Verbundprojekt Off-Highway-Twins 2
Fusion von Maschinen- und Geodaten in Digitale Zwillinge
Die digitale Transformation revolutioniert die mobile Maschinenwelt durch intelligente Vernetzung und erhöhte Effizienz durch Automatisierung, Energieoptimierung und prädiktive Instandhaltung (Predictive Maintenance).
OHT-2 - Übersicht
Das Projekt Off-Highway-Twins 2 (OHT-2) verfolgt das Ziel, die Fusion von Maschinen- und Geodaten in digitalen Zwillingen von Infrastrukturobjekten und ihrer Umgebung zu ermöglichen. Dabei sollen aktuelle, detaillierte und semantische Modelle in Echtzeit erstellt und über den gesamten Lebenszyklus der Objekte hinweg gepflegt werden. Die Herausforderung besteht darin, die vielfältigen behördlichen (Geo-)Datenquellen zu erschließen, ihre Qualität hinsichtlich Aktualität, Flächendeckung, Detaillierung und Genauigkeit zu verbessern und nahtlos in Arbeitsprozesse wie Erfassung, Planung, Bau, Betrieb und Instandhaltung zu integrieren. Im Rahmen des Projekts werden auf Basis einer Analyse der Anwendungsszenarien im Bau- und Kommunalbereich Off-Highway Twins spezifiziert, die über eine IoT-Infrastruktur verfügbar gemacht und mittels Cloud-Integration nutzbar sind. Sensor- und Telemetriedaten von Maschinen sowie Geo-Daten werden fusioniert, um in vier Pilotprojekten die Wirksamkeit und Praxistauglichkeit zu evaluieren. Das Ergebnis sind transparente, aktuelle Informationen über die Infrastruktur ganzer Regionen, die eine bessere Planung, frühzeitige Fehlererkennung und effizientere Instandhaltung ermöglichen. Dies trägt dazu bei, Kosten und Energieeinsatz zu senken sowie die Infrastrukturqualität zu steigern, insbesondere auch in weniger erschlossenen Gebieten.
Dezentrale Lösung
Der methodische Ansatz basiert auf Industrie 4.0-Prinzipien: Daten von physischen Assets und digitalen Quellen werden zusammengeführt, um Digitale Zwillinge zu erstellen. Diese werden in einer modularen, dezentralen Systemarchitektur bereitgestellt, wobei die Softwaredienste flexibel auf Edge-Komponenten, Cloud-Plattformen oder andere Systeme verteilt werden können. So entsteht eine robuste Infrastruktur, die die Datenverarbeitung effizient gestaltet und die Nutzung der Digitalen Zwillinge in verschiedenen Arbeitsprozessen unterstützt.
Off-Highway-Twin - Edge-Komponente
Im Rahmen des Projekts Off-Highway-Twins 2 entwickelt Meastream eine Echtzeit-fähige Edge-Komponente für mobile Baumaschinen, die die Erfassung sämtlicher relevanter Prozessdaten ermöglicht. Dazu gehören CANBUS-Maschinendaten, Bewegungskinematik anhand von IMU- und Seilzugsensoren, Hydraulikdrücke und -temperaturen sowie GPS-RTK-Positionen. Mit diesen Messdaten können präzise Informationen zur aktuellen Betriebsweise und Position der Maschine gesammelt werden. Darüber hinaus lassen sich diese Messdaten auf einer übergeordneten Ebene mit Simulations- und Umgebungsmodellen fusionieren. Dadurch ist es möglich, präzise digitale Zwillinge von Infrastrukturobjekten und ihrer Umgebung zu erstellen, welche einen exakten Ist-Zustand der Planung und Infrastruktur ermöglichen. Gleichzeitig wird die Möglichkeit der prädiktiven Instandhaltung eröffnet, bei der Wartungsbedarf frühzeitig erkannt und geplant werden kann, um die Effizienz und Verfügbarkeit der Maschinen deutlich zu verbessern.
Projektpartner
- STRABAG AG
- Institut für fluidtechnische Antriebe und Systeme (ifas)
- Institut für Mensch-Maschine-Interaktion (MMI)
- Institut für Baumanagement, Digitales Bauen und Robotik im Bauwesen (ICoM)
- albert.ing GmbH
- IQstruct Engineering GmbH
- FLUIDON GmbH
- meastream GmbH
Weiterführende Links
Dieses Forschungs- und Entwicklungsprojekt wird mit Mitteln des Bundesministeriums für für Digitales und Verkehr (BMDV) innerhalb des Rahmenkonzeptes „mFUND – Dateninnovationen für die Mobilität 4.0“ im Förderbereich „FOERDERLINIE2 2. Aufruf Braunkohle (StStG)“ gefördert.