Das Forschungsprojekt BaSys überProd stärkt die unternehmensübergreifende Produktionsunterstützung

Von der Wissenschaft in die Praxis:
Industrie-4.0-Middleware bei Unternehmen im Einsatz

25. Februar 2021

In dem neuen Forschungsprojekt »Basissystem für die unternehmensübergreifende Produktionsunterstützung« (kurz: BaSys überProd) arbeiten seit Beginn dieses Jahres 21 Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft an Lösungen für den Wandel hin zur digitalisierten, flexiblen Industrie-4.0-Produktion. Dabei kommt vor allem die Open-Source-Middleware Eclipse BaSyx zum Einsatz. Das Ziel: repräsentative Anwendungsfälle in Wirtschaftsunternehmen umzusetzen und das Wiederverwendungspotenzial der Lösungen für andere Kontexte herauszuarbeiten. Das Forschungsprojekt unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für Experimentelles Software Engineering IESE in Kaiserslautern knüpft hierbei an die erfolgreichen Arbeiten und Ergebnisse der beiden vorangegangenen Förderprojekte BaSys 4.0 und BaSys 4.2 an – und entwickelt diese weiter. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert das neue Projekt über zwei Jahre mit einer Summe von 8,3 Millionen Euro.

© iStock/onurdongel; bearbeitet durch Fraunhofer IESE

Zum Projektauftakt erklärt Bundesforschungsministerin Anja Karliczek: »Wir brauchen auch im digitalen Bereich einheitliche Unternehmensstandards, wie sie in der physischen Maschinenwelt längst zum Alltag gehören. Die Normierung von Produktions- und Prozessdaten, die derzeit noch von Unternehmen zu Unternehmen unterschiedlich behandelt werden, ist Voraussetzung für eine kooperative Produktion auf höchstem Niveau und trägt zur technologischen Souveränität Deutschlands und Europas bei. Mit dem neuen Forschungsprojekt werden wir daher nun Software erproben, mit deren Hilfe flexible und unternehmensübergreifende Produktionsabläufe einfach und effizient möglich werden.«

Open-Source-Middleware BaSyx als Enabler der wandelbaren Produktion
Pünktlich zum Projektstart markiert das kommende 1.0 Release der Eclipse BaSyx Middleware einen wichtigen Meilenstein für die Umsetzbarkeit von Industrie 4.0. Durch die als Open Source zur Verfügung gestellten Software Development Kits kann direkt in die Welt der Verwaltungsschalen eingetaucht werden. Off-the-Shelf-Komponenten ermöglichen ein einfaches Aufsetzen von Digitale-Zwillinge-Umgebungen ohne Programmiererfahrung – und das standardkonform.

Prof. Dr. Peter Liggesmeyer, Leiter des Fraunhofer IESE, erläutert, welche Vorteile sich daraus für die Industrie ergeben: »BaSyx setzt auf Standards wie die Verwaltungsschale, die heute schon die Grundlage zahlreicher industrieller Anwendungen ist. Das Forschungsprojekt ‚BaSys überProd‘ wird die Umsetzung flexibler unternehmensübergreifender Lieferketten, die effiziente Produktion kleiner Losgrößen und revolutionäre datengetriebene Geschäftsmodelle in zahlreichen industriellen Anwendungskontexten unterstützen. Daraus entstehende digitale Schnittstellen und Modelle werden wir über unsere Eclipse-Referenzimplementierung BaSyx frei zugänglich bereitstellen und damit die vierte industrielle Revolution entscheidend vorantreiben.«

Von Automotive bis Pharma: Unternehmen aus unterschiedlichsten Branchen sind an BaSys überProd beteiligt
Um einen möglichst umfangreichen Einblick in die verschiedensten Industriedomänen zu geben, wurden bei den kooperierenden Unternehmen gezielt solche aus wirtschaftsrelevanten Branchen ausgewählt. Diese reichen von Firmen aus der Automotive-Branche über die Pharmaindustrie bis hin zu Software-Unternehmen. Die nachstehenden drei Beispiele zeigen, wie vielfältig die Unternehmen und ihre spezifischen Anwendungsfälle in dem Projekt sind:

  • Als Automobilzulieferer plant die ZF Friedrichshafen AG, eine ihrer Vormontagelinien mit der Eclipse BaSyx Middleware auszustatten. So liefert ZF in dem Projekt wertvolle Informationen hinsichtlich Industrieanforderungen und Praxistauglichkeit von Industrie-4.0-Anwendungen.

  • Aus der Pharmabranche unterstützt die Sartorius Lab Instruments GmbH & Co. KG mit Sitz in Göttingen insbesondere die Entwicklung einer flexiblen Analyseanwendung. Bei der Fertigung kleiner Stückzahlen entstehen große Herausforderungen, wenn kundenspezifische Analysen gefordert sind. Mittels der Verwaltungsschale steht in Eclipse BaSyx eine einheitliche Schnittstelle bereit, die Produktdaten, Prozessdaten und auch das ERP-System integrieren kann. Im Rahmen von BaSys überProd wird nun ein anpassbares Analysewerkzeug entwickelt, mit dem bestehende Analyseverfahren kombiniert und neue Datenanalysen zeitnah realisiert werden können.
    Darüber hinaus ist Sartorius Lab Instruments in dem Projekt an der Umsetzung eines digitalen Wertstrommodells beteiligt. In der heutigen Produktion sind Fertigungsschritte oftmals automatisiert, jedoch existiert nicht immer ein explizites Prozessmodell, das den Wertstrom in einer Produktion beschreibt. In BaSys überProd soll ein Fertigungsprozess mit einem digitalen Wertstrommodell versehen werden, das nicht nur die Parametrierung der Fertigung ermöglicht, sondern auch bestehendes Domänenwissen explizit beschreibt.
     
  • Die Levicron GmbH aus Kaiserslautern entwickelt und produziert hochpräzise Spindelsysteme. Das mittelständische Unternehmen beteiligt sich in BaSys überProd an der sensorbasierten Optimierung der Produktion. Dazu unterstützt Levicron bei der Entwicklung einer Software zur intelligenten Sensorauswertung sowie der Konzeption virtueller Sensorsysteme. Seine spezialisierten Prüfstände eignen sich zum einen aufgrund ihrer Genauigkeit für die Virtualisierung verschiedener Arten von Sensoren. Zum anderen können sie die Evaluation der virtuellen Sensoren mittels physikalischer Messungen durchführen.

Das Forschungskonsortium von BaSys überProd setzt sich aus vier wissenschaftlichen Institutionen und 17 Wirtschaftsunternehmen zusammen:

Wissenschaft: Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering IESE (Konsortialführer), Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM, Technische Universität Kaiserslautern

Wirtschaft: EWM Group, Fujitsu EST, Hegla Gmbh & Co KG, HÖRMANN Automotive, logicline GmbH (Lenze Gruppe), Levicron GmbH, Meta-Level Software AG, Muckenhirn Automation GmbH, Murrelektronik GmbH, NetApp Deutschland GmbH, Objective Partner AG, PSI Automotive & Industry GmbH, Sartorius Lab Instruments GmbH & Co. KG, Sensitec GmbH, Siemens AG, Trustsec IT solutions GmbH, ZF Friedrichshafen AG

Ansprechpartner

Dr. Thomas Kuhn
Hauptabteilungsleiter Embedded Systems
Fraunhofer-Platz 1
67663 Kaiserslautern
Telefon +49 631 6800-2213
thomas.kuhn@iese.fraunhofer.de

Dr. Pablo O. Antonino
Abteilungsleiter Embedded Software Engineering
Fraunhofer-Platz 1
67663 Kaiserslautern
+49 631 6800-2213
pablo.antonino@iese.fraunhofer.de