Ein digital vernetztes Produktionsökosystem zur datengetriebenen und nachhaltigen Wertschöpfung

Praxisbeispiel und aktuelle Herausforderungen

• Die Paradigmen einer hochautomatisierten Serienproduktion und globaler Lieferketten mit geringfügiger Lagerhaltung sowie die Maximierung der Produktivität durch Spezialisierung resultieren in einem Flexibilitätsdefizit der europäischen Industrie. Dadurch ergeben sich der plötzliche Wegfall der Marktnachfrage nach etablierten Produkten, Lieferengpässe sowie Ausfällen von MitarbeiterInnen. Erschwerend kommt die bestehende Grundbelastung durch eine zunehmende Individualisierung von Konsumgütern hinzu.
  
• Daraus leiten sich die folgenden zentralen Aspekte des Use Cases ab: Wie können (1) Wertschöpfungsketten mit einer Resilienz gegenüber Marktveränderungen ausgestattet und für eine hohe Variantenvielfalt befähigt werden, (2) Interdependenzen zwischen Wertschöpfungsstufen erkannt und zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit nutzbar gemacht werden, (3) reaktionsfähige und gleichzeitig universelle Plattformen für Produktionssysteme gestaltet werden? Das Ziel des länderübergreifenden Use Cases "EuProGigant“ ist die Demonstration und Skalierung eines standortübergreifenden digital vernetzten Produktionsökosystems mit resilienter, datengetriebener und nachhaltiger Wertschöpfung zur Wiedergewinnung und Stärkung der europäischen Vorreiterrolle in der produzierenden Industrie. Mit der selbstständigen Organisation der Teilnehmer, Daten und Services kann dieses industrielle Ökosystem Gefährdungen durch Krisensituationen abschwächen.
  
• In diesem Use Case werden länder-, unternehmens- und standortübergreifend zahlreiche Akteure (u.a. Maschinenhersteller, Zulieferer, Servicedienstleister, Anwender, IT-Provider) miteinander vernetzt und die datenbasierte Interaktion demonstriert. Die funktionale Lösung ist durch die Einbindung und Zusammenführung der eingebrachten Produkte und Expertise der Partner charakterisiert. Jeder Partner übernimmt eine oder mehrere Rollen und tauscht Daten oder Services mit anderen Akteuren im Infrastruktur-Ökosystem aus.
  
• Der Use Case EuProGigant betrachtet vier funktionale Themenfelder in der Praxis und bildet diese in einem Wertschöpfungsökosystem anhand von Anwendungsbeispielen ab: (1) „Ideales Bauteilmatching“, (2) „Mobile Bearbeitungsmaschine“, (3) „Validierungsplattform“, (4) „CO2-Fußabdruck in der Produktentstehung“. Zu diesen vier Themenfeldern, mit Bezug zu exemplarischen Anwendungsfällen der Unternehmenspartner, werden neue Daten- und Service-basierte Geschäftsmodelle im Zusammenhang mit Gaia-X generiert und Dritten transparent zur Verfügung gestellt.
  
• Die Umsetzung des EuProGigant fördert den Aufbau einer vereinheitlichten, standardisierbaren Edge Computing-Architektur für das dezentrale, verteilte Verarbeiten großer Datenmengen. Das ermöglicht den flexiblen Einsatz von Services und Applikationen in der eigenen Produktion. Zudem erlauben intelligente Datenkonnektoren das Einrichten von Kommunikations-verbindungen, wodurch eine starke, datenbasierte Zulieferer-Anwender-Endkunden-Interaktion auf Basis neuer digitaler Geschäftsmodelle im Wertschöpfungsökosystem entsteht. Die kollaborative Nutzung von Infrastruktur, wie z.B. Prüfständen, als Grundlage für eine Validierungsplattform ermöglicht zudem die Einsparung von nichtwertschöpfenden Prozessen.

Welchen Mehrwert bietet das „Projekt Gaia-X“?

• Gaia-X stellt die Infrastruktur für den Use Case EuProGigant zur Verfügung. Wird Gaia-X im Zusammenhang mit anderen wichtigen Entwicklungen um Industrie 4.0 betrachtet, so entsteht eine neue Form des Internets – das Giganet. Es zeichnet sich durch hohe Datenmengen, hoch vernetzte Unternehmenseinheiten, dezentrale, sichere und souveräne Rechnerstrukturen und eine Vielzahl von Services zur Datenverarbeitung und Kommunikation aus.
  
• Mithilfe von Gaia-X, inklusive der neuesten Schnittstellentechnologien, kann EuProGigant den Kunden ein neues Level in der Analyse ihrer Produktionsprozesse zur Verfügung stellen.
  
• Gaia-X bietet die Möglichkeit, vorhandene Technologien zusammenzuführen sowie konkrete Use Cases in der Produktion und datengetriebene Geschäftsmodelle umzusetzen.
  
• Die Implementierung der Gaia-X-Architektur soll besonders für KMUs erleichtert werden. Damit schafft EuProGigant die Grundlage zur eigenständigen und kostengünstigen Organisation in Fertigungsnetzwerken für KMUs. EuProGigant zeigt auf, wie sich KMUs über die Gaia-X Federation Services selbstständig an die europäische Dateninfrastruktur anschließen können.

Paten

• Dr. Claudia Schickling – Technische Universität Wien
  
• Prof. Dr.-Ing. Matthias Weigold – Technische Universität Darmstadt
  
• Markus Lothar Weber – Technische Universität Darmstadt