Batteriefabrik: Virtuelles Modell für die Energie der Zukunft

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Siemens hat eine Demo für eine virtuelle Batteriefabrik entwickelt. Für die realitätsnahe Umsetzung kommt die Metaverse-Plattform Nvidia Omniverse zum Einsatz.

• Siemens und Nvidia vertiefen ihre Zusammenarbeit mit den Freyr Virtual Factory Demos.

• Denn auf der Hannover Messe hat Siemens ein digitales Modell der nächsten Generation der Batteriefabrik des Batteriespezialisten Freyr vorgestellt.

• Die Omniverse-Technologie von Nvidia leistete dazu einen wichtigen Beitrag

Das digitale Modell der Batteriefabrik verdeutlicht die auf der Hannover Messe bekannt gegebene strategische Partnerschaft von Siemens und Freyr. Somit wird Siemens zum bevorzugten Lieferanten von Freyr im Bereich der Automatisierungstechnik. Der norwegische Konzern kann daher die Produktion skalieren und die Effizienz der Anlagen optimieren. Die von Siemens entwickelte Demo nutzt die Entwicklungsplattform Nvidia Omniverse, um die Batteriefabrik realitätsnah erfahrbar zu machen. Sie folgt der gemeinsamen Vorstellung eines industriellen Metaverse, die Siemens und Nvidia im vergangenen Jahr vorgestellt haben.

Die Demos waren als Teil eines industriellen Metaverse-Erlebnisses auf dem Siemens-Stand während der Hannover Messe 2023 zu sehen. Sie umfassten Betriebsdaten aus der Freyr-Fabrik in Norwegen. Die Lösung zeigte die Integration von Siemens Xcelerator und Nvidia Omniverse. Dabei bot sie 3D-Darstellungen der Infrastruktur, der Anlage, der Maschinen, der Ausrüstung, der menschlichen Ergonomie, der Sicherheitsinformationen, der Roboter, der fahrerlosen Transportsysteme sowie detaillierte Produkt- und Produktionssimulationen.

Diese Technologien sollen Freyr dabei helfen, die steigende Nachfrage nach hochdichten, kostengünstigen Batteriezellen für stationäre Energiespeicher, Elektromobilität und Schiffsanwendungen zu befriedigen.

Entscheidender Schritt in der Wertschöpfungskette

Angesichts der der raschen Elektrifizierung des Verkehrssektors wird die Batterieindustrie bis 2030 voraussichtlich auf 400 Milliarden US-Dollar anwachsen. Die Herstellung von Batteriezellen ist daher ein entscheidender Schritt in der Wertschöpfungskette von Batterien. Die Hersteller investieren Milliarden von Dollar in neue Batteriezellenanlagen, um diese neue Nachfrage zu befriedigen.

In der Demo zeigte Siemens eine Vision, wie Teams umfassende digitale Zwillinge im industriellen Metaverse mit Modellen bestehender und zukünftiger Anlagen nutzen können.

In wenigen Augenblicken kann Freyr ein Treffen mit potenziellen Investoren oder Kunden in seiner digitalen Batteriefabrik in Norwegen ansetzen. Das Werk lässt sich zudem von außen erkunden, bevor es betreten wird, und Anwender können sich die aktuellen Produktionsprozesse anschauen.

Physikalisch genaue Echtzeitsimulation für die Batteriefabrik

Der Innenraum-Fly-through vermittelt sofort die Größe und den Maßstab der Anlage. Die physikalisch genaue Echtzeitsimulation zeigt, wie sich Maschinen und Roboter in der Fabrik bewegen. Sie kann sogar komplexe Prozesse simulieren. Sensoren, die Maschineninformationen erfassen, ermöglichen eine Echtzeit-Visualisierung der Leistung und ergonomische Bewertungen.

Die Demo hat auch veranschaulicht, wie sich das Modell für die Produktionsplanung nutzen lässt. Dabei wird gezeigt, wie ein Werksleiter die Leistung des Werks schnell bewerten kann -- und zwar mithilfe einer maßgeschneiderten Siemens-Anwendung, die auf einen Blick einen Überblick über den Betrieb der Anlage bietet.

Virtuelle Zusammenarbeit in der Fertigungszelle

Von dort aus kann der Manager ein Microsoft-Teams-Meeting mit Kollegen in einer "Fertigungszelle" innerhalb der virtuellen Fabrik starten. Dort sind die wichtigsten Mitarbeiter, Maschinen und Materialien an einem strategischen Ort platziert. Das Team kann dann einen Roboterarm untersuchen, der Probleme mit einer niedrigen Taktzeit hat, auf Maschinenleistungsdaten zugreifen, spezifische Taktzeitprobleme identifizieren und einen Live-Videostream mit begleitenden Sensordaten zur Maschinenleistung anzeigen. Dieser Showcase ist als Auftakt einer allgemeineren Entwicklung zu verstehen, denn immer mehr Branchen werden das industrielle Metaversum annehmen und umsetzen.

Weitere Informationen: https://www.nvidia.com/en-us/omniverse/ und https://www.nvidia.com/en-us/omniverse/digital-twins/siemens/

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