrakte Arbeitsinhalte beinhaltet, arbeiten vor allem die Forschungsinstitute in diesem Arbeitspaket. Da neue Erkenntnisse der folgenden Arbeitspakete auf das Informationsmodell zurückgespielt werden sollen, wird dieses kontinuierlich erweitert und angepasst. EECC trägt mit seinen Erfahrungen im Bereich der digitalen Abbildung von Produktions- und Lieferketten individuell identifizierbarer Individuen mit dem EPCIS Standard bei.

Innerhalb dieses Arbeitspakets sollen die Informationsmodellentwürfe sowie die Datenarchitektur in einer Forschungsumgebung umgesetzt und alle begleitende IT-Systeme implementiert werden. Dabei wird unter Leitung der FFB die bestehende Architektur im Hinblick auf Integrationspunkte für Informationsmodelle analysiert, die Informationsmodelle integriert, sowie fehlende Komponenten hinzugefügt.

Grundlage für einen Großteil der digitalisierten Anwendungsfälle in der Zellproduktion ist die Möglichkeit die Batteriezelle und ihre Zwischenprodukte über die gesamte Prozesskette hinweg verfolgen zu können.
Das Arbeitspaket 4 befasst sich deshalb mit dem Traceability-Konzept für Zellen (und Zwischenprodukte) ab der Elektrodenproduktion. Hier werden zunächst alle Daten entlang der Produktion erfasst, im Traceability-System aggregiert und an weitere Systeme verteilt. Um eine Umsetzung und genaue Analyse des Use-Cases zu er-möglichen, wird dabei ein Fokus auf einen zu definierenden Teilprozess gelegt. Durch weitere Messtechnik und Komponenten werden fehlende Daten in dem Prozess ergänzt und zur Verfügung gestellt. Die konzipierten Informationsmodelle sollen hier als Grundlage für einen standardisierten Datenaustausch zwischen den verschiedenen Teilprozessschritten dienen. Der Traceability Use-Case wird in der Prozesskette der Zellassemblierung und ggf. ein vor- bzw. nachgelagerter Prozessschritt umgesetzt. Hierbei werden sowohl Anlagen des IPA als auch eine Anlage am wbk verwendet. Dabei werden Zwischenprodukte aus den Prozessen vom wbk an die Prozesse am IPA, unter Beibehaltung der Traceability über diese Produktionsgrenze hinweg, übergeben.

Die EU plant die Einführung eines verpflichtenden Battery Passports für Batterien. Hier werden Daten zu Rohmaterialien, Energieverbräuchen, Produzent und ähnlichem gespeichert. Hier können auch Daten aus der Produktion relevant sein. Im Rahmen von Arbeitspaket 5 soll deshalb der Prototyp eines „Battery Passport for Production“ entwickelt werden. Die Inhalte dieses Passports sollen im Einklang mit dem EU Battery Passport stehen und eine solide Grundlage für diesen bilden. Der Battery Passport dient dabei als eine erste konkrete Anwendung der konzipierten Informationsmodelle, sowie der in Arbeitspaket 4 entwickelten Traceability Lösung.

In Arbeitspaket 6 wird der der dritte Anwendungsfall, Prozessoptimierung, bearbeitet. Dabei wird die direkte Optimierung der Anlagen durch eine adaptive Änderung der Prozessparameter betrachtet. Durch die identifizierten Parameter und deren Zusammenhänge werden in der Formierung Prozessdaten aus vorangegangenen Prozessschritten genutzt, um die Formierung durch Vorschläge zur Anpassung der Anlagenparameter zu optimieren. Gezeigt wird so, dass durch die entwickelten Informationsmodelle und Referenzimplementierung, die Entwicklungen von Optimierungsalgorithmen beschleunigt und diese auf andere Anlagen übertragbar gemacht werden.

Unter Leitung des wbk wird die Arbeit des Projektes in Hinblick auf Use-Cases und Referenzarchitekturen geprüft und bewertet. Die Use-Cases werden dabei zunächst zusammengetragen, verglichen und in Bezug auf die Rolle und Potentiale durch die Datendurchgängigkeit bewertet.

Ziel dieses Arbeitspakets ist die Schaffung eines Standards aus dem generierten Wissen. Damit alle Ergebnisse der einzelnen Unterarbeitspakete zeitnah festgehalten und nutzbar gemacht werden können, startet das Arbeitspaket bereits kurz nach Projektbeginn. Dazu soll unter Federführung des VDMA ein OPC UA CS erstellt und veröffentlicht werden. Um einen Industrieweiten Einsatz der erzielten Projektergebnisse gewährleisten zu können, liegt ein besonderes Augenmerk auf die zielgruppenorientierte Kommunikation in verschiedenen industriellen Netzwerken.

Im Rahmen dieses fortlaufenden Arbeitspaketes organisiert Schuler den laufenden Projektbetrieb, koordiniert die einzelnen Arbeitspakete untereinander und stellt die fristgerechte Fertigstellung der Meilensteine und Projektinhalte sicher. Zudem sind halbjährliche Konsortialtreffen vorgesehen, in denen der regelmäßige Austausch der Projektteilnehmer gesichert wird, welche ebenfalls von Schuler koordiniert werden.