Hochschule Bonn-Rhein-Sieg setzt auf Digitale Zwillinge: Entwicklungen für kleine und mittlere Unternehmen
Digitale Zwillinge gelten als Megatrend in der Industrie. Die virtuellen Abbilder sind weit mehr als Computersimulationen. Mit ihrer Hilfe lässt sich das Design von Produkten und Prozessen auf neuartige Weise optimieren, die Zahl der Anwendungen ist groß und wächst beständig weiter. Die Hochschule Bonn-Rhein-Sieg (H-BRS) hat zusammen mit zwei Partnern ein Labor für digitale Zwillinge gegründet. Die dort gewonnenen Erkenntnisse sollen vor allem kleinen und mittleren Unternehmen zugutekommen.
Von der Transportwirtschaft über den Anlagenbau und die Stadtentwicklung bis zur Medizin: Auf den unterschiedlichsten Gebieten werden Digitale Zwillinge eingesetzt. Für die Industrie haben die am Computer erschaffenen Modellsysteme einen besonderen Stellenwert, denn die Vorteile liegen auf der Hand: kürzere Entwicklungszeiten, frühzeitige Erkennung von Schwachstellen, mehr Flexibilität bei Designvarianten, Optimierung von Prozessen. Bei ihrer Erstellung arbeiten, zumal im industriellen Bereich, Spezialisten der Fachgebiete Ingenieurwissenschaften und Informatik eng zusammen. Aber vor allem kleine und mittlere Unternehmen stoßen bei eigener Forschung an ihre Grenzen.
Die Hochschule Bonn-Rhein-Sieg hat sich daher das Ziel gesetzt, ihre Forschung auf dem Gebiet zum Nutzen kleiner und mittlerer Unternehmen zu fokussieren. Gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen (SCAI) und der Dr. Reinold Hagen Stiftung hat sie das „Digital Twin-4-Multiphysics Lab (DT4MP)“ ins Leben gerufen. Mit dem Labor bündeln die Partner ihre unterschiedlichen Kompetenzen, um Anwendungsfälle von Unternehmen umfassend zu analysieren und Lösungen zu erarbeiten. Sie wollen ihre Kompetenzen strategisch weiterentwickeln, die Ausbildung voranbringen und Partner der Industrie sein.
„Kleine und mittlere Unternehmen kennen die Vorteile Digitaler Zwillinge genau, stehen aber bei der Umsetzung vor vielen kleinen und großen Herausforderungen“, sagt Sebastian Houben, Professor für Robot Vision und Machine Learning an der H-BRS und Mitgründer des Labors. „Wir versuchen, in unserem Lab die Expertise zu bündeln, um diese Unternehmen flexibel und für ihren Anwendungsfall passgenau zu unterstützen.“
Mit seinem Dienstleistungsangebot richtet sich das Labor an kleine und mittlere Unternehmen, wie Maschinen- und Werkzeugbauer, Teilehersteller oder Dienstleister im Bereich der Kunststofftechnik. Seine besonderen Kompetenzen sieht es bei der KI-unterstützen Simulation von Fertigungsprozessen, Materialmodellierung, Autonomen Systemen, Bildverarbeitung und Datenanalyse. Entlang der Lieferketten richtet sich das DT4MP zudem an die Konstruktions- und Virtual-Engineering-Abteilungen größerer Unternehmen. Die Industrie im Raum Köln-Bonn-Aachen steht dabei im Fokus.
Für die Hochschule Bonn-Rhein-Sieg ist die Digitalisierung eines der Schwerpunktthemen ihres aktuellen Hochschulentwicklungsplans. Sie unterhält Forschungsinstitute auf dem Gebiet, die auch in dem neuen Labor vertreten sind: Das Institut für Technik, Ressourcenschonung und Energieeffizienz (TREE), sowie das Institut für Künstliche Intelligenz und Autonome Systeme (A2S). Die H-BRS betreibt außerdem mehrere experimentelle Labore zur Material- und Werkstoffprüfung, welche im DT4MP-Labor durch zusätzliche Kapazitäten der Reinold Hagen Stiftung ergänzt werden.
Zur Durchführung von rechenintensiven Computersimulationen steht dem Labor eines der deutschlandweit größten an Hochschulen vorhandenen Rechencluster zur Verfügung. Zudem kann sie auf Großrechenkapazitäten der Fraunhofer Gesellschaft am Institutszentrum Birlinghoven zurückgreifen.
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