Bei der Brennstoffzellenfertigung ist höchste Präzision gefordert, die dank der Lösungen von Dassault Systèmes und Omron erreicht werden kann (Quelle: Omron)
„Es wird künftig in der Produktion vermehrt um eine nahtlosere IT-OT-Integration, also die Verbindung von Informationstechnologie und operativer Steuerungs-Hardware gehen. Um diese beiden Ebenen miteinander zu verbinden, arbeitet Omron mit Partnern wie Dassault und VAF zusammen, die mit IT- und Integrations-Know-how punkten“, berichtet Henry Claussnitzer, Business Engagement Manager Automotive EMEA bei Omron.
Produktionsabläufe virtuell simulieren
Das Wissenschafts- und Technologieunternehmen Dassault Systemès schafft kollaborative virtuelle Umgebungen als „virtuelle Twin Experiences“ der realen Welt. Mithilfe der 3DEXPERIENCE-Plattform von Dassault und gemeinsam mit VAF hat Omron eine robotergestützte Stacker-Zelle für den Zusammenbau von Brennstoffzellen-Stacks entwickelt. Die Lösung kann einen 0,5-s-Zyklus der einzelnen Schichten von Bipolar- (BPP) und Membranelektrodenplatten (MEA) erreichen. Die Idee für das Projekt stammt vom Unternehmen e.Volution, das ein neues Mobility-as-a-Service (MaaS)-Konzept auf Basis einer Brennstoffzelle umsetzen wollte. "Mit 3DXP verschmelzen die digitalen Zwillinge von Konstruktion und Fertigung zu einem gemeinsamen digitalen Zwilling als virtuelles Grundmodell", geben die Experten an.
"Der digitale Zwilling sorgt dafür, Produktionsabläufe virtuell durchzuspielen, um besser planen und entwickeln zu können sowie Neuentwicklungen voranzutreiben. IT und OT werden so zu flexiblen und skalierbaren Produktionslösungen", heißt es in einer Pressemeldung. Und weiter: "Virtuelle Zwillinge können etwa Prototyping unterstützen, Material- und Ressourceneinsparungen in neuen Kreislaufkonzepten simulieren und dabei helfen, Markteinführungszeiten zu verkürzen. Hinzukommt, dass ein derartiger Ansatz Nachhaltigkeit und Effizienzsteigerungen zugutekommt. Dassault, OMRON und VAF wollen Hersteller und Zulieferer im Bereich der nachhaltigen Mobilität dabei unterstützen, digitale Technologien zu identifizieren und einzusetzen, um die autonome Produktion weiterzuentwickeln."
Nutzen in Hannover bewiesen
Durch Einsatz der 3DEXPERIENCE-Plattform lassen sich Abläufe in der Brennstoffzellenproduktion nach Unternehmensangaben hochgradig automatisieren, die Qualität steigern und Zykluszeiten reduzieren. Auf der Hannover Messe 2022 wurde die Kooperation der Unternehmen als „quasi schnellste Steckeranlage der Welt“ (Claussnitzer) erstmals vorgestellt. An zwölf Stationen ließ sich die netzwerkübergreifende Zusammenarbeit für den Produktentstehungsprozess live erleben. Gezeigt wurde die komplette Reise der verschiedenen virtuellen Zwillinge von der ersten Idee bis zum After-Sales-Service während des Betriebs der Maschine. Graebener Bipolar Plate Technologies liefert Brennstoffzellen-Bipolarplatten, die das Herzstück des Brennstoffzellenstapels bilden. "Der letzte Schritt des Szenarios zeigt, wie Rückmeldungen aus den einzelnen Prozessschritten wieder in den Ideenpool für neue Varianten und Entwicklungen oder sogar ganz neue Geschäftsmodelle einfließen können – ein virtueller Lebenszyklus über das gesamte Wertschöpfungsnetzwerk", geben die Experten an.
Gutes Trio
Hermann Stark, Geschäftsführer der VAF GmbH, berichtet über die besonderen Herausforderungen, die der Bau von Brennstoffzellen für produzierende Unternehmen mit sich bringt: „Bei der Brennstoffzelle ist ein wesentlicher Punkt, die Bauteile passgenau übereinander zu bringen. Gefragt ist präzise und absolut verlässliche Genauigkeit, um die Dichtungen einzuhalten und um die bipolare Platte und die MEA nicht zu beschädigen. Mit Dassault Systèmes und Omron haben wir Partner gefunden, die uns in allen Systemen unterstützen, sodass wir eine erfolgreiche Maschine realisieren konnten.“
Philippe Bartissol, Vice President Dassault Systèmes, schließt an: „In den vergangenen drei Monaten war die Chemie zwischen VAF, Omron und Dassault Systèmes einfach unglaublich, und ich freue mich auf die nächsten gemeinsamen Schritte.“
Wasserstoff-Technologien gemeinsam vorantreiben
Alle drei Unternehmen verfolgen die Vision einer nachhaltigen Mobilität. H. Claussnitzer fasst zusammen: „Wir wollen gemeinsam etwas für die Zukunft tun und in erneuerbare Energien investieren. Das war der Haupttreiber, der uns zusammengebracht hat.“ P. Bartissol ergänzt: „Wir haben alle erkannt, dass wir Wasserstoff in der Mobilitätsindustrie jetzt brauchen. Aber wir müssen die neuen Champions der Wasserstoff-Wertschöpfungsnetze gemeinsam aufbauen.“
Derzeit weiß zwar noch niemand genau, wie die Brennstoffzelle in Zukunft aussehen , wie groß sie sein oder welche Form sie haben wird. „Doch Flexibilität in die Maschine einzubauen, ist die größte Herausforderung. Zugleich dürfen Geschwindigkeit und Genauigkeit nicht vernachlässigt werden“, sagt H. Claussnitzer. „Genau auf diesem Gebiet haben wir uns mit unseren Partnern auf den Weg gemacht, und als Team werden wir viele spannende Ansätze für flexiblere und effizientere Produktionsabläufe entwickeln.“