In der Industrie gehört der Einsatz von so genannten digitalen Zwillingen schon seit geraumer Zeit zum Alltag – sie sind präzise digitale und virtuelle Nachbildungen echter Anlagen, Systeme oder Gebäude, in denen man Simulationen durchführen kann, ohne real in bestehende Produktionsprozesse einzugreifen. In den digitalen Zwilling werden jene Informationen übertragen, die das echte System liefert. Ein lernfähiger Algorithmus optimiert das System im Zwilling, gibt die gewonnenen Informationen an die realen Anlagen zurück und verbessert diese dadurch. Ein digitaler Zwilling einer Fertigungsanlage, der die Energieverbräuche bei der Herstellung von Leiterplatten optimiert, soll im Rahmen eines geförderten Projektes mit dem Titel „Digital Energy Twin“ entwickelt werden. Das Projekt wird von AT&S in einem Konsortium mit der außeruniversitären Forschungseinrichtung AEE INTEC, die sich unter anderem intensiv mit angewandter Forschung im Bereich der Energieeffizienz und erneuerbarer Energie in der Industrie beschäftigt, und weiteren Technologie- und Forschungspartnern durchgeführt.
Die Herstellung moderner Leiterplatten erfordert hochspezialisierte Prozesse und Anlagen und damit einhergehend ein komplexes Energiesystem, das wesentlich die Produktqualität mitbestimmt. AT&S arbeitet intensiv daran, den Energiebedarf in allen Fertigungsschritten zu optimieren und nachhaltig zu gestalten. Allein im vergangenen Geschäftsjahr konnten durch eine Vielzahl von Maßnahmen Energieeinsparungen in der Höhe von 12 Gigawattstunden beziehungsweise 9,3 Kilotonnen CO2 realisiert werden.
Mit Hilfe des nun gestarteten „Digital Energy Twin“-Projektes sollen weitere Optimierungsmöglichkeiten entlang der Produktions- und Energieversorgungskette identifiziert, umgesetzt und somit die Flexibilität in der Produktion weiter gesteigert werden. „Konkret wollen wir in Zukunft mit Hilfe von Simulationstools in der Lage sein, den Energiebedarf in der Produktion digital darzustellen“, erklärt Angela Laverde, die bei AT&S für das Projekt verantwortlich ist. „Gleichzeitig werden auch die schwankenden Verfügbarkeiten von erneuerbaren Energieträgern bei der Energiegewinnung abgebildet. Ziel ist es, mit Hilfe des digitalen Zwillings den prozessbedingten Energiebedarf zu optimieren und erneuerbare Energie bestmöglich in den Prozess zu integrieren.“ Dazu werden Daten aus der realen Produktion in den digitalen Zwilling der Fabrik übertragen, dort modelliert und validiert und die Ergebnisse zurück in die Fertigungslinie übertragen. Neben einer Kombination aus physikalischen und daten-getriebenen Modellen kommen als Instrumente auch künstliche Intelligenz und Virtual-Reality Anwendungen zum Einsatz.
Der digitale Zwilling ist Teil des Digital Transformation Programms von AT&S und ein gutes Beispiel dafür, wie die Digitalisierung, gepaart mit künstlicher Intelligenz und Simulationswerkzeugen einen echten Nutzen für den Umweltschutz, aber auch für das Unternehmen selbst bringt. Als Hersteller von Leiterplatten- und Verbindungslösungen ist es wichtig, Digitalisierung nicht bloß mit Produkten zu ermöglichen, sondern diese auch tatsächlich im Produktionsablauf einzusetzen und so eine Vorreiterrolle in der Industrie einzunehmen.
Zum Projekt:
Das auf vier Jahre angelegte „Digital Energy Twin“-Leitprojekt wird von AEE INTEC koordiniert und vom österreichischen Klima- und Energiefonds gefördert. Die Methode des digitalen Zwillings wird dabei für die Optimierung von Energiebedarf und ‑versorgung angewandt und in ein modulares und flexibles Software-Tool übergeführt. Damit sollen Kosten und Investitionsrisiken erneuerbarer Energiesysteme gesenkt und deren Anteil in der Industrie signifikant erhöht werden. Neben AT&S als Industriepartner und AEE INTEC als Koordinator sind zehn österreichische und ein deutscher Partner aus Digitalforschung, Energieforschung und Industrie mit an Bord: FH Vorarlberg (Research Center Digital Factory Vorarlberg / Research Center Energy / Research Center User Centered Technologies / VR Lab), FH Salzburg Informationstechnik & System-Management, Technische Universität Graz Institute for Software Technologies und Institute for Interactive Systems and Data Science, Montanuniniversität Leoben Lehrstuhl für Energieverbundtechnik, Eberle Automatische Systeme GmbH & Co KG, Enertec Naftz & Partner GmbH & Co KG, Schmoll Maschinen GmbH, ENEXSA GmbH, Bravestone Information-Technology GmbH. Das Projekt wird aus Mitteln des Klima- und Energiefonds gefördert und im Rahmen des Programms „Energieforschung (e!MISSION)“ durchgeführt.
AT & S Austria Technologie & Systemtechnik Aktiengesellschaft – First choice for advanced applications
AT&S ist globaler Markführer bei hochwertigen Leiterplatten und einer der führenden Hersteller von IC-Substraten. AT&S industrialisiert zukunftsweisende Technologien für seine Kerngeschäfte Mobile Devices & Substrates, Automotive, Industrial und Medical. AT&S verfügt über eine globale Präsenz mit Produktionsstandorten in Österreich (Leoben, Fehring) sowie Werken in Indien (Nanjangud), China (Shanghai, Chongqing) und Korea (Ansan nahe Seoul) und beschäftigte im Geschäftsjahr 2018/19 rund 10.000 Mitarbeiter. Weitere Infos auch unter www.ats.net
Foto: Bei AT&S werden Virtual-Reality Anwendungen eingesetzt, um in einem „Digitalen Zwilling“ einer Fertigungsanlage die Energieverbräuche bei der Herstellung von Leiterplatten zu optimieren. Fotocredit: Kanizaj Marija‑M.
