Batteriefertigung: Virtuelles Produktionssystem mit echtzeitfähigen Maschinenmodellen

Im Forschungsprojekt ViPro entsteht eine prozessübergreifende Produktionssteuerung für die Batteriefabrik der Zukunft

Intelligente Stapelanlage für die Batterieproduktion — Im Forschungsprojekt ViPro wird am wbk ein digitaler Zwilling für eine flexible Stapelanlage entwickelt. (Foto: wbk / Robert Fuge)

In Batteriezellen stecken jede Menge hauchdünne und empfindliche Elektroden – das macht die Fertigung aufwendig und führt zu erheblichen Kosten durch Produktionsausschuss. Das Projekt ViPro, Teil des durch das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) koordinierten Forschungsclusters InZePro (Intelligente Batteriezellproduktion), will das ändern: Dank einer neuartigen, prozessübergreifenden Produktionssteuerung sollen Herstellungsfehler nun zukünftig schon vor und während der Produktion erkannt und Gegenmaßnahmen vollautomatisch eingeleitet werden.

Ein „digitaler Zwilling“ für jeden Prozessschritt

Grundlage für die intelligente Steuerung sind zahlreiche Sensoren an den Maschinen sowie eine digitale Plattform als virtuelles Produktionssystem, in die detaillierte Simulationsmodelle („digitale Zwillinge“) jedes einzelnen Schritts des Produktionsprozesses integriert werden. Das KIT kümmert sich dabei um die Simulation der Zellassemblierung, also der Verarbeitung der Elektroden zu Batteriezellstapeln.

„Das virtuelle Produktionssystem wird die Steuerung sowie eine integrierte Optimierung der gesamten Fertigung mittels Maschinellen Lernens ermöglichen“, erklärt Jürgen Fleischer, Institutsleiter am wbk Institut für Produktionstechnik des KIT. „Bei Abweichungen können die Auswirkungen virtuell beurteilt werden, sodass schneller und effizienter reagiert werden kann.“ Neben dem KIT und dem koordinierenden Fraunhofer IPA sind an ViPro auch das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung sowie die TU Braunschweig beteiligt.

mhe, 13.07.2022