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

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Schlagwort: Industrie 4.0

Fördermaßnahme: Industrie 4.0 – GAIA-X-Anwendungen in Wertschöpfungsnetzwerken (InGAIA-X)

Laufzeit: 01.10.2022 - 31.12.2024

Förderkennzeichen: 02J21D120, 02J21D121, 02J21D122, 02J21D123, 02J21D124, 02J21D125, 02J21D126, 02J21D127, 02J21D128, 02J21D130, 02J21D131

GAIA-X-konformer Datenaustausch produzierender Unternehmen für die digitale Produktion von morgen GAIA-X-konformer Datenaustausch produzierender Unternehmen für die digitale Produktion von morgen

Forschungsziel: 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.

Ansprechperson Projektkoordination


Ansprechperson bei PTKA

Dr.-Ing. Danuta Seredynska
+49 721 608-22944
danuta.seredynska@kit.edu

Pflichtveröffentlichung: Nach Abschluss des Projekts finden Sie unter Angabe der oben genannten Förderkennzeichen (FKZ) oder unter Angabe des Projektakronyms unter www.tib.eu/de die detaillierte Pflichtveröffentlichung.

Detaillierte Projektbeschreibung

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.

Projektpartner
  • 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 GmbH
  • Technische Universität Darmstadt
Publikationen
Titel: DIONE-X_Gaia-X in industriellen Wertschöpfungsnetzwerken
Akronym: DIONE-X
Autor: Prof. Dr.-Ing. Roman Dumitrescu, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Oliver Riedel, Univ.-Prof. Dr. habil. Dr. h.c. Michael Henke, Prof. Dr.-Ing. Joachim Metternich, Prof. Dr.-Ing. Steffen Ihlenfeldt, Dr.-Ing. Christian Koldewey
Herausgeber: Prof. Dr.-Ing. Roman Dumitrescu, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Oliver Riedel, Univ.-Prof. Dr. habil. Dr. h.c. Michael Henke, Prof. Dr.-Ing. Joachim Metternich, Prof. Dr.-Ing. Steffen Ihlenfeldt, Dr.-Ing. Christian Koldewey
Verlag: VDI Verlag GmbH VDI Verlag GmbH
Veröffentlicht im Jahr: 2025
Die Projekte URANOS-X, COSMIC-X, DIONE-X, GRIPSS-X und Fed-X-Pro aus der vom BMBF geförderten Förderlinie InGAIA-X haben ihre Projektergebnisse in einem VDI-Fortschrittsbericht zusammengefasst. Die Publikation richtet sich an Industrieunternehmen und Forschende, die Gaia-X für die industrielle Produktion nutzen möchten. Sie gibt einen fundierten Überblick über den Einsatz von Gaia-X-Technologien und stellt praxisnahe Lösungen vor. Diese sind speziell auf kleine und mittlere Unternehmen (KMU) zugeschnitten und ermöglichen einen souveränen und sicheren Datenaustausch in interoperablen Datenräumen. Die Erkenntnisse umfassen unter anderem den Einsatz von Blockchain, Self-Sovereign Identity (SSI) und digitalen Zwillingen, die KMU dabei unterstützen, ihre Wettbewerbsfähigkeit in der digitalen Transformation zu steigern.

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