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



  • Vertrauenswürdige Elektronik für das Internet der Dinge

    Vertrauenswürdige Elektronik für das Internet der Dinge

    Zwölf Partner aus Forschung und Industrie haben das Forschungsprojekt VE-Vides gestartet. Ziel ist die Entwicklung eines Sicherheitskonzepts für das Internet der Dinge.

    mehr lesen: Vertrauenswürdige Elektronik für das Internet der Dinge

  • Martina Hofmann übernimmt Vorsitz

    Martina Hofmann übernimmt Vorsitz

    Prof. Dr.-Ing. Martina Hofmann von der Hochschule Aalen ist neue Vorsitzende des VDE-Ausschusses Studium, Beruf und Gesellschaft. Neben klassischer Ausschussarbeit will sie die Themen Frauen und Technik sowie Klimaschutz in…

    mehr lesen: Martina Hofmann übernimmt Vorsitz

  • So können sich Unternehmen schützen

    So können sich Unternehmen schützen

    Eine aktuelle Studie des Digitalverbands Bitkom bewertet Ransomware als Haupttreiber für den enormen Anstieg an Cyberattacken. Die Erpresserangriffe verursachen bei den Betroffenen einen enormen wirtschaftlichen Schaden.

    mehr lesen: So können sich Unternehmen schützen

  • Steuerungstechnik, IT und IoT sicher verbinden

    Steuerungstechnik, IT und IoT sicher verbinden

    Die Vernetzung in der Industrie und das damit verbundene Industrial Internet of Things (IIoT) definieren die Anforderungen an die Sicherheit neu – und damit auch an die eingesetzten Automatisierungslösungen.

    mehr lesen: Steuerungstechnik, IT und IoT sicher verbinden

  • Doppelspitze bei Valantic CEC Schweiz

    Doppelspitze bei Valantic CEC Schweiz

    Florian Heidecke leitet seit Anfang August gemeinsam mit Reto Rutz Valantic CEC in der Schweiz.

    mehr lesen: Doppelspitze bei Valantic CEC Schweiz

  • Maschinen lernen voneinander

    Maschinen lernen voneinander

    Das Kunststoff-Zentrum SKZ in Würzburg führt im Rahmen des Forschungsprojekts Darwin mit dem Fraunhofer Spin-off plus10 mehrere Versuchsreihen durch. Ziel ist die Entwicklung kontinuierlich lernender Modelle, die eine höhere Qualität…

    mehr lesen: Maschinen lernen voneinander

  • Wirtschaftliche Lage in Deutschland im August

    Wirtschaftliche Lage in Deutschland im August

    Das Bruttoinlandsprodukt (BIP) ist im 2. Quartal gewachsen. Damit setzt die deutsche Wirtschaft ihren Erholungskurs fort.

    mehr lesen: Wirtschaftliche Lage in Deutschland im August

  • Digitalisierungsziele werden oft noch nicht erreicht

    Digitalisierungsziele werden oft noch nicht erreicht

    Laut einer Studie von Tata Communications hat die große Mehrheit der 750 befragten Unternehmen ihre Digital-First-Ziele noch nicht erreicht. Dabei werden die Unternehmen in drei Reifegrad-Kategorien eingeteilt.

    mehr lesen: Digitalisierungsziele werden oft noch nicht erreicht

  • Der Fokus liegt auf der Elektromobilität

    Der Fokus liegt auf der Elektromobilität

    Eine gemeinsame Studie von VDA und Deloitte zeigt, dass Automobilzulieferer sich mitten in der Transformation befinden, aktuell jedoch noch 85 Prozent des Umsatzes aus der Verbrennertechnologie generiert wird. Dabei geht…

    mehr lesen: Der Fokus liegt auf der Elektromobilität

  • Förderung für den Messeauftritt

    Förderung für den Messeauftritt

    Kleine und mittlere Unternehmen können für Ihren Auftritt bei bestimmten Messen eine Förderung des BMWi in Anspruch nehmen. Auf bis zu 12.000€ kann sich der Förderbetrag belaufen.

    mehr lesen: Förderung für den Messeauftritt

  • Wenn Cyberangriffe schiefgehen

    Wenn Cyberangriffe schiefgehen

    Ransomware hat sich zu einem kriminellen Geschäft mit hohen Um- und Einsätzen entwickelt. Doch nicht jeder Angriff verläuft wie geplant. Der Security-Anbieter Sophos zählt einige Pannen auf.

    mehr lesen: Wenn Cyberangriffe schiefgehen

  • Universal Robots erzielt +75 Prozent

    Universal Robots erzielt +75 Prozent

    Nach einem großen Umsatzplus im zweiten Quartal rechnet Universal Robots auch im 3. Quartal mit einem zweistelligen Umsatzwachstum.

    mehr lesen: Universal Robots erzielt +75 Prozent