grow

ING

Wachsende digitale Zwillinge und interoperable Datenräume für die unternehmensübergreifende Zusammenarbeit im Sondermaschinenbau.

© Christian Hermeling (Fraunhofer IWU)
Ansprechpartner

Dr.-Ing. Johannes Fisel

Senior Expert Advanced Assembly Systems,
Bosch Research

Ansprechpartner

Nicolai Maisch

ISW, Universität Stuttgart

Digitale Zwillinge für integrierte Zusammenarbeit

growING entwickelt Lösungen für eine unternehmensübergreifende und digital vernetzte Zusammenarbeit im Sondermaschinenbau. Im Mittelpunkt stehen wachsende digitale Zwillinge, interoperable Datenräume und durchgängige Engineering-Workflows. Anhand von drei konkreten Use Cases werden digitale Dienste, Simulationen und Technologien für die kollaborative Entwicklung und Inbetriebnahme von Produktionssystemen erprobt.


Ausgangssituation und Schnittstellen im Sondermaschinenbau
Wachsende digitale Zwillinge für den Sondermaschinenbau

Sondermaschinenbauprojekte erfordern die Zusammenarbeit unterschiedlicher Unternehmen, Disziplinen und Systeme. growING verfolgt deshalb einen digital-first-Ansatz, bei dem Produkte, Prozesse und Produktionssysteme über den gesamten Entwicklungszeitraum digital geplant, entwickelt und bewertet werden. Grundlage dafür sind wachsende digitale Zwillinge, die schrittweise um Daten-, Informations-, Funktions- und Verhaltensmodelle erweitert werden.

Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der unternehmensübergreifenden Zusammenarbeit. Relevante Akteure sollen sich je nach Projektbedarf über Datenräume sicher und regelbasiert vernetzen und Daten austauschen können. Dabei wird auf interoperable Technologien und nahtlos verbundene Workflows gesetzt, um Systembrüche zwischen unterschiedlichen Disziplinen und Unternehmen zu reduzieren.

growING entwickelt und erprobt hierfür konkrete digitale Dienste und Technologien. Dazu gehören eine Provider-App zur Verwaltung unterschiedlicher Reife- und Entwicklungsstände des digitalen Zwillings im Collaborative Engineering, Kommunikation über OPC UA PubSub sowie digitale Zwillinge für unterschiedliche Simulationstechniken.

Unternehmensübergreifende Entwicklung schneller und durchgängiger gestalten

Ziel von growING ist es, die Zusammenarbeit im Sondermaschinenbau über Unternehmensgrenzen hinweg stärker zu vernetzen und durch digitale Zwillinge zu unterstützen. Dadurch sollen Projekte digital und iterativ geplant, entwickelt und bewertet werden können, um Entwicklungsprozesse zu beschleunigen und Fehlerquellen zu reduzieren.

Eine zentrale Rolle spielt dabei die sichere und bedarfsgerechte Vernetzung von Unternehmen und weiteren Akteuren über Datenräume. growING verfolgt eine Single-Source-of-Truth-Strategie für verteilte Datenquellen und möchte durchgängige Workflows zwischen beteiligten Disziplinen und Partnern ermöglichen.

Die entwickelten Ansätze werden nicht nur konzeptionell betrachtet, sondern anhand von drei konkreten Use Cases umgesetzt und erprobt. Zwei industrielle Anwendungen basieren auf modularen Anlagenkonzepten von Robert Bosch GmbH. Ergänzend wird ein Testbed für kollaborative Fertigung am Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen der Universität Stuttgart (ISW) genutzt. Darüber hinaus wird die Forschungsplattform auf dem Forschungscampus ARENA2036 und der Stuttgarter Maschinenfabrik zu einer Projekt-Integrationsplattform weiterentwickelt.


Drei digitale Dienste

Provider-App für Collaborative Engineering

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Eine Provider-App unterstützt die Verwaltung unterschiedlicher Stände des digitalen Zwillings im Collaborative Engineering und schafft eine Grundlage für die Zusammenarbeit über Unternehmensgrenzen hinweg.

Kommunikation über OPC UA PubSub

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OPC UA PubSub wird für die Kommunikation zwischen beteiligten Systemen eingesetzt und ist Bestandteil der technologischen Umsetzung der vernetzten Zusammenarbeit.

Digitale Zwillinge für Simulationen

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Digitale Zwillinge bilden die Grundlage für unterschiedliche Simulationstechniken. Mit zunehmender Anreicherung der Datenbasis können Planung, Dimensionierung und Auslegung von Produktionssystemen auf verschiedenen Reifegraden untersucht werden.
Drei Anwendungsszenarien

Anforderungsspezifikation

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Integration proprietärer Software zur Anforderungsdokumentation in einen gemeinsamen Datenraum und Verknüpfung und Aktualisierung gegenseitiger Änderungen.

Austausch von Konstruktionsinformationen

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Allgemeiner Austausch von mCAD-, eCAD-, MES- und Planungsdaten und Verknüpfung verschiedener Konstruktionswerkzeuge.

Dashboard zur Prozessübersicht

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Ein Überblick über die gemeinsamen Prozesse in einem ganzheitlichen KMU-Projekt und d irekte Synchronisierung des aktuellen Projektstatus.
Drei konkrete Use-Cases

Provider-App für Collaborative Engineering

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Eine Provider-App unterstützt die Verwaltung unterschiedlicher Stände des digitalen Zwillings im Collaborative Engineering und schafft eine Grundlage für die Zusammenarbeit über Unternehmensgrenzen hinweg.

Kommunikation über OPC UA PubSub

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OPC UA PubSub wird für die Kommunikation zwischen beteiligten Systemen eingesetzt und ist Bestandteil der technologischen Umsetzung der vernetzten Zusammenarbeit.

Digitale Zwillinge für Simulationen

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Digitale Zwillinge bilden die Grundlage für unterschiedliche Simulationstechniken. Mit zunehmender Anreicherung der Datenbasis können Planung, Dimensionierung und Auslegung von Produktionssystemen auf verschiedenen Reifegraden untersucht werden.

„Die ARENA2026 bietet dem Projekt ein wertvolles Datenraum Infrastruktur-Testbett. Hier können wir gemeinsam mit Partnern einfach und schnell technische Anforderungen umsetzen und erproben."

Dr. Johannes Fisel, Senior Expert Advanced Assembly Systems

Bosch Research