OptiPro

 

PEM forscht zur Digitalisierung der gesamten Prozesskette in der Zellfinalisierung

Der Lehrstuhl „Production Engineering of E-Mobility Components“ (PEM) der RWTH Aachen befasst sich mit zahlreichen weiteren Forschungseinrichtungen im Projekt „OptiPro“ mit der Digitalisierung der gesamten Prozesskette der Zellfinalisierung. Dabei wollen die Akteure durch den Einsatz innovativer Messtechniken eine Auswertung der Prozess- und Qualitätsparameter des jeweiligen Prozessschritts ermöglichen. Die Abbildung der Daten soll in einem virtuellen Produktionssystem erfolgen und mittels künstlicher Intelligenz analysiert sowie ausgewertet werden. Alle verwendeten Anlagentechniken innerhalb der Zellfinalisierung sollen zwischen dem realen und dem virtuellem Produktionssystem derart kommunizieren, dass ein dauerhafter Feedback-Loop entsteht.

Höhere Effizienz bei geringeren Produktionskosten

Das anvisierte Ziel kürzerer Prozesszeiten induziert grundsätzlich eine Steigerung der Effizienz und eine Verminderung der Produktionskosten. Die Prozessdaten lassen sich dann durch die Analysemethoden sowohl in den realen Anlagen als auch im virtuellen Produktionssystem integrieren. Die kontinuierliche Verbesserung der Diagnose- und Analysemethoden durch die Rückkopplung zwischen dem realen und dem virtuellen System kann langfristig direkte anwendungsspezifische Prozessanforderungen ableiten und dadurch die geeigneten Fertigungsschritte und deren -tiefe vorgeben.

Verminderung des Ausschusses durch Optimierung der Prozesse

Hintergrund des Projekts ist, dass die Zellfinalisierung im Rahmen der Batterieproduktion bislang durch die Limitation des erzielbaren Durchsatzes und unzureichend bekannte Beeinflussung der Zellqualitätsparameter gekennzeichnet ist. Dies spiegelt sich unter anderem in hohen Fertigungskosten wider. Der große Energie- und Ressourcenbedarf einiger Teilschritte – unter anderem des Befüllens, des Formierens, des Testlagerns und des EoL-Tests – motivieren dazu, Prozesszeiten zu minimieren. Da der Materialbedarf ein signifikanter Kostentreiber ist, streben die Forschungspartner eine gezielte Verminderung des Ausschusses durch die Optimierung der Prozesse an. Das Vorhaben ist ein Begleitprojekt des vom Bund geförderten Kompetenzclusters „Intelligente Batteriezellproduktion“ (InZePro).

 

Das Projekt

• „OptiPro“: Optimierte Zellfinalisierung durch innovative Anlagentechnik und Auswertung der Prozess- und Qualitätsparameter im virtuellen Produktionssystem

Forschungsziele

• Auswertung der Prozess- und Qualitätsparameter jeglicher Prozessschritte der Zellfinalisierung durch den Einsatz innovativer Messtechniken
• Abbildung der Daten in einem virtuellen Produktionssystem und Analyse sowie Auswertung mit Hilfe künstlicher Intelligenz

Forschungs- und Projektpartner

PEM der RWTH Aachen (Projektkoordinator)
Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik (FTM) (TU München)
Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) (TU München)
IMA & IfU Cybernetics Lab – Lehrstuhl für Informationsmanagement im Maschinenbau & Institut für Unternehmenskybernetik e.V. (RWTH Aachen)
Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe (iSEA) (RWTH Aachen)

Laufzeit

• 01.03.2021 bis 29.02.2024

Projektträger

Projektträger Jülich (PtJ)

Förderkennzeichen

• 03XP0364A

Zuwendungsgeber

Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)