Digitalwirtschaft: Simulationslösungen in der Oberflächentechnik

Datenerfassung und Datenanalytik sind die Grundpfeiler der Digitalisierung von Produktionslinien.
© Fraunhofer IST
Datenerfassung und Datenanalytik sind die Grundpfeiler der Digitalisierung.

Industrie 4.0 in der Oberflächentechnik und Digitalisierung von Produktionslinien

Kontinuierlich steigende Anforderungen an Beschichtungsprodukte hinsichtlich Effizienz, Reproduzierbarkeit und Nachhaltigkeit erfordern eine systematische Erfassung von Produkt- und Prozessdaten. Digitale Zwillinge nutzen diese Datenbasis zur Erkennung der Ursachen von Drifts oder Defekten und können komplexe Abhängigkeiten zwischen Prozessschritten aufdecken und können somit bei der Prozessoptimierung in der Oberflächentechnik Hilfestellung leisten. In der Oberflächentechnik existieren diese bereits für ausgewählte Teilprozesse, eine Digitalisierung kompletter Produktionslinien stellt nach heutigem Stand jedoch eine hohe Herausforderung dar. 

Der Beitrag des Fraunhofer IST zur Digitalisierung der Oberflächentechnik 

Das Fraunhofer IST bündelt Simulationslösungen aus dem Bereich Oberflächentechnik mit jahrzehntelangen Erfahrungen aus realer Beschichtungsprozesstechnik und Schichtanalytik. Alle Voraussetzungen zur experimentellen Validierung daten- und modellgetriebener Simulationscodes stehen vor Ort zur Verfügung. Mit diesen Werkzeugen bieten wir Simulationsstudien zur Prozessoptimierung oder Know-how-Transfer in Form von Lizenzen und Workshops. Des Weiteren bieten wir Unterstützung bei der Digitalisierung von Produktionslinien mittels Sensordatenerfassung, Konzeption und Implementation von Prozess- und Produkt-Datenbanken sowie bei der Auswahl und Installation von High Performance Computing Hardware und im Cloud-Computing. 

Ganzheitlich digitale Prozesskette – vom Material zum Hightech-Produkt

Am Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST haben wir den gesamten Produktlebenszyklus im Blick und entwickeln nachhaltige Produkte und zugehörige Produktionssysteme. Digitalisierung, Vernetzung und Automatisierung sind dabei Schlüssel zur ganzheitlichen Gestaltung von Prozessketten und deren Einbettung in Fabriksysteme. Zentral für unsere Arbeit ist ein tiefergehendes Verständnis der Beziehungen zwischen den Prozessparametern, der resultierenden Struktur von Schichten und Oberflächen sowie den finalen Eigenschaften des Produkts. Inline- und Laboranalytik schaffen dafür das Fundament und liefern wichtige Daten für simulationsbasierte Ansätze, z. B. für eine Simulation des Schichtwachstums oder neue daten-getriebene Ansätze z. B. auf Basis von Machine Learning.

Wir bieten Ihnen Lösungen für Ihre Anwendungen

 

Im Fokus

Digitalisierung in der Oberflächentechnik

Digitalisierung und datengestützte Produkt- und Prozessoptimierung am Fraunhofer IST

Am Fraunhofer IST existieren zahlreiche Anlagen, welche in Echtzeit Daten erfassen und in Datenbanken ablegen. Dies schließt Metadaten mit ein. Auf Basis dieser Daten werden unterschiedlichste Konzepte zur Visualisierung und zur modell- oder datengestützten Auswertung entwickelt und implementiert. Der Aufbau dieser Kompetenz ist ein wichtiger Baustein der Strategie zur Digitalisierung von Prozessen und Prozessketten. Datengestützte Modelle ermöglichen Produkt- und Prozessoptimierungen mittels unterschiedlicher KI-Ansätze, wie zum Beispiel Deep Learning bzw. neuronale Netze, Grey-Box-Modelle oder echtzeitfähige, vereinfachte physik-basierende Modelle. Wir unterstützen Sie gerne im Aufbau Ihrer Infrastruktur auf Ihrem Weg in die Digitalisierung mittels Datenerfassung und Entwicklung spezifischer Produkt- und Prozessmodelle.

 

Aus der Forschung

Erfolgsfaktor Oberflächenreinigung – Reinigung 4.0

 

Aus der Forschung

Digitalisierung in der Galvanotechnik

 

Aus der Forschung

Prozessautomatisierung mit MOCCA+®

Ausgewählte Referenzprojekte

 

Referenzprojekt

Intelligente Dünnschichtsensoren

 

Aus der Forschung

Sensorik zur KI-gestützten Qualitätsüber­wachung in der Produktionstechnik

Unsere Schwerpunkte und Kompetenzen

 

Kompetenz

Sensorik

 

Kompetenz

Simulation & Digital Services

Unser Engagement in Forschungsclustern

 

Wasserstoff Campus Salzgitter