Das Industrial Metaverse des Stuttgarter ISW

Digitale Schatten des Maschinenparks (oben) werden z.B. über Unity3D in das Industrial Metaverse (mitte) integriert. Live-Daten von realen Maschinen mit unterschiedlichen Steuerungen (unten) werden über OPC UA Server in das Metaverse übertragen. VR-, Web- und Trainingsanwendungen (rechts) nutzen diese Daten für interaktive und immersive Erlebnisse.
Digitale Schatten des Maschinenparks (oben) werden z.B. über Unity3D in das Industrial Metaverse (mitte) integriert. Live-Daten von realen Maschinen mit unterschiedlichen Steuerungen (unten) werden über OPC UA Server in das Metaverse übertragen. VR-, Web- und Trainingsanwendungen (rechts) nutzen diese Daten für interaktive und immersive Erlebnisse. – Bild: Universität Stuttgart

Das Industrial Metaverse wird von der Plattform Industrie 4.0 wie folgt definiert: ‚Das Industrial Metaverse bezeichnet den Einsatz von virtuellen und erweiterten Realitäten in der industriellen Produktion und Instandhaltung. Das Metaverse kann zur Prozessoptimierung und Effizienzsteigerung in der Produktion sowie zur Unterstützung von Telearbeit und Schulungen eingesetzt werden.‘ In diesem Beitrag werden die methodischen Schritte zur Erstellung des digitalen Hallenmodells sowie die technischen Details der Datenintegration mittels OPC UA erläutert. Darüber hinaus wird auf die Vorteile und potentiellen Anwendungsgebiete im Rahmen des Industrial Metaverse eingegangen.

Darstellung einer Produktionszelle, in welcher unterschiedliche Signale durch verschieden farbig animierte Datenleitungen hervorgehoben werden.
Darstellung einer Produktionszelle, in welcher unterschiedliche Signale durch verschieden farbig animierte Datenleitungen hervorgehoben werden. – Bild: Universität Stuttgart

Wem nutzt virtuelle Produktion?

Die Gründe, warum Institute und Unternehmen ein solches digitales Hallenmodell bzw. Metaverse erstellen sollten, sind vielfältig:

Außendarstellung – Unternehmen können ihre Innovationskraft und Technologieführerschaft demonstrieren, indem sie ihre Produkte und Dienstleistungen in einer interaktiven, immersiven Umgebung präsentieren. Das stärkt die Außenwahrnehmung der Marke und hebt das Unternehmen oder Institut von der Wettbewerbern ab.

Digitale Touren für Kunden – Virtuelle Führungen durch Werke und Showrooms ermöglichen es Kunden, Produkte und Prozesse realitätsnah zu erleben, ohne physisch vor Ort zu sein. Dies erhöht das Verständnis und die Wertschätzung für die angebotenen Produkte und Dienstleistungen und kann die Kaufentscheidung beeinflussen. Forschungseinrichtungen ermöglicht ein digitaler Rundgang die Darstellung aktueller Forschungsthemen und fördert den Austausch zwischen Unternehmen, anderen Instituten und Studenten.

Datenkonsolidierung – Das Industrial Metaverse bietet eine zentrale Plattform zur Integration und Analyse von Daten aus unterschiedlichen Quellen. Dies führt zu besseren Entscheidungen, optimierter Effizienz und frühzeitiger Problemerkennung. Auch aus Sicht der Forschung ergeben sich Vorteile. Themen im Forschungsbereich datengetriebene Services, erfordern eine Datenbasis an Prozessinformationen, die im Forschungskontext oft nicht vorhanden ist. So können Forscher am Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) an der Universität Stuttgarts künftig Daten aus dem Industrial Metaverse für ihre Forschung nutzen.

Architektur und Anwendung

Für die Realisierung eines digitalen Hallenmodells sind die CAD-Daten des Maschinenparks und der Maschinenhalle erforderlich. Eine alternative Umgebung wäre zwar auch möglich, der Mehrwert einer realitätsgetreuen Hallenbegehung bleibt jedoch erhalten, wenn reale CAD-Daten verwendet werden. Für den Export werden die in Solidworks erstellten CAD-Daten mit dem Zusatzprogramm Visualize als FBX-Datei exportiert. Anschließend werden die CAD-Dateien in eine Game-Engine, in diesem Fall Unity3D, übertragen. Unity3D bietet zahlreiche Features und Plugins, die integriert und genutzt werden können. Für den Anwendungsfall wurde ein OPC UA Interface Plugin entwickelt, das es ermöglicht, Daten direkt von OPC UA Servern zu lesen oder zu schreiben. Dies bedeutet, dass die digitalen Schatten der Maschinen in Unity3D mit den OPC UA Servern der realen Maschinen verbunden werden können. Die Architektur ist in der Abbildung 2 dargestellt.

Nah an Standards bleiben

Werden die Modelle im CAD für den Anwendungsfall kinematisiert, das heißt zusammenhängende bewegliche Elemente werden als einzelne Baugruppen in Unity3D exportiert, können die über OPC UA bereitgestellten Achswerte direkt für die Visualisierung verwendet werden. Wichtig ist auch, dass die OPC UA Server der Maschinen nach entsprechenden Spezifikationen, wie der ‚OPC UA for Machinery‘ modelliert werden, damit alle Daten über standardisierte Schnittstellen zugänglich sind. Dies erleichtert die Integration neuer Maschinen.

Seiten: 1 2 3



  • Altsysteme Industrie 4.0-tauglich machen

    Altsysteme Industrie 4.0-tauglich machen

    In der Regel beginnen Unternehmen bei der Digitalisierung ihrer Produktion nicht auf der grünen Wiese. Viel eher geht es um die Umrüstung und Einbindung verschiedenster Legacy-Systeme in digitalisierte Workflows. Der…

    mehr lesen: Altsysteme Industrie 4.0-tauglich machen

  • Frans Scheper verantwortet EMEA-Geschäft bei Intel

    Frans Scheper verantwortet EMEA-Geschäft bei Intel

    Frans Scheper ist neuer General Manager und President EMEA beim Chip-Hersteller Intel. Er leitet somit das Gesamtgeschäft des Unternehmens in der Region.

    mehr lesen: Frans Scheper verantwortet EMEA-Geschäft bei Intel

  • Materialmangel verschärft sich wieder

    Materialmangel verschärft sich wieder

    Nach einer Entspannung im Januar, klagten im Februar wieder mehr Unternehmen über Probleme bei der Materialbeschaffung. Über alle Industriezweige hinweg berichten rund 75 Prozent von Engpässen.

    mehr lesen: Materialmangel verschärft sich wieder

  • Sven Mulder wird SAP Deutschland-Chef

    Sven Mulder wird SAP Deutschland-Chef

    SAP hat einen neuen Deutschland-Chef ernannt: Sven Mulder folgt mit Wirkung zum 1. März auf Alex Kläger.

    mehr lesen: Sven Mulder wird SAP Deutschland-Chef

  • Energiekosten stellen Industrie vor Probleme

    Energiekosten stellen Industrie vor Probleme

    Die steigenden Energiekosten beeinträchtigen die Produktion in Deutschland. So denkt laut einer Umfrage des BDI bereits ein Fünftel der Befragten über eine Verlagerung – etwa der Produktion – ins Ausland…

    mehr lesen: Energiekosten stellen Industrie vor Probleme

  • Künstliches Gehirn kommt mit einem einzigen Neuron aus

    Künstliches Gehirn kommt mit einem einzigen Neuron aus

    Neuronale Netze bestehen aus vielen einzelnen Neuronen. Forscher der TU Berlin haben nun ein solches Netz simuliert, dass mit nur einem einzigen Neuron auskommt. Damit könnte sich KI künftig besser…

    mehr lesen: Künstliches Gehirn kommt mit einem einzigen Neuron aus

  • Maschinenbauexporte fast wieder auf Vorkrisenniveau

    Maschinenbauexporte fast wieder auf Vorkrisenniveau

    Nach einem Exportrückgang im Jahr 2020 von 10,1 Prozent haben sich die deutschen Maschinenbauer dem Vorkrisenniveau wieder angenähert. Im vergangenen Jahr erreichten die Ausfuhren ein Plus von 9,8 Prozent.

    mehr lesen: Maschinenbauexporte fast wieder auf Vorkrisenniveau

  • Was Fertiger gegen Lieferengpässe tun

    Was Fertiger gegen Lieferengpässe tun

    Engpässe in der Lieferkette sind derzeit ein Problem für Industrieunternehmen. Eine Studie von Reichelt Elektronik zeigt, dass sich die Lage weiter verschärft hat.

    mehr lesen: Was Fertiger gegen Lieferengpässe tun

  • Enno Scharphuis neu im Fachverbandsvorstand

    Enno Scharphuis neu im Fachverbandsvorstand

    Der VDMA Fachverband Robotik + Automation hat mit Enno Scharphuis ein neues Vorstandsmitglied. Er folgt auf Johannes Linden.

    mehr lesen: Enno Scharphuis neu im Fachverbandsvorstand

  • Quantencomputing für den digitalen Zwilling

    Quantencomputing für den digitalen Zwilling

    Mit dem Forschungsprojekt ’Quasim’ verfolgen das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen und ihre Konsortialpartner das Ziel, Fertigungssimulationen wie etwa den digitalen Zwilling mithilfe von Quantencomputing zu beschleunigen und dadurch…

    mehr lesen: Quantencomputing für den digitalen Zwilling

  • Andreas Reif wird CFO bei Auvesy-MDT

    Andreas Reif wird CFO bei Auvesy-MDT

    Auvesy-MDT hat sein Management-Team erweitert und seit Jahresanfang mit Andreas Reif einen neuen CFO.

    mehr lesen: Andreas Reif wird CFO bei Auvesy-MDT

  • Dassault Systèmes verändert Konzernleitung

    Dassault Systèmes verändert Konzernleitung

    Pascal Daloz soll sich auf seine Aufgabe als Chief Operating Officer von Dassault Systèmes konzentrieren. Rouven Bergmann wird zum Executive Vice President und Chief Financial Officer des Konzerns ernannt.

    mehr lesen: Dassault Systèmes verändert Konzernleitung