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



  • VDI-Statusreport:Maschinelles Lernen im Mittelstand

    VDI-Statusreport:Maschinelles Lernen im Mittelstand

    Im November 2020 ist der VDI-Statusreport ‚Maschinelles Lernen in KMU‘ erschienen. Die Veröffentlichung gibt Tipps, wie gerade mittelständische Firmen Projekte mit maschinellem Lernen (ML) umsetzen können.

    mehr lesen: VDI-Statusreport:Maschinelles Lernen im Mittelstand

  • Software-Container in Bewegung

    Software-Container in Bewegung

    Mit dem häufigeren Einsatz von Industrial Internet of Things-Anwendungen haben sich auch die Technologien von Software-Containern mehr und mehr durchgesetzt. Mit ihnen können Unternehmen die Geschwindigkeit, Flexibilität und Qualität bei…

    mehr lesen: Software-Container in Bewegung

  • Fortinet übernimmt Panopta

    Fortinet übernimmt Panopta

    Fortinet will den SaaS-Plattform-Anbieter Panopta übernehmen. Mit der Lösung des Unternehmens will Fortinet Netzwerkleistung und -sicherheit seiner Kunden verbessern.

    mehr lesen: Fortinet übernimmt Panopta

  • Tech Mahindra und SAP erweitern Partnerschaft

    Tech Mahindra und SAP erweitern Partnerschaft

    Tech Mahindra und SAP wollen ihre Partnerschaft zur Bereitstellung von ‘Intelligent Enterprise‘-Technologien erweitern.

    mehr lesen: Tech Mahindra und SAP erweitern Partnerschaft

  • Hexagon übernimmt Vertriebspartner

    Hexagon übernimmt Vertriebspartner

    Der Geschäftsbereich Manufacturing Intelligence von Hexagon hat die Übernahme der Mecadat AG bekanntgegeben, einem Vertriebspartner für CAD-CAM-Software und ergänzende Lösungen für die Herstellung von Werkzeugen und Formen.

    mehr lesen: Hexagon übernimmt Vertriebspartner

  • VDI-Direktor Appel ist Präsident der FEANI

    VDI-Direktor Appel ist Präsident der FEANI

    VDI-Direktor Ralph Appel ist am 9. Oktober 2020 zum Präsidenten der FEANI (Fédération Européenne d’Associations Nationales d’Ingénieurs) gewählt worden. Der Dachverband FEANI vertritt knapp 350 technisch-wissenschaftliche Organisationen aus 32 Ländern…

    mehr lesen: VDI-Direktor Appel ist Präsident der FEANI

  • PTC übernimmt Arena Solutions

    PTC übernimmt Arena Solutions

    Für insgesamt 715Mio.US$ übernimmt PTC den SaaS-Plattform-Anbieter Arena Solutions. Die Akquise soll im zweiten Quartal 2021 angeschlossen sein.

    mehr lesen: PTC übernimmt Arena Solutions

  • Erholung im Dritten Quartal

    Erholung im Dritten Quartal

    Im Dritten Quartal hat sich die deutsche Wirtschaft von ihrem historischen Einbruch erholt, durch die neuerlichen Einschränkungen sei jedoch im vierten Quartal ein erneuter Dämpfer zu erwarten, so das BMWi.

    mehr lesen: Erholung im Dritten Quartal

  • Steffen Haack wird Vorstand für Entwicklung

    Steffen Haack wird Vorstand für Entwicklung

    Ab Januar wird Dr. Steffen Haack Entwicklungsvorstand bei Bosch Rexroth und tritt somit die Nachfolge von Dr. Heiner Lang an.

    mehr lesen: Steffen Haack wird Vorstand für Entwicklung

  • Werner Rieche wird Vice President DACH bei OpenText

    Werner Rieche wird Vice President DACH bei OpenText

    Von 2001 bis 2015 war Werner Rieche bereits für OpenText tätig. Nun kehrt er als Vice President DACH zum Softwareunternehmen zurück.

    mehr lesen: Werner Rieche wird Vice President DACH bei OpenText

  • 6 Steuertipps für Unternehmen

    6 Steuertipps für Unternehmen

    Aufgrund der Corona-Krise wurde eine Reihe von Steuergesetzen zugunsten von Unternehmen geändert. So können vor allem KMU unter anderem von Sonderabschreibungen, einer Verlängerung der Frist für den Investitionsabzugsbetrag sowie von…

    mehr lesen: 6 Steuertipps für Unternehmen

  • In fünf Phasen gegen Hacker

    In fünf Phasen gegen Hacker

    Angriffe mit Ransomware sind weit verbreitet und laut einer TÜV-Rheinland-Umfrage sehen sich rund 30 Prozent der darin Befragten Sicherheitsexperten, nicht ausreichend gegen eine solche Attacke gerüstet.

    mehr lesen: In fünf Phasen gegen Hacker