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



  • Smart Systems Hub erweitert IoT-Labor

    Smart Systems Hub erweitert IoT-Labor

    Rund 500.000€ investiert der Smart Systems Hub in den Ausbau seines ‚IoT-Labs‘. Unternehmen und Institute können dort beispielsweise Roboter per über die Cloud mithilfe von 5G fernsteuern.

    mehr lesen: Smart Systems Hub erweitert IoT-Labor

  • World of Quantum geht in München an den Start

    World of Quantum geht in München an den Start

    Eine Plattform für die Quantentechnologie will die Messe München mit der World of Quantum bieten, die erstmals im Rahmen der Laser World of Photonics stattfinden soll.

    mehr lesen: World of Quantum geht in München an den Start

  • Pandemie hemmt Innovationen und ist zugleich Impulsgeber

    Pandemie hemmt Innovationen und ist zugleich Impulsgeber

    Im Jahr 2020 haben deutsche Unternehmen ihre innovationsausgaben reduziert. Wie aus Erhebungen des Zentrums für Europäische Wirtschaftsforschung hervorgeht, sind die Innovationstätigkeiten dabei vor allem bei Großunternehmen zurück gegangen.

    mehr lesen: Pandemie hemmt Innovationen und ist zugleich Impulsgeber

  • FMB 2022 findet früher statt

    FMB 2022 findet früher statt

    Die Vorverlegung der SPS führt dazu, dass die FMB – Zuliefermesse Maschinenbau nun ebenfalls früher stattfindet. Statt wie ursprünglich geplant Mitte November, sind die Veranstalter auf einen Termin Mitte Oktober…

    mehr lesen: FMB 2022 findet früher statt

  • iGrafx übernimmt Logpickr

    iGrafx übernimmt Logpickr

    Mit der Übernahme von Logpickr hat sich der Prozessdatenmanagement-Spezialist iGrafx Knowhow in Sachen Process Mining gesichert.

    mehr lesen: iGrafx übernimmt Logpickr

  • Machine Learning für die hochautomatisierte Fertigung

    Machine Learning für die hochautomatisierte Fertigung

    Der Automobilzulieferer Valeo hat mit dem Fraunhofer KI-Spin-off Plus10 und der Technischen Hochschule Ingolstadt ein Forschungs- und Entwicklungsprojekt gestartet. Ziel des Projekts Palim (Performance-Accelerated Learning for Intelligent Manufacturing) ist es,…

    mehr lesen: Machine Learning für die hochautomatisierte Fertigung

  • Ifo Geschäftsklima legt im Januar zu

    Ifo Geschäftsklima legt im Januar zu

    0,9 Punkte mehr als noch im Dezember: Der Ifo-Geschäftsklimaindex ist im Januar gestiegen. Aus der Industrie kommen dabei positive Signale.

    mehr lesen: Ifo Geschäftsklima legt im Januar zu

  • Neuer Vorsitzender der VDI/VDE-GMA

    Neuer Vorsitzender der VDI/VDE-GMA

    Nach Atilla Bilgic übernimmt Michael Weyrich den Vorsitz der VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik (GMA).

    mehr lesen: Neuer Vorsitzender der VDI/VDE-GMA

  • Wie sich Omicron auf die Lieferketten auswirkt

    Wie sich Omicron auf die Lieferketten auswirkt

    Nach Analysen des B2B-Netzwerks Tradeshift hat sich das Auftreten der Omicron-Variante im vierten Quartal negativ auf die globalen Lieferketten ausgewirkt, jedoch nicht so stark wie vorherige Infektions-Wellen.

    mehr lesen: Wie sich Omicron auf die Lieferketten auswirkt

  • Open Mind sichert sich Mehrheit an Hummingbird

    Open Mind sichert sich Mehrheit an Hummingbird

    Open Mind übernimmt die Mehrheit am MES-Hersteller Hummingbird Systems. Die CAD/CAM-Lösung von Open Mind wurde bereits im Rahmen einer Zusammenarbeit in das MES von Hummingbird integriert.

    mehr lesen: Open Mind sichert sich Mehrheit an Hummingbird

  • 350Mrd.€ weniger Wertschöpfung durch die Pandemie

    350Mrd.€ weniger Wertschöpfung durch die Pandemie

    Laut einer Studie des Instituts der deutschen Wirtschaft (IW) sind durch die Corona-Pandemie bisher 350Mrd.€ an Wirtschaftsleistung verloren gegangen. Im ersten Quartal dieses Jahres gehen die IW-Experten von einem weiteren…

    mehr lesen: 350Mrd.€ weniger Wertschöpfung durch die Pandemie

  • Umstellung auf S4/Hana für viele Unternehmen eine Herausforderung

    Umstellung auf S4/Hana für viele Unternehmen eine Herausforderung

    Umstellung auf S/4Hana ja, aber keine Zeit für die Vorbereitung. So sieht es die Mehrheit der befragten Unternehmen in einer Studie des Analystenhauses Techconsult. Bei 90 Prozent der Studienteilnehmer bemängeln…

    mehr lesen: Umstellung auf S4/Hana für viele Unternehmen eine Herausforderung