InTeAn
PEM forscht zu intelligenter Anlaufsteuerung für flexiblere Batteriezellproduktion
Der Lehrstuhl „Production Engineering of E-Mobility Components“ (PEM) der RWTH Aachen und zwei weitere große Forschungseinrichtungen befassen sich im Gemeinschaftsprojekt „InTeAn“ mit einer intelligenten Anlaufsteuerung zur kostenreduzierten und flexiblen Fertigung künftiger Batteriezellen. Das Vorhaben ist ein Begleitprojekt des vom Bund geförderten Kompetenzclusters „Intelligente Batteriezellproduktion“ (InZePro).
Weniger Ausschuss führt zu geringeren Produktionskosten
Gelingt es, den im Produktionsprozess anfallenden Ausschuss zu reduzieren, führt die entsprechende Steigerung der Rohstoff- und Ressourceneffizienz unmittelbar zu einer Verringerung der Batteriefertigungskosten. Eine intelligente Prozesssteuerung kann die aktuell existierenden Fertigungstechnologien positiv beeinflussen. In der Folge verbringen sowohl das Produktionspersonal als auch die Fertigungsmaschinen weniger Zeit mit fehlerhaften Ausschussteilen. Außerdem darf davon ausgegangen werden, dass die künftige Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien neue beziehungsweise verschiedenartige Materialen auf einer Anlage prozessiert. Infolge des Materialwechsels müssen die Maschinen regelmäßig heruntergefahren und anschließend wieder neu hochgefahren werden. Bei der Herstellung von Kleinserien kommt es sehr häufig zu solchen Maschinenanlaufphasen, die großes Optimierungspotenzial mit Blick auf die Dauer bergen, bis ein stabiler, Gutteile produzierender Prozess erreicht wird.
Neue Zellformate erfordern flexiblere Produktionsparameter
Neben der erwartbaren Materialvielfalt führen auch neue großformatige Zellen zu einer notwendigen Flexibilität der Produktionsparameter. Daher verfolgt das Projekt „InTeAn“ das Ziel, eine Produktionslinie zu entwickeln, die eine Prozessfähigkeit für unterschiedliche Batteriekonzepte ermöglicht. Durch den Einsatz datengetriebener Verfahren zur Modellbildung und des Designs von Experimenten an den Fertigungsanlagen soll der Prozess aktiv aufgeklärt, regelungstechnisch beeinflusst, optimiert und für den Menschen verständlich aufbereitet werden. Darüber hinaus soll ein verbessertes Betriebsmodell beziehungsweise eine optimale Anlaufmethodik entworfen werden, die basierend auf Methoden der künstlichen Intelligenz eine selbstlernende Anlagensteuerung ermöglicht. In der Folge soll der Ausschuss im Anlauf um zehn Prozent reduziert werden. Der Fokus des Projekt-Teams liegt auf der Produktion von Sonderformaten. Aufbauend auf einer umfangreichen Prozessüberwachung, sollen zusätzlich Methoden des maschinellen Lernens zum Einsatz kommen, mit denen mögliche Parameter der Prozessstufen untersucht und schrittweise angepasst werden.
Das Projekt
- „InTeAn“: Intelligente Anlaufsteuerung zur kostenreduzierten und flexiblen Fertigung zukünftiger Batteriezellen
Forschungsziele
- Entwicklung einer Produktionslinie mit Prozessfähigkeit für unterschiedliche Batteriekonzepte
- Entwurf eines verbesserten Betriebsmodells beziehungsweise einer optimalen Anlaufmethodik zur Ermöglichung einer selbstlernenden Anlagensteuerung
Forschungs- und Projektpartner
PEM der RWTH Aachen
(Projektkoordinator)
wbk Institut für Produktionstechnik (Karlsruher Institut für Technologie)
Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB)
Laufzeit
- 01.03.2021 bis 29.02.2024
Projektträger
Förderkennzeichen
- 03XP0357A
Zuwendungsgeber