SPECTRUM – APPLIED RESEARCH 78 / UdZ 02.22 Data exchange with the Digital FleetTwin Automated series production of electrolysers in the giga-watt range Digital production and factory model of series production ERP MES Parameters for determining the Scalability Automated interface of planning data to operative networked systems (e.g. MES) 1 3 2 Manual production Hybrid manufacturing Fully automated production Factory and layout scaling Extension directions Digital factory model Modular shop floor Um die Wasserstoffproduktion in Deutschland wettbewerbsfähig zu gestalten, wird ein hoher Automatisierungsgrad benötigt, der durchgängiger und digital vernetzter Prozesse zur Planung und Steuerung bedarf. Im Forschungsvorhaben SEGIWA werden daher verschiedene Automatisierungslösungen, eine durchgehende digitale Planung und Steuerung des gesamten Produktionsprozesses durch ein modulares MES-Konzept, die Entwicklung eines stufenweise skalierbaren Produktions- und Fabrikkonzepts sowie die Betrachtung alternativer Materialien zur Befähigung einer Serienfertigung fokussiert. Dazu wurden im Verbundprojekt „SEGIWA” sechs Arbeitspakete auf dem Weg zu einer Serienproduktion im Gigawattbereich definiert: � AP1: Membran-Electrode-Assembly-(MEA)Fertigungs- automatisierung � AP2: Vollautomatische Montage und Bau von Elektrolysemodulen � AP3: Entwicklung eines skalierbaren Produktions- und Fabrikkonzepts � AP4: De-Risking der Integration über Operation und Manufacturing � AP5: Alternative Komponenten für die Serienfertigung � AP6: Qualifikation für die Serienfertigung Eine weitreichende Skalierbarkeit des Produktionssystems lässt sich über verschiedene Stellhebel erreichen: Neben der schrittweisen, technischen Befähigung einer weitgehend automatisierten Produktion ist eine durchgängige, informationstechnische Vernetzung notwendig, die die Planung, Steuerung und Optimierung der Produktion auf allen Skalierungsstufen während des Hochlaufs und darüber hinaus ermöglicht. Das In order to make hydrogen production in Germany competitive, a high degree of automation is needed, which requires continuous and digitally networked processes for planning and control. The SEGIWA research project therefore focuses on various automation solutions, end-to-end digital planning and control of the entire production process through a modular MES concept, the development of a stepwise scalable production and factory concept, and the consideration of alternative materials to enable series production. To this end, six work packages were defined in the joint project “SEGIWA” on the way to series production in the gigawatt range: � AP1: Membrane Electrode Assembly (MEA) Manufacturing automation � AP2: Fully automated assembly and construction of electrolysis modules � AP3: Development of a scalable production and and factory concept � AP4: De-risking of integration via operation and manufacturing � AP5: Alternative components for series production � AP6: Qualification for series production Extensive scalability of the production system can be achieved via various levers: In addition to the gradual, technical enablement of largely automated production, end-to-end, information technology networking is necessary to enable the planning, control and optimization of production at all scaling levels during ramp-up and beyond. In this context, the FIR will drive the conceptual Figure 1: Target image of digitally networked, learning series production with the inclusion of FleetTwin for continuous optimization (own illustration)
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