Zero Defect Manufacturing: Die Rolle digitaler Zwillinge in der Batterieproduktion
Shownotes
Die zweite Folge des Projekts „Nachhaltigkeitsutopien aus/von/für Niedersachsen“ beschäftigt sich mit der Vision von Prof. Andreas Rauh zu einer Produktion ohne Ausschuss, auch bekannt unter dem Schlagwort Zero Defect Manufacturing. Ziel ist es, Rohstoffe effizienter zu nutzen, Emissionen zu reduzieren und Produktionsfehler beispielsweise mit Hilfe Digitaler Zwillinge frühzeitig zu erkennen und zu vermeiden. Am Beispiel der Batteriezellfertigung, einer Schlüsseltechnologie für die Elektromobilität und die Energiewende, wird deutlich, wie groß das Potenzial ist. Heute liegt der Ausschuss prozentual häufig im zweistelligen Bereich, was enorme Ressourcen bindet. Die Folge zeigt, dass Europa durch den Aufbau eigener Fertigungskapazitäten und innovativer Modelle nicht nur unabhängiger werden, sondern auch seine hohen Qualitätsstandards sichern kann.
Abteilung Verteilte Regelung in Vernetzten Systemen
Lehrstuhl für Sustainability and Supply Chain Management
Begriffserklärungen
Mensch-Maschine-Interface: Die Schnittstelle zwischen einem Nutzenden und einem technischen System, die es ermöglicht, Informationen auszutauschen und Steuerungen vorzunehmen
(Qualitäts-) Regelkreis: Begriff aus dem Qualitätsmanagement und der Prozessführung, der einen zyklischen Prozess zur Sicherstellung und kontinuierlichen Verbesserung der Qualität von Produkten, Dienstleistungen oder Prozessen beschreibt
Digitaler Zwilling: Virtuelles Abbild eines physischen Objekts, Prozesses oder Systems, welches den Zustand, das Verhalten und die Eigenschaften des realen Gegenstücks widerspiegelt
Aktor: Ein antriebstechnisches Bauteil, das ein erhaltenes Signal in eine Aktion, wie z.B. eine mechanische Bewegung, umsetzen kann
Konfidenzintervall: Konzept der Statistik, das Bereiche angibt, in dem ein unbekannter Parameter mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit (z.B. 95%) liegt
Retrofitting: Der Begriff beschreibt das Hinzufügen neuer Funktionen oder das Aktualisieren eines bestehenden Systems, um dessen Leistung, Effizienz oder Sicherheit zu verbessern
Machine-Learning-Modell: Algorithmus, der darauf ausgelegt ist, Muster in Daten zu erkennen und auf dieser Basis Vorhersagen oder Entscheidungen zu treffen
Six Sigma: Datengesteuerte Methodik im Qualitätsmanagement zur Prozessverbesserung durch die Beseitigung von Fehlern und Schwankungen
Inline-Messtechnik: Messtechnik, die es ermöglicht, kontinuierlich und in Echtzeit Daten zu erfassen, ohne dass der Prozess unterbrochen werden muss
Dendriten-Bildung: Dendriten sind Kristallstrukturen, die während des Ladeprozesses auf einer Elektrode wachsen können
Molekulardynamik: Simulationstechnik, die zur Untersuchung der Bewegung von Atomen und Molekülen in verschiedenen Systemen verwendet wird
Formierungsprozess: Prozessschritt in der Batteriezellenfertigung, der sich auf das Initialisieren und Aktivieren der Batteriezellen bezieht
End of Life: Der wirtschaftlich oder technisch bedingte Zeitpunkt, zu dem ein Produkt nicht mehr seinen ursprünglichen Zweck erfüllen kann
Transkript anzeigen
00:00:00: Liebe Zuhörende, ganz herzlich willkommen im Podcast Nachhaltigkeitsutopien aus von Fürn Niedersachsen.
00:00:05: Mein Name ist Christian Busse.
00:00:06: Ich hatte das Fünge nun mit meinem Kollegen Andreas Rauv an der Uni Oldenburg aus Informatik zu sprechen über seine persönliche
00:00:14: Utopie
00:00:15: zum Thema Zero-Defact Manufacturing.
00:00:17: Dabei ging es insbesondere um die Rolle, die digitale Zwilling in der Batterieproduktion haben können.
00:00:23: Das Gespräch hat am und wird jetzt hier mit Ihnen geteilt.
00:00:30: Ich hoffe, Sie können etwas mitnehmen aus der Folge!
00:00:34: Liebe Zuschauerinnen und Zuschauer ich begrüße sie ganz herzlich zur heutigen Folge unserer Nachhaltigkeitsutopien nachhaltig keits utopien aus von und für Niedersachsen Und ich freue mich ganz außerordentlich dass wir heute einen Experten hier bei uns haben Professor Dr.
00:00:48: Andreas Rao Informatikkollege Uni Oldenburg und er besteht der Abteilung verteilte Regelungen in vernetzten Systeme vor.
00:00:58: Andreas, ich freue mich dass du dir die Zeit nimmst hier heute mit mir über deine Utopie zu sprechen.
00:01:04: Vielen Dank Christian, dass du mich eingeladen hast und ja ich freu mich ebenfalls auf das Gespräch und lasse uns schöne Wege in Utopien finden an dieser Stelle vielleicht auch Lösungsansätze Was für eine nachhaltige Zukunft uns in Niedersachsen und natürlich auch über Nieder Sachsen hinaus voranbringen wird.
00:01:23: Endet hart, genau!
00:01:23: Du hast ja ein Thema auch schon überlegt, was wir im Vorgespräch gesprochen haben.
00:01:28: Magst du uns das kurz erstmal an einigen wenigen Worten vorstellen?
00:01:31: Was ist deine Utopie?
00:01:32: Ja mein Wunsch meine Utopia in Zukunft ist eine Produktion für praktisch alle Lebensbereiche zu schärfen die ohne jeglichen Ausschuss vonstatten geht ohne irgendwelche Produktionsfehler, ohne die Notwendigkeit nacharbeiten.
00:01:49: Irgendwo in komplexen technischen Systemen im Bereich eine Industrie vier Punkt Null nötig zu machen und natürlich damit Emissionen zu reduzieren, damit der Versorgung zutragen das Rohstoffe möglichst effizient eingesetzt werden.
00:02:02: ja und der Aspekt läuft unter dem großen Schlag von Zero Defect Manufacturing
00:02:08: Passt super bei uns rein, weil in der Tat du hast den Nachhaltigkeitsnutzen direkt erwähnt.
00:02:12: Wenn uns sowas gelänge Ausschuss zu vermeiden dann würden natürlich die entsprechenden Ressourcen gespart und an richtiger Stelle eingesetzt.
00:02:22: so eine Technologie kann die Technologie vielleicht sogar noch zwei Drohneffekte sage ich mal ermöglichen über die wir dann bestimmt auch noch sprechen können.
00:02:31: Zero Defect Manufacturing.
00:02:32: wie kommst Du als Regelungstechniker zu dem Thema?
00:02:37: Praktisch jeder Produktionsprozess besteht natürlich daraus, dass es viele Maschinen gibt die miteinander interagieren.
00:02:42: Diese Maschine sind miteinander verzahnt auf zwei Arten.
00:02:45: Die eine Art wie die Maschine miteinander verzahlen, das ist ein Materialflusser.
00:02:49: Die zweite Art wie der Maschine natürlich miteinander verzahlen sind Informationsflüsse.
00:02:54: Information im Form von geeigneten Signalen werden zwischen den Maschen ausgetauscht und dienen im Endeffekt dazu, dass eine geeignete Betriebsführung realisiert wird und auf der entsprechenden Ebene der einzelnen Maschinnen.
00:03:06: Ja, wir müssen solche Sachen gemacht werden wie beispielsweise Temperaturen geregelt.
00:03:09: Das müssen ja geeignete Fertigungsprozesse so eingestellt werden dass sie auf die Art und Weise ablaufen wie Sie auch gewünscht sind hinsichtlich der entsprechenden Produktionsgüte.
00:03:20: Und diese Automatisierung dieser regelungstechnischen Fragestellungen das ist ein Schwerpunkt meiner Forschung.
00:03:26: Das trinkt die Regelungstechnik auf so ein ganz neues Niveau.
00:03:29: Und das, was ich mal irgendwann im Grundstudium kennengelernt habe – ganz rudimentär kennengelettern als Regelungstechne.
00:03:34: Das war so komplett auf der physikalischen Ebene.
00:03:36: einen Signal wird zurückgeführt als Störgröße und erzeugte eine Korrektur, dass man einen Regelkreis erzeugt.
00:03:45: und das ist das Ganze sozusagen auf der Ebene einer ganzen Fabrik richtig?
00:03:49: Genau!
00:03:50: Also es ist so... Generell, was die Automatisierung angeht.
00:03:54: Es gibt ja dieses schöne Schlagwort einer Automatisierungspyramide das auf unterschiedlichen Ebenen in Produktionseinrichtungen Signale miteinander verarbeitet werden müssen.
00:04:04: Die niedrigste Ebene, dass es DDU gerade angesprochen hat, ist, dass einzelne Sensoren ausgelesen werden, dass sie genutzt werden zum Beispiel und dann geeignet Motoren anzusteuern.
00:04:13: Und ja, das ist mehr oder weniger die sogenannte Feldebene.
00:04:17: Überlagert gibt es dann natürlich Betriebsführungsebenen bis hin zu einer Unternehmensmanagement-Ebene und praktisch in allen dieser Ebenen, dass immer Informationsaustausch.
00:04:27: Es gibt einen Abgleich zwischen gewünschten Verhalten und dem tatsächlichen Verhalten.
00:04:32: Ja, praktisch jede dieser Ebene sind eigentlich für sich betrachtet Regelkreise.
00:04:37: Es sind Regelkreiser, die natürlich mit deutlich unterschiedlichen Zeitkonstanten ablaufen also Sensoren die ausgewertet werden, wenn es sich sehr schnell ausgewärtet.
00:04:46: Im Bereich vielleicht von einzelnen Millisekunden wird Planungsprozesse beispielsweise Stunden Tage vielleicht auch Jahre beansprochen und dann ist natürlich der Mensch ein wesentlicher Faktor.
00:04:58: Der Mensch bedient Maschinen, der Mensch ist selber möglicherweise ein Entscheider fungiert als ein Regler.
00:05:05: Und ja, diese Informationsverarbeitung über Menschen hinweg.
00:05:09: Menschen-Maschineninterfaces sind natürlich auch eine spannende aktuelle Fragestellungen im Bereich der Regelungstechnik.
00:05:14: Ich
00:05:15: finde es sehr beeindruckend dass ihr aus der Informatik kommt und das jetzt schon sozusagen den ganzen Faktor menschen eigentlich das was alles Produktionsplanung und Steuerung ist auch versucht zu integrieren in euren Regelkreis.
00:05:29: Der Begriff Regelkreis ist einer der Qualitätsmanagement eigentlich schon sehr etabliert.
00:05:35: Man hat früher schon von Qualitätsregelkreisen gesprochen.
00:05:38: Kannst du erläutern, dass Zero Defect Manufacturing über sozusagen gewöhnliches Qualität zum Management hinausgeht?
00:05:45: Was ist das Innovative dabei?
00:05:47: Insbesondere ist es natürlich eine große Herausforderung während eines laufenden Produktionsprozesses zu erkennen was Ursachen sind für mögliche Produkte Schwächen, möglicherweise bis hin dem Entstehen von Ausschuss Und es ist sehr schwer rein physikalisch irgendwo zu modellieren, was die Ursache Wirkungszusammenhänge sind.
00:06:08: Die wirklich zur Ausschuss führen.
00:06:10: und die große Herausforderung an der Stelle ist ihr geeignete Modelle zu finden, die einem vorhersagen lassen im Rahmen von einer vorausschauenden Wartung oder vorauschauenden prädiktiven Betriebsführungen auch.
00:06:21: Ich würde uns erlauben sozusagen welche Einflussfaktoren sind diejenigen, die angepasst werden müssen um möglichst Ausschuss zu reduzieren, um Ausschusses zu vermeiden.
00:06:30: Auch um Möglichkeiten einer Nacharbeit vielleicht auch sinnvoll nutzen zu können, um den Ausschuss auszureduzieren.
00:06:38: und die Modelle, der hat die Stellen in großteilen aktuellen Forschungen auch hier da nämlich auf die Art und Weise das physikalisch orientierte Modell, die Stoffbilanzen, Energiebilanze darstellen, verzahnt werden müssen mit datengetriebenen Modellen ja dem Prinzip als Grundlage ein maschinelles Lernen dann auch.
00:06:58: Und die Idee ist in dem Moment, indem irgendein Mangel an einem Produkt entsteht sofort in das ganze Gesamtsystem einzugreifen zu intervenieren und diese Betriebsführung wie du sagst anzupassen damit der Mangel nicht nochmal auftauchen kann.
00:07:13: Also dass es eine Anpassung während des laufenden Betriebes eines Produktionsproduktors durchgeführt werden kann.
00:07:20: natürlich ist es so wenn ich geeignete Modelle für meinen ja spezifischen Fertigungsprozess erstellt hatte Wir kommen ja nachher nochmal auf Batterieproduktion zu sprechen, da werden wir ein bisschen ins Detail gehen.
00:07:31: Für die einzelnen Stufen beispielsweise eines solchen Produktionsprozesses werden dann Modelle erstellt und diese Modelle lassen sich natürlich nicht nur zur Laufzeit einsetzen so wie du es gerade angesprochen hast sondern sie lassen sich auch in einer Planungsphase einsetzen.
00:07:45: und in der Planungsfase sollte dann dafür Sorge getragen werden dass Werkmechanismen realisiert werden die durch geeignete Rückführung von informationstragenden Größen verhindern, dass der Ausschuss entsteht oder dass gewisse Toleranzen überschritten werden.
00:08:01: Und ja das ist ein effizientes Planungswerkzeug natürlich vorweg beim Herstellen zum Beispiel neuer Produktionspläne, neuer Produktionsrezepturen aber natürlich auch irgendwie beim konfektionieren kompletter Produktionsstatten eingesetzt werden kann.
00:08:19: Anleutungsweise schon mal von digitalen Tools gesprochen.
00:08:21: Du hast im Vorgespräch diesen Begriff des digitalen Zwillings da erwähnt, als ein mächtiges Werkzeug was dabei helfen kann so einen Seared Effect Manufacturing zu realisieren.
00:08:33: Kannst du uns mal erläutern was ich mir unter dem Begriff vorstellen kann?
00:08:38: Ja also erst muss man glaube ich sagen digitale Zwillinge.
00:08:41: wenn wir irgendwo auch aktuelle Medien betrachten tauchen die immer wieder auf und ich selbst habe ein bisschen mit den Begriff sogar die eine oder andere Probleme, weil einfach Menschen unter digitalen Zwillingen wirklich sehr viele unterschiedliche Dinge einfach verstehen.
00:08:56: Ein digitaler Zwilling so wie er auch bei uns im Bereich CO-Defect Manufacturing betrachtet wird ist ein digitales Abbild eines technischen Prozessers – ein digitaleres Abbild was nicht nur den technischen prozess sondern natürlich auch die Interaktion mit Bedienenden darstellt.
00:09:12: und ein wesentliches Charakteristikum an der Stelle ist ja das geeignete Ursache Wirkungszusammenhänge Seien sie beschrieben doch ja physikalische Zusammenhänge oder auch durch gelernte Ansätze aus den maschinellen Lernen, so verzahnt werden das einerseits aus einem technischen Prozess Informationen gesammelt wird.
00:09:30: Diese Information muss geeignet verarbeitet werden beispielsweise um Vorjahr zu sagen ob eine Qualität innerhalb gewisser Toleranzen verbleibt.
00:09:38: aber ein digitaler Zwilling hat insbesondere natürlich auch eine Art Rückkanal.
00:09:43: Informationen wird entweder an menschliche Bedienende zurückgespeist oder auch technisch im Rahmen von einer Qualitätsregelung an den entsprechenden Aktern, die in dem Maschinen verbaut sind und damit.
00:09:53: er erlaubt.
00:09:54: so ein digitaler Zwilling halt zur Laufzeit nicht nur Vorhersagen über einen Betriebszustand.
00:10:00: Vorher sagen über Qualität sondern natürlich auch Korrekturmechanismen das nicht damit automatisiert realisieren.
00:10:07: Typischerweise ist es ja so dass der Mensch in so einem System als Bediener viel Unfug machen kann.
00:10:14: Wird jetzt der digitale Zwilling den Menschen, der als Bedienertätig ist mit all seinen Freiheitsgeraden auch versuchen abzuwöhnen oder bildt er wirklich nur das sozusagen rein technische System ab?
00:10:26: An dieser Stelle gibt es natürlich eine Vielzahl unterschiedlicher Paradigmen.
00:10:30: Menschen lassen sich, jedoch geeignet der auch Modellbildungsansätze beschreiben.
00:10:35: Das ist natürlich ja insbesondere so im Bereich human-cyberphysical systems also Menschen die mit cyber physischen System interagieren eine der spannenden Forschungsfragen wo beispielsweise auch Psychologen mit involviert werden Die versuchen an dieser Stelle auch den menschen mathematisch mit abzubilden.
00:10:53: Im Rahmen meiner Forschung fokussieren wir uns aktuell eigentlich auf die Abbildung der technischen Prozesse und arbeitet menschweit auf die Art und Weise integriert, dass die Informationen beispielsweise über einen digitalen Spilling berechnet werden.
00:11:06: Dem Menschen so aufbereistet zur Verfügung gestellt werden, ja das eine fundierte Entscheidungsfindung getroffen werden kann wie beispielsweise ein technischer Prozess besser angesteuert werden kann, wie beispielsweise Arbeitspunkte von Maschinen neu gesetzt werden ohne komplexen experimentellen Prozess eine Art Raten nötig zu machen, sondern dass der Mensch wirklich geführt wird.
00:11:31: Wie zielgerichtet dann zum Beispiel Betriebspunkte technische Einrichtungen adaptiert werden können?
00:11:36: Aber das würde ich auch wahrscheinlich so interpretieren, dass es auch ein Stück weit daran liegt.
00:11:39: Dass du dich eben mit industriellen Fertigungsprozessen beschäftigst, wo der Mensch ja gar nicht... Also da hat der Mensch sozusagen eine Zielfunktion wie das Ganze funktionieren soll während er wenn ich mir jetzt vorstelle, wenn wir in der alten Pflege wären oder sowas hier zum Beispiel ist für cyberphysische Systeme aber das ich letztens mal gesprochen habe.
00:11:58: Da kann es sein, dass ein Mensch plötzlich körperliche Notwendigkeiten hat oder psychische Notwendigkeit und das System irgendwie merken muss, oh der verhält sich anders als er das typischerweise täte.
00:12:08: Und das haben wir ja nicht in dem industriellen Fertigungskontext richtig.
00:12:13: In der sozialen Kontext hast du es an dieser Stelle nicht.
00:12:15: aber nachdem du jetzt zum Beispiel alten Pflege ansprichst was dann natürlich ein digitaler Zwilling auf jeden Fall auch unterstützen kann ist halt nicht nur im Bereich Assistenzrobotik irgendwelche Vorgänge wie.
00:12:27: ich greife irgendeine Tasse.
00:12:29: diese Tasse soll irgendwo ja irgendwo transportiert werden, vielleicht dem Patienten auch gereicht werden ohne dass der Patient irgendwo die Tasse fallen lässt.
00:12:37: Eine zusätzliche natürlich so eine Information mit ausgewertet werden, den im Pflegepersonal oder auch Ärzten zum Beispiel zur Verfügung gestellt wird.
00:12:44: ich denke das ist unsere Fragestellung Ältere Leute, vielleicht Sitterns hier aus dem Drehmaus-Signal sollten dann irgendwelche Rückschlüsse auf Krankheiten natürlich gezogen werden.
00:12:53: Auf den Fortschreiten des Gesundheitszustandes und dann ist der Mensch auch wirklich ein integraler Bestandteil in der Nachbildung in so einem digitalen Zwilling.
00:13:02: Und ja wie ich vorhin gesagt hatte das sind Psychologen einerseits natürlich diejenigen Experten und Expertinnen, die einem da helfen.
00:13:11: Die Information so aufzubereiten dass ein menschlicher Bedienter nicht damit verwehrt wird.
00:13:17: Und andererseits aber natürlich auch medizinisches Fachpersonal muss involviert werden.
00:13:22: Selbst die entsprechenden Informations-Tagen in Größen genau diejenigen aufgenommen werden aus denen sich dann halt ja auch Rückschlüsse beispielsweise auf gesundheits- oder krankheitszuständige ziehen lassen.
00:13:35: Hake innerlich immer so ein bisschen, ich kenne den Begriff jetzt nur als Leier.
00:13:39: Aber aus dem was ihr manchmal uns erzählt von eurer Forschung aber ich stolpe an mal ein bisschen einen Zwilling.
00:13:47: das deutet ja an dass es eine exakte Replikation sein soll des realen Systems.
00:13:52: und zumindest in den Sozialwissenschaften ist es eigentlich üblich wenn wir Theorien bilden dass sie die Realität sehr deutlich reduzieren sollen ihrer Komplexität.
00:14:02: Ist da nicht ein Spannungsfeld?
00:14:03: Also ich stelle mir jetzt vor, wenn ihr wirklich sozusagen das reale System digital vollständig abbilden wollt dann erzeugt ihr doch so eine unfassbare Komplexigkeit dann wieder in eurer Abbildung.
00:14:15: Inwiefern hilft es dann noch das System besser zu verstehen?
00:14:18: also ist es vielleicht ein bisschen übertrieben dargestellt dass man's als Zwilling bezeichnet aber in Wirklichkeit ist es eben doch einfach ein Modell.
00:14:27: An der Stelle gibt es zwei wesentliche Aspekte, die betrachtet werden müssen.
00:14:31: Das eine ist natürlich ja die geeigneten Komplexitäten für solche Modelle, für digitale Zwillinge, ja die müssen zielgerichte festgelegt werden.
00:14:40: Die Frage ist was soll der digitale Zwilling vorher sagen?
00:14:43: Ja und je nach entsprechenden gewünschten Nutzen sind natürlich unterschiedliche Detailierungsgrade wichtig.
00:14:50: Und ich glaube, damit unterscheiden sich die digitalen Zwillinge in der Technik jetzt nicht maßgeblich von dem was du gerade aus den Sozialwissenschaften angesprochen hattest.
00:14:57: Es gibt immer zielgerichtet die Entscheidungsfindung wie genau muss ein Modell sein um es wirklich für die entsprechende Anwendung nutzbar zu machen.
00:15:06: Der zweite Aspekt und da komme ich wieder zurück auf die Regelungstechnik Die Regelung-Technik hilft uns an der Stelle natürlich auch weil wenn ich einen guten Regler habe wird dir dafür sorggetragen, dass meine Prozessparameter innerhalb gewisser Toleranzbereiche natürlich auch bleiben.
00:15:21: Und das heißt ein digitaler Zwilling sollte natürlich nicht irgendwelche Prozesse ja für beliebige Abweichungen aus diesen Arbeitspunkten heraus darstellen sondern natürlich insbesondere in der Nähe von etwas was bereits in der Designphase zielgerichtet ausgelegt wurde und ich als Regelungstechniker würde sagen die entsprechenden unterlagerten Modelle.
00:15:41: ja diese sollen so einfach wie möglich sein Aber natürlich gleichzeitig ist es auch komplex wie nötig, um die wesentlichen Ursache-Werbungszusammenwege abzubilden.
00:15:50: Also um konkret die Serity Fact Manufacturing ermöglichen zu können?
00:15:53: Also der digitale Zwilling ist dann sozusagen das Tool was es dir ermöglicht an dem du sozusagen simulieren kannst, wie würde sich das System verhalten wenn ich als Parameter X ändern würde und dann ermögle ich dir das eine Vorhersage über das System Verhalten zu treffen und wenn das gewünscht ist, dann würdest du's im realen System implementieren weiter optimieren oder so in der Art?
00:16:15: Genau.
00:16:15: In dieser Art wird aber eine Zwischenstufe geben, die möglicherweise auch in der Implementation noch mit eingesetzt werden, wenn wir eine Bewertung von Unsicherheiten.
00:16:23: Digitaler Zwillen sollte nicht nur irgendwelche punktförmigen Werte ausgeben, sondern nach dem Motto Ach!
00:16:29: Die Prozesstemperatur werden jetzt hier irgendwie wie twenty-fünfundzwanzig Grad Celsius sein, sondern es sollten eigentlich immer Konfidenzintervalle mühestimmt werden – Vertrauensbereiche für die Vorhersage und Damit liefert so ein digitaler Zwilling natürlich auch eine Information darüber, wie sehr vertraut sich das Modell selbst.
00:16:47: Und diese entsprechenden Unsicherheiten werden dann natürlich auch genutzt beispielsweise für eine Konfiguration der entsprechenden Regelkreise.
00:16:56: und ja die Regelkreisen müssen natürlich hinreichend robust gegenüber einem Mangel an Kenntnis sein – das sind sogenannte epistemische Unsicherheit oder natürlich auch gegenüber zufälligen Effekten.
00:17:08: Zufälligen Effekten, die beispielsweise doch Sensorrauschen entstehen.
00:17:12: Dass einfach die Messregnale an sich gar nicht perfekt sein können.
00:17:16: Und was kommt zuerst?
00:17:17: Das reale System oder der digitale Zwilling?
00:17:21: Das ist ein spannendes Hände-Allproblem an dieser Stelle.
00:17:25: In vielen Fällen, wenn ich jetzt in dem Bereich der Industrie Vier Null reinschaue, existieren ja schon große Produktionsanrichtungen.
00:17:32: So große Produktionseinrichtungen, die nicht vollständig digitalisiert sind.
00:17:37: Da wird natürlich Die Ideen sind an der Stelle, die Produktionsgüte zu verbessern.
00:17:41: Die Regelgüter zu verbesseren an dieser Stelle.
00:17:44: Da entsteht oder es existiert schon der technische Prozess.
00:17:47: So für diesen Prozess müssen dann Abbilder geschaffen werden, die im entsprechenden digitalen Spillinge, die einem dann erlauben, fortschrittlicher Bedienkonzepte zu realisieren und auch betriebsführungsmechanismen zu etablieren.
00:18:04: In dem Fall ist wirklich... Vorweg schon der technische Prozess da.
00:18:07: Der Technische Prozess wird abgebildet und beispielsweise im Rahmen von so Retrofitting-Ansätzen wurden dann bestehende Fertigungseinrichtungen weiter genutzt, aber mit zusätzlicher digitalen Infrastruktur versehen um Qualität zu optimieren an dieser Stelle, um beispielsweise Ausschuss zu reduzieren.
00:18:27: Es gibt natürlich auch viele Bereiche wo irgendwas komplett auf der grünen Wiese neu aufgebaut werden kann.
00:18:33: Wenn jetzt beispielsweise irgendwelche großen Batterieproduktionen Städten irgendwo aus dem Boden gestampft werden, dann werden natürlich digitale Zwillinge unmittelbar teilweise auf Basis von Literaturwissen.
00:18:46: Teilweise auch aus prototypischen Aufbauten erst einmal realisiert um daraus natürlich zielgerichtet Entscheidungen zu treffen wie beispielsweise geeignet jede der einzelnen Fertigungstufen auszulegen ist wie geeignet Maschinen auszuwählen sind, wir an der Stelle auch Betriebsführungsstrategien zu implementieren sind.
00:19:08: Als Eingangs über das CO-Defection Spronam hast du ja automatisch auf den Nachhaltigkeitsnutzen abgestellt und dann war mir total plausibel wenn ich jetzt über die digitale Zwillinge als Tool nachdenke und versuche mir zu erlegen was halte ich eigentlich aus einer Nachhaltigkeit Perspektive davon?
00:19:26: Dann sehe den präventiven Nutzen, dass es mir gelingen kann wie du sagst eine Betriebsführung von der Fabrik hinzukriegen das dann weniger Ausschuss produziert wird.
00:19:38: Andererseits denke ich so ein bisschen an die ganze KI-Diskussion und das wird ja wahrscheinlich auch ein sehr energieintensiver Prozess wieder sein einen Zwilling überhaupt zu kreieren und erstmal würde's auch ganz viel menschliches Gehirnschmalz kosten.
00:19:53: Wann lohnt sich das denn, dass man einen digitalen Zwilling baut?
00:19:56: Also es scheint mir nicht so zu sein als würde ich für alles immer ein digitales Zwilling brauchen.
00:20:01: Sondern anscheinend brauche ich eine ausreichende komplexe Anwendung die so ressourcenintensiv sein kann, dass sich die Optimierung auch lohnt.
00:20:10: weiß.
00:20:10: Ich bin auf dieser Frage wann lohnt sie sich die optimierung überhaupt?
00:20:13: Traust du dir dazu was?
00:20:19: Also ich würde sagen du hast auf jeden Fall recht an der Stelle, dass es ein hinreichend komplexer Produktionsprozess sein muss.
00:20:24: In der Regel bestehen solche Produktions Prozesse natürlich aus einer Vielzahl von Abfolgen unterschiedlicher Schritte und insbesondere lohnen sich natürlich digitale Zwillinge in zwei Aspekten.
00:20:35: wenn nicht eines als eine sehr hohe Produktgüte braucht also hohe Fertigungs-Güte geringere Toleranzen müssten eingehalten werden um ein Produkt nutzbar zu machen spielt wahrscheinlich Energie an der Stelle erst einmal nicht die vorrangige Rolle.
00:20:50: Es ist wirklich die Vorrangigerolle, ganz einfach zu sagen ich möchte die Produktgüte hochhalten.
00:20:55: Die Produkt-Güte kann nur hoch gehalten werden durch geeignete Modelle und ich habe ja den schönen Nebeneffekt dass ich meine Ruhmarte alle möglichst effizient einsetzen kann.
00:21:05: Und dann ist natürlich ein weiterer Aspekt viele Fertigungsprozesse sind natürlich an sich sehr energieeffizient.
00:21:13: Das ist ja nicht nur energieeffizient, sondern natürlich auch ja Energie.
00:21:18: Ja hungrig!
00:21:19: Ich denke jetzt an Batteriefertigung ich denke irgendwie an Stahlproduktion beispielsweise und generell das produzieren vielleicht auch von Kunststoff Spritzkurs Teilen.
00:21:29: Er hat viele von diesen Produktionsprozessen erfordern hohe Energiemengen Und da ist natürlich eine kleine Einsparung an der Stelle schon von der Energienotwendigkeit in den Einzelstritten der Fertigung, wird auf die Gesamtgüte natürlich und auf dem Gesamtnachhaltigkeitsnutzen natürlich eine große Auswirkungen haben.
00:21:48: Und jetzt kann man an dieser Stelle noch zwei unterschiedliche Arten von Zwillingen unterschalten.
00:21:52: Das Eine sind digitale Zwillinge, die den Fertigungsprozess abbilden Das zweite sind aber natürlich auch digitale Zwillinge, die mit den entsprechenden produzierten Produkten verknüpft sind.
00:22:03: Also sogenannte Produktzwillinge und diese Produktzwilllinge tragen in sich dann Information, was ist denn welchen dieser einzelnen Schritten hier passiert?
00:22:14: Nicht nur die Fertigungsparameter werden an der Stelle mitprotokolliert im Rahmen von irgendeiner Art Traceability, Nachvollziehbarkeit der Fertigungsschritte.
00:22:23: Sondern natürlich es werden auch den entsprechenden Energieeinsatz.
00:22:26: die entsprechenden entstehenden Emissionen werden in jedem dieser Schritte charakterisiert und stellen dann natürlich auch einen Indikator dafür da wo sich Optimierungen hinsichtlich beispielsweise einer Emissionsraduktion zielgerichtet irgendwo am besten verfolgen lassen.
00:22:43: Das ist das.
00:22:44: typischerweise würde da im Prinzip der ganze Produktlebenszyklus digital gemappt sozusagen von der Produktentstehung über die einzelnen Komponenten, über die Produkt-Nutzungsphase oder ein eventuelles Senkendlife wo wir gleich noch mal drauf kommen werden bis dann zur Entsorgung oder Wiederaufbereitung was auch immer am Ende des Lebensbegrüßtes richtig.
00:23:09: Also im Idealfall hättest du wirklich sämtliche Schritte nachher abgebildet Wir auch weniger den kompletten Lebenszyklus von Rohmaterialien bis zum Recycling abbilden.
00:23:20: Und es gibt ja mittlerweile in unterschiedlichen Bereichen, wir sprechen nachher noch mal über Batterieproduktion und gesetzliche Anforderungen die einen Zwingen an der Stelle mitzuprotokollieren was in den einzelnen Phasen passiert ist welche Emission beispielsweise entstanden sind und das sind sogenannte digitale Produktpässe.
00:23:42: Und solche digitalen Produktpässe sind natürlich eine ganz spezielle Art eines Produkt-Zwillings, nämlich ein Produkt Zwilling der darauf zugeschnitten ist.
00:23:52: Das Beispiel beiseite die entsprechenden Energieeinsätze oder Emission in den jeweiligen Produktionen schatten mit charakterisiert werden an dieser Stelle und einem dann ja auch vergleichend unterschiedliche Produzenten gegenüberstellen lassen an der Stelle und natürlich auch, denken wir jetzt nochmal an denjenigen Beispielsweise die Produktionsstätte betreibt, ja vielleicht auch eine Wettbewerbsvorteil ganz einfach darstellen kann.
00:24:18: Weil ich aufzeigen kann meine Qualität ist höher Ich hatte beispielsweise Energie effizienter gearbeitet und habe damit natürlich auch irgendwie vielleicht sogar ein Marketing Instrument in der Hand was technisch motiviert.
00:24:30: das
00:24:31: Ja, finde ich total spannend.
00:24:33: Weil es tatsächlich häufig in der Nachhaltigkeit das Problem habe, dass sich sozusagen die Historie eines Produkts einfach nicht beurteilen kann und solange es mich nicht gelingt diesen nachhaltigkeitsmehrwert den ich womöglich erzeugt habe irgendwo zu kommunizieren an meinen Kunden oder irgendeinen Stakeholder kann ich diesen Vorteil auch nicht ausspielen.
00:24:52: Das kenne ich aus dem Supply-Genmanagement Produkte nachhaltiger produziert wurden, weil zum Beispiel die sozialen Arbeitsbedingungen besser waren.
00:25:02: Es gelingt mir aber nicht das irgendwo zu kommunizieren und es ist im schlechtesten Fall auch noch teurer, typischerweise wirds teurer sein dann kann ich's im Grunde nicht machen, weil ich's nicht kommuniziert kriege und das ist ein interessanter Einsatz, den ich glaube ich ganz stark auf der Umweltseite erstmal verurte, ne?
00:25:19: Nicht auf der sozialen Seite so'n bisschen zu mapen und zu tracing was ist denn da schon alles passiert?
00:25:25: Wenn das funktioniert und man traut dann diesen digitalen Abbild natürlich auch, dann zum Beispiel weil es irgendwie staatlich gemonitort wird oder reguliert wird.
00:25:38: Dann kann der entsprechenden Nutzen eben aus an den Markt kommen und dann entsteht auch wiederum ein Anreiz tatsächlich entsprechend Energieeffizienz zu fertigen wenn wir jetzt auf Energieeffiziens abstellen.
00:25:50: Also das trefft zu hundert Prozent so wie du es gerade hier charakterisiert hast.
00:25:55: Ja, eine Vertrauenswürdigkeit natürlich auch von solchen Produktpassen nötig.
00:25:59: Und ja ich glaube es lässt sich nicht anders realisieren als über irgendwelche regulatorischen Vorschriften.
00:26:07: die müssen wirklich weit gefasst sein und sehr nahe liegen.
00:26:11: das ist natürlich bei uns der komplette europäische Wirtschaftsraum der in dieser Stelle mit geeigneten vereinheitlichen regulatorischen Voraussetzungen hier handhören muss.
00:26:21: Du hast jetzt schon ein paar Mal das Beispiel Batterieproduktionen angesprochen, was auch eins ist.
00:26:26: Von dem ich weiß, dass du da sehr intensiv zu forscht in einem großen Drittmittelprojekt, was ihr gerade gewonnen hattet auf EU-Ebene und EU Horizon Projekt.
00:26:36: Magst du davon mal einmal kurz berichten, was dir da konkret macht?
00:26:40: Ja also dieses EU Horizon Project, was du gerade ansprichst, das ist ja ein Projekt wo insgesamt über fünfzehn europäische Partner miteinander vernetzt sind.
00:26:51: Das sind Partner einerseits Forschungseinrichtungen, Universitäten.
00:26:56: Zusätzlich aber natürlich auch Maschinenhersteller und Produktionsstätten für die Erstellung von einzelnen Batteriezeilen in einem großen Umfang.
00:27:06: Dieser große Umfang soll eine Produktion zum Abschluss dieses Projekts im Bereich von Gigawatt-Schwunden für Batteriefertigungskapazität hier sein.
00:27:15: Und wenn ich mir jetzt die Fertigung vom Batterien ansehe ist das eher ne Abfolge von vielen miteinander verzahnten, sehr komplexen technischen Prozessen.
00:27:23: Fängt damit an das Rohmaterialien für die aktiven Materialien der einzelnen Zellen also erstes mal gewonnen werden müssen.
00:27:30: Die müssen geeignet miteinander gemischt werden.
00:27:32: Die Materialien müssen natürlich so realisiert sein diese Mischprozesse dass technische Eigenschaften hier gewährleistet sind.
00:27:43: Diese technischen Eigenschafte umfassen einerseits ja sowas wie Fluidmechanische Eigenschaften, Mechanische Eigschaften also beispielsweise Porositäten, Viskositäten der Schmille Hill Materialien.
00:27:57: Die verfassen dann aber natürlich unmittelbar auch elektrochemische Eigigkeiten ja die im Endeffekt natürlich auch charakterisieren wie effizient generell eine Batterie geladen und wieder entladen werden kann.
00:28:09: Wie lange auch eine Batteries nach vielen Ladezyklen haltbar ist.
00:28:14: Angefangen von den Rohmaterialien passieren dann Fertigungsschritte wie des aufbringenden aktiven Materialien auf Dregermaterialien, elektrisch leidfähige Folien.
00:28:23: Die entsprechenden aufgebrachten Materialien werden dann gewalzt und getrocknet an der Stelle.
00:28:30: Die werden dann zerschnitten in die einzelnen Elektroden, die dann gestapelt werden, elektrische Miteinander kontaktiert, verpackt an dieser Stelle unter dem zugute Last mit entsprechender Elektrolütmaterialie gefüllt.
00:28:42: Wir fordern das allererste Endladen von Batteriezellen im sogenannten Formierungsprozess stattfindet und der natürlich ist, besonders natürlich maßgeblich charakterisiert wie effizient dann später des elektrochemischen Verhalten einer Batterie ist.
00:28:56: So alle dieser Schritte ja ich glaube es aus meiner Beschreibung schon rausgekommen haben sehr unterschiedliche Charakteristiker, unterschiedliche physikalische Charakterstiker.
00:29:07: Das sind entweder rein mechanische Festkörpermechanische Probleme Es sind thermodynamische Fragestellungen, Flüte dynamisch und elektrochemische.
00:29:16: Wenn ich jetzt an die Erststellung von digitalen Zwillingen denke, müssen diese großen Bandbreiten auf Prozessebene der unterschiedlichen Ablaufenden technischen Prozesses beschrieben werden.
00:29:28: Die müssen bedatet werden, die entsprechenden Prozessmodelle.
00:29:33: Das führt dann zu einem geeigneten Trade-off.
00:29:35: Was lässt sich wirklich rein kausal aus physikalischer Ursache Wirkungszusammenhängen beschreiben?
00:29:41: Und wo werden an der Stelle auch allen auf Datenbasis möglicherweise eine Art Maschinenleinigmodelle, Blackbox-Modelle erstellt.
00:29:48: Die dann verzahnt werden mit physikalischen Ursachewerkers zu
00:29:51: sein?
00:29:52: Lass uns mal ganz kurz ganz vorne reinsteigen.
00:29:55: Warum ist das denn so ein heißes Thema?
00:29:57: Warum treibt dich das so um gerade diese Batteriezellfertigung?
00:30:00: Warum ist es so wichtig?
00:30:02: Batterien sind eigentlich wenn ich mehr ... Generell viele moderne Energiespeicher-Systeme anschauen, ja die Kernkomponente.
00:30:13: Ich glaube jeder kennt es aus dem Bereich der Elektromobilität.
00:30:17: Es sind auch ungefähr aktuell.
00:30:18: achtzig Prozent aller produzierten Batterien ins Besondere Lithium-Ionen-Batterien landen in irgendeiner Art von Fahrzeugen – in den meisten Fällen seines PKWs können aber natürlich auch irgendwelche elektrifizierten Schienenfahrzeuge beispielsweise sein.
00:30:33: Gut was dann natürlich immer weiter voranschreiten wird, das im Rahmen der Energiewende.
00:30:38: Erneuerbare Energien müssen zwischendurch gespeichert werden.
00:30:42: Energie liegt nicht unbedingt zu dem Zeitpunkt vor bei erneuerbaren Energien, sodass sie tatsächlich nutzbringend umgesetzt werden kann.
00:30:51: Beispielsweise nachts scheint keine Sonne.
00:30:54: Ich hätte aber gerne natürlich möglicherweise Elektrizität nachts über zur Verfügung.
00:30:58: Das heißt für unterschiedliche Zeitskalen muss Energie gespeicher werden Und natürlich, je nach der entsprechenden Zeitskala macht es natürlich Sinn auch unterschiedliche Speichertechnologien einzusetzen.
00:31:10: Wenn ich sehr langfristige Speichervorgänge realisieren möchte sind beispielsweise Erzeugen von Wasserstoff vielleicht auch Erzeugung von E-Fuels.
00:31:19: ja das sind dann möglicherweise irgendwelche Technologien die ich untersuchen möchte.
00:31:24: Kurzfristigerer Einsetzer Da werden elektrochemische Energiespeicher eingesetzt da werden Batterien eingesetzt beispielsweise und Der entsprechende Bedarf an der Stelle für stationäre Energie, Speicherung elektrischer Energie.
00:31:38: Ja da wird über die nächsten Jahre natürlich weltweit weiter zunehmen.
00:31:41: Je stärker natürlich der entsprechende Durchdrängungsgrade erneuerbarer Energien generell voranschreitert.
00:31:48: Sehr gut ich verstehe also es ist eine ganz ganz wichtige Technologie die für uns unheimlich, unsere Zukunft unheimig bedeutsam sein würde für die Energiewende weil wir einfach die Speicher überall brauchen in der E-Mobilität oder als stationäre Speicher.
00:32:01: Was aber noch ganz interessant ist, was du mir auch im Vorgespräch berichtet hast sogar mehrfach schon als auch uns das Projekt vorgestellt hat.
00:32:07: Das ist dass die Güte der heutigen Batterien, die so gefertigt werden sehr viel niedriger ist, als ich das ad hoc geschätzt hatte.
00:32:14: Magst du die Zahl nochmal einmal berichten?
00:32:16: Also es hängt natürlich sehr stark davon ab welchen Betrieb stand ich mir von so einer Produktionsstätte?
00:32:21: anschauen also insbesondere ja in Hochlaufphasen von Batterieproduktionstätten.
00:32:27: ist ein Ausschuss von über dreißig Prozent überhaupt?
00:32:30: Ja, nichts Besonderes.
00:32:32: Und dann ist es natürlich essentiell an der Stelle ja möglich schnell den Ausschuss zu reduzieren in einen eingeschwungenen Zustand zu kommen.
00:32:39: Das sind natürlich diese Nachhaltigkeitsaspekte das wir Rohmaterial nicht nur möglichst energieeffizient nutzen wollen sondern generell dem Material Einsatz möglichst effizient.
00:32:49: So falls irgendwo mal was schief geht sollten die entsprechenden Materialien auch genutzt werden können um sie durch ein Recycling wieder dem Fertigungsprozess zuzuführen.
00:33:00: So, und natürlich ist das auch insbesondere für neu zu errichtende Produktionsstätten ein guter Wettbewerbsvorteil wenn ich gute Modelle besetze die einem vorausschauende Betriebsführung erlauben ja möglichst schnell in einen eingeschwungenen Zustand zu kommen der geringe Ausschussraten hat.
00:33:18: Und es eine Wett bewerbsmaßnahme natürlich gegenüber insbesondere entfernt auszufinden Produktionsstädte die auch in einer reingesprungenen Zustand mit hohen Ausschussraten arbeiten.
00:33:30: Und ja, insbesondere natürlich auch dort Energieträgereinsätzen, die garantiert nicht als Grund bezeichnet werden kann.
00:33:41: Beispielsweise der dreckige Braunkohle, die an dieser Stelle einfach genutzt wird um den elektrischen Energiebüter für die Produktion darzustellen.
00:33:48: Ja und wieder bei deinem digitalen Passenwaren, die das idealerweise auch monitoren würden was von einer Art von Energie eigentlich da gearbeitet wurde An dieser Ausschussquote, die hat mich seinerzeit schon total umgehauen als sie gegeneinander sind.
00:34:00: Natürlich ist ein Hochlauf eines Prozesses was anderes als ein eingeschwungener Zustand.
00:34:04: Das ist klar.
00:34:04: aber ich glaube du sprachst auch vom eingeschwingenen Zustand von Ausschussraten.
00:34:08: Da gibt
00:34:09: es auch zweistellige Ausschussrate an der Stelle.
00:34:11: Sie sind sehr schwer zu charakterisieren.
00:34:15: Diese zweistelligen Ausschussarten sind natürlich sehr schwer zur Charakterisierung an der stelle was irgendwo... in Ländern passiert, wo aktuell der Großteil der Batteriefertigung abläuft.
00:34:28: Die Datenbasis ist dann natürlich jetzt nicht so transparent dass ich wirklich feststellen könnte wie beispielsweise das Land mit der größten Batterie Produktionskapazität China an dieser Stelle.
00:34:39: Wirklich eine Ausschussende ist.
00:34:42: aber ich würde mal sagen guten Gewissens kann man sagen es liegt in der großen Ordnung zweistelliger Ausschussraten.
00:34:47: ja und das ist ja als solches schon irgendwie Wahnsinn, weil die Technologie am Ende auch doch nicht so neu ist.
00:34:54: Es ist jetzt auch nicht so als würde man das erst mal ausprobieren, sondern wir haben ja die Lithium-Ionen Akkus in unseren Handys.
00:34:59: seit wie lange einem Jahrzehnten mindestens tragen wir sie mit uns rum und ich denke wenn ich mich irre sind es einige jahrzehnte.
00:35:05: Grundsätzlich all das ist Lithium Ionen Akku.
00:35:07: Ich glaube ich habe fast gelesen, dass zu irgendwann späten den Achtzigern oder Neunzigern war das die erstenmals gebaut wurden.
00:35:13: Und da ist es doch eigentlich erstaunlich, dass nach so einer langen Zeit die Technologie trotz denen das noch nicht geschafft hatten eine Ausschussquote irgendwo im niedrigen Promille-Bereich oder sowas zu erreichen.
00:35:26: Anders wo wir sprachen Eingangs im Vorgespräch über das CX Sigma was sagte ich will Fertigungsprozesse so kontrollieren, Millionstelbereich irgendwo zustande kommt und das offensichtlich gelingt das ja noch nicht.
00:35:43: Du hast den Prozess eben beschrieben, den Herstellungsprozess, du hast ihn auch so beschrieben wie ich ihn kenne aus der Literatur als einen eigentlich sehr standardisierten Prozess.
00:35:51: genau so läuft er also da.
00:35:52: es gibt sozusagen schon einen dominanten Fertigungsprozesse wie das abläuft und andererseits führt dieser Prozess der völlig anerkannt ist immer nach so einem hohen Ausschuss.
00:36:03: Das ist erstmal irgendwie ein bisschen Paradox oder?
00:36:07: Für eine Technologie die doch nicht so ganz neu.
00:36:09: Die
00:36:09: Technologie an sich jetzt nicht neu, das Hauptproblem von dem hohen Ausschuss ist dass ja wirklich mit einem extrem großen Durchsatz in solchen Produktionenstatten gearbeitet wird und das Ziel ist einfach ja eine große Menge einzelner Zellen zu fertigen.
00:36:26: und wenn man sich jetzt vorstellt So was wir Transportgeschwindeligkeiten in irgendwelchen Wahlsprozessen von mehreren Metern je Sekunde hier dran auftreten, um einzelne Zellen zu fertigen die halt erschichtigende elektroden Materialien im Mikrometerbereich haben.
00:36:45: Kann man sich sehr leicht vorstellen dass sehr kleine Abweichungen einfach von den optimalen Betriebsparametern natürlich zur Streuung hier führen, die im Endeffekt natürlich zur Qualitätsverlust beitragen.
00:36:57: Und hier in den meisten Fällen ist es auch so, dass die messtechnische Überwachung der einzelnen Produktionsschritte nicht genau an dem Punkt passiert wo ich aktiv technisch eingreifen kann und im Prinzip beispielsweise Anpresströcke bei Walzprozessen hierher entstehen.
00:37:13: Das heißt gemesstechnik ist immer örtlich getrennt.
00:37:16: Die hat meistens nachgelagert, meistens auch nicht Inline oder Offline.
00:37:21: Man merkt es, wenn's zu spät ist an der Stelle und das ist eigentlich ein Hauptproblem.
00:37:24: An der Stelle was ja für eine Fertigung ohne den Einsatz digitaler Technologien, ohne den Einsatz digitaler Zwillinge für einen hohen Ausschuss führt.
00:37:34: Und digitale Zwillingen sollten dann in der Lage sein die Zeitspannen zu verkürzen bis ich eine Indikator zur Verfügung habe, der mir sagt dass möglicherweise irgendwas aus den Toleranzbändern hinausläuft und er sich möglichst frühzeitig an dieser Stelle auch korrigierend eingreifen kann
00:37:51: was auch glaube ich genau bei dieser Technologie besonders wichtig ist.
00:37:55: Es ist eben nicht so, dass der einzige Schaden, der mehr Aufwand an Ressourcen wäre oder eine Energie, die da reingeht sondern die haben ja auch eine Funktion während ihrer Lebensdauer und hat es mir vorher auch im Vorgespräch schon skizziert am Ende besteht ja eine Autobatterie nicht nur aus der einen Zelle, sondern aus Sichtzellen in Modulpaketen.
00:38:19: Was passiert da?
00:38:20: Also wie wird das momentan realistisch gemacht, wenn ich ihn wirklich zum ruhen Zell-Ausschuss habe?
00:38:27: Es ist natürlich in der Stelle klar die einzelnen Zellen.
00:38:31: Ich habe vorher von dem Formierungsprozess gesprochen.
00:38:34: Die werden irgendwann erstmalig geladen und entladen, die entsprechenden elektrischen Größen an der Stelle, die Strom- und Spannungsprofile.
00:38:41: aus denen lässt sich natürlich ein Rückschluss darauf ziehen ob die Batteriezelle an sich erst einmal funktionstüchtig ist.
00:38:48: Ob möglicherweise im Inneren einen Kurzschluss besteht und dieses Ding sowieso ausschossen einfach ist.
00:38:53: Das ist aber ein Indikator der wirklich ganz am Ende der Fertigung erst einmal misiert Was schwer zu erkennen ist.
00:38:59: während so einem Formierungsprozess, ist auch möglicherweise imperfekte gefertigte Elektroden an der Stelle.
00:39:07: in Risikoinsicht tragen das eine Zelle sehr stark alters.
00:39:11: Möglicherweise sehr frühzeitig aus fällt im laufenden Betrieb wenn die Batterie dann irgendwo oder die Zelle eingebaut ist in den größeren Batteriepack.
00:39:19: und Das sind insbesondere Gefahren natürlich von internen Kurzschlüssen, die dadurch ganz einfach entstehen könnten.
00:39:25: Dass sich Lithium-Ionen aus den entsprechenden Elektrodenmaterialien herauslösen und dass sowas entsteht wie eine Dentritenbildung kann man sich vorstellen wie so eine Art Tropfsteine.
00:39:36: Es würden dann leidfähige Kanäle zwischen den unterschiedlichen, dem positiven und negativen Elektrode innerhalb der Zelle entstehen was im schlimmsten Fall zu einer starken Überhitzung im laufendem Betrieb führen würde.
00:39:47: Und diese starke Überhitzung führt dann im Prinzip zu einem Brand von Batterie-Packs.
00:39:53: Geistert natürlich das öfter durch die Medien, dass irgendwelche Elektrofahrzeuge abgebrannt sind und eine der Ursachen sind nicht perfekt produzierte Batteriezellen, die genauso eine Schädigung besetzen durch Qualitätsmängel in den einzelnen Fertigungsstufen, die aber nicht erkannt werden konnten.
00:40:12: Also im schlimmsten Fall kann das lebensgefährlich sein.
00:40:14: Aber wenn wir es eine Nummer kleiner machen, dann ist es ja auch schon so, wenn so ne Zelle ausfällt und einfach nicht mehr funktionstüchtig.
00:40:21: Und ich aber sie ist ja trotzdem schwer hat eine Masse die ich die ganze Zeit rum fahre in dem Fahrzeug.
00:40:26: Dann habe ich so eine Todmasse, die ich immer mit transportieren muss.
00:40:30: also auch das spricht ja sehr dafür natürlich erhöht dass dann den Energiebedarf des Fahrzeugs wiederum im Traktionsersatz.
00:40:37: Das spricht ja auch dafür dort besonders akkurat Güte beurteilen zu können.
00:40:42: Richtig?
00:40:43: Genau, das sind unterschiedliche Stufen in denen die Güte bearbeitet werden muss.
00:40:47: über was wir uns bisher unterhalten hatten ist die Güterbeurteilung während des Produktionsprozesses und was dann natürlich aber auch passieren muss es sobald die Batterien ja eingesetzt werden in einer Anwendung Eigentlich unabhängig davon, ob wir jetzt von Traktions-Batterien irgendwo im Transportsektor sprechen oder ob das wirklich stationäre Energiespeicher sind.
00:41:08: Es gibt immer ein Batteriemanagementsystem und die Aufgabe eines solchen Batteriemanagementsystems ist mehrschichtig.
00:41:15: es geht einerseits darum Temperaturen innerhalb gewisser Grenzen zu halten also es gibt Kühlmechanismen bei großen Batteriepacks.
00:41:23: Das zweite ist natürlich wenn jetzt unterschiedliche Batteriezahlen elektrisch miteinander verschalten sind insbesondere wenn sie In einem Strang in Serie miteinander verknüpft sind, muss sehr vorsichtig dieser Batteriestrangen betrieben werden.
00:41:36: Dass keine Tiefentladung beim Entladen passiert.
00:41:39: Also was nicht eine dieser einzelnen Zellen schon so tief entladen ist dass sie irreversibel geschädigt wird.
00:41:45: Gleiches gilt natürlich beim Aufladen von Battery Packs das nicht eine Zeile überladen wird.
00:41:51: auch das würde zu einer irreversiblen Scheidigung führen.
00:41:54: und es heißt natürlich geeignete Modelle für Lade-Entladenverhalten, auch für das Alterungsverhalten einzelner Batteriezellen ist es essentiell für ein Batteriemanagementsystem.
00:42:06: Hier haben wir wieder diese Komplexitätsfrage die du vorher angesprochen hattest.
00:42:10: Die Modelle müssen sie einfach sein damit sie effizient in einem Batteriemanagementsystem integriert werden können also beispielsweise Modelle auf Basis von Molekulardynamik dass der Transport einzelne Lithiumionen beschrieben wird.
00:42:25: beim Lade entlade Verhalten Sie lassen sich nutzen für eine Entwurfsphase, sie lassen sich aber nicht effizient in den Batteriemanagement-System einsetzen.
00:42:35: Und die entsprechenden Algorithmen, die dann entwickelt werden sollen für eine sichere Betriebsführung sorgen.
00:42:41: und jetzt habe ich zwei Probleme.
00:42:43: Das eine Problem ist Batteriezellen purzeln am Ende aus der Produktionstelle raus.
00:42:49: ja Ich hab gewisse Designparameter festgelegt wie beispielsweise die Kapazitäten der einzelnen Zellen aussehen.
00:42:56: Diese Zellen werden danach in einem Batteriemanagement-System betrieben, in eine Batteriepack verbaut.
00:43:02: Und aktuell ist es so dass da ein ziemlich großer Gap einfach zwischen diesen beiden Schritten hier besteht, dass nämlich Informationen die während der Fertigung vorliegt über die Güte der Einzelneinzahlen möglicherweise auch Informationen die rein über den Formierungsprozess über das electrochemische Falten gewonnen werden kann ja noch nicht unmittelbar mit den einzelnen Zellen verknüpft ist, um die später dann zellindividuell in der Batteriemanagement Systeme einsetzen zu können.
00:43:31: Und da kommen wir natürlich auf eine gewisse Utopie hier zu sprechen.
00:43:34: Im Idealfall ist es so jede einzelne gefertigte Zelle kommt mit einer Art Ersatzmodell – in der Regel sind das elektrische Ersatschaltbilder – mit geeigneten Ladezustandsabhängigkeiten der internen Elemente an
00:43:49: Und das sind Zellen individuelle Modelle.
00:43:50: Ja, cellen
00:43:51: individuell und diese zellen individuellen Modelle stellen dann die Grundlage dafür dar, dass auf denen später ein Batteriemanagement System arbeiten würde.
00:44:01: Das wäre natürlich eine sehr schöne Utopie in Zukunft, dass über die komplette Lebenszyklus, über die komplette Wertschöpfungskette einer produzierten Selle bis hin mehr oder weniger zur Dekration ein einheitliches Modell dann entsteht was einem erlaubt Vorher zu sagen, wie lang beispielsweise eine Zelle noch nutzbar ist.
00:44:23: Beispielsweise wenn sie an Kapazität verliert.
00:44:25: würde sich dann nicht mehr Vertragzonsbatterien eingesetzt.
00:44:29: Wir würden in irgendeinem stationären Batteriespeicher integriert.
00:44:33: und aber dieses Vorausschauen natürlich, wie lange ich eine Zlle nutzen kann, wie ich eine zelle betreiben muss damit sie möglichst wenig altert, ist aktuell noch komplett losgelöst vom Fertigungsprozess.
00:44:45: Jetzt mal so ganz hands-on würde man denn aus heutiger Sicht?
00:44:49: ich kenne die diesen Grundgedanken, dass man eine Zelle aus dieser Traktionsanwendung im sich bewegenden Fahrzeug überführen will irgendwann in ihren Second Life und das sie als stationäre Energiespeicher tätig sein soll.
00:45:01: Eine Batterie wollte ich sagen aber kann das dann auf Zellebene funktionieren?
00:45:05: Also würde dann würde man ein Grunde den das Batterie Pack öffnen und da fünf von weiß ich nicht wie viel zellen rausnehmen und sagen ihr seid jetzt am Am Ende ihr müsst jetzt zum Teil eines stationären Speichers werden und die fünf würden ersetzt.
00:45:18: oder läuft es nicht einfach so momentan, dass das ganze Batterie-Pack dann rausgenommen wird im Verteil eines Speicherns?
00:45:25: Also aktuell wurde das gesamte Batterie Pack verwendet.
00:45:30: Das was du hier gerade ansprichst da denke ich an Kollegen von der Politechnik Ude Milano mit denen wir auch im Rahmen von unserem Projekt hier aktiv sind im Rahmen vom Horizon Europe Projekt untersuchen selber im Rahmen von anderen Projekten im Bereich der Second Life Nutzung für Batteriezellen.
00:45:51: Genau diese Fragestellungen, wie kann ich beispielsweise für Batterie Packs die eingesetzt wurden in Bussen?
00:45:57: Wie kann ich dann an dieser Stelle gerne Entscheidungen treffen?
00:46:00: Kann der komplette Packverater genutzt werden?
00:46:03: Muss ich einzelne Zellen extrahieren?
00:46:05: und an was mich hier natürlich denken muss das sind Zellen selber mit einem sehr hohen Energiegehalt.
00:46:10: Das sind die Energie-Gehälter, die natürlich deutlich größer sind als diejenigen, die man kennt aus Notebook Akkus.
00:46:16: Die man kennt auch aus irgendwie den typischen Smartphone Akkus und da bestehen natürlich auch gewisse Gefahren.
00:46:23: Es besteht einerseits die Gefahr wenn ich dem Batteriepack einfach so weiter betreib ist beispielsweise eine Zelle schon sehr stark geschädigt und ich habe es nicht mitbekommen.
00:46:33: dann hätte ich jetzt genau diese Gefahr das ein Batterie Pack kaputt geht, dass beispielsweise irgendwas Feuer fängt nachher in der stationären Anwendung.
00:46:42: Wenn ich den Batterie-Pack öffne habe auch geeignete Gefahren.
00:46:45: ja die Zellen sind mit über elektrische Sammlenschienen miteinander hart verbunden.
00:46:50: Die sind verschweißt an dieser Stelle und ich muss sie trennen.
00:46:54: So auch natürlich stark geschädigte Zellen könnten an der Stelle für das Trennprozess gefahren Potenzial darstellen.
00:47:02: Gut aber natürlich wenn einem das gelingt ist zu handhaben lassen sich halt auf Einzelzellebene deutlich längere Nutzungsdauer und für die einzelnen Herkomponenten eines Batterie-Packs her erreichen.
00:47:13: Und könnte im Zwischenschritt sein, wenn man dann sieht okay die Zelle ist jetzt tatsächlich in dieser womöglichen, dieser dendrieten Bildung dass man sagt ok die eine Zelle wird jetzt einfach mal deaktiviert.
00:47:23: Ist
00:47:25: aus Sicherheitsgründen motiviert?
00:47:26: Da ergänkt es sehr stark, da kann
00:47:28: auch ein oder zwei Jahre betrieben werden können.
00:47:30: Das
00:47:30: ergänzt sehr stark davon ab wie den Batterienmanagement System an der Stelle realisiert das.
00:47:36: Insbesondere beim modernen Batterienmanagementsystem gibt es Ansätze für einen aktiven Ausgleich von Ladezuständen zwischen den einzelnen Zellen.
00:47:44: Die sind in der Regel realisiert darüber, dass irgendwelche Halbleiterschalter eingesetzt werden die zellen mit hohem Lade Zustand als Zwischenenergie-Speicher nutzen für Zellen mit einem niedrigen Lade-Zustand.
00:47:57: und wenn ich solche halbleiterschalter besetze ja ist das eine Aufgabe von demjenigen der den elektrischen Schaltungsentwurf macht die auch so zu konfigurieren, in der Stelle dass ich einzelne Zellen außer Betrieb nehmen kann und dann im Prinzip ein Batteriepack mit reduzierter Kapazität im Endeffekt Einsatz.
00:48:16: Genau, setzt aber natürlich voraus das Echtzeit-Fan-Fage Monitoring Systeme im Batterymanagement System integriert sind, die auf Einzelzelle eben eine Alterung quantifizieren können.
00:48:29: Und das ist sozusagen ein Kern deiner Entwicklungsaufgabe in diesem Projekt genau daran zu arbeiten?
00:48:38: Das sind eigentlich jetzt zwei Projektansätze, die AG-Stelle hier laufen.
00:48:42: Der eine im Rahmen der Batteriezellfertigung ist wirklich das wir die entsprechenden physikalisch motivierten teilweise durch Maschinenleinigansätze verbesserten Prozessmodelle entwickeln beispielsweise für den Staplen der einzelnen Elektroden bis hin zur Formierung.
00:48:58: Wir achten da weit darauf dass die entsprechende Modelle die am Ende aus dem Formierungsprozess rauskommen später auch schon teilweise nutzbar sind im Batteriemanagement Systemen.
00:49:09: Das ist jetzt mehr oder weniger hier die Grenze des Horizon Europe Projekts an der Stelle, wie wir diese Grenze geht dieses Horizon Projekt nicht draus.
00:49:17: Was wir aber in weiteren Forschungsarbeiten mit meiner Arbeitsgruppe machen werden entwickeln selber neuartige Schätzverfahren, die genau solche Alterungmechanismen durch leicht elektrotechnisch zugängliche Größen, also die entsprechenden Klemmenströme und Klemmenspannung der einzelnen Zellen der Lauben zu schätzen.
00:49:36: Genau diese Ansätze dann, wenn sie sich später miteinander fusionieren lassen – also Ergebnisse beispielsweise von diesem Horizon Europe Projekt mit den Grundlagenforschungsaktivitäten in meiner Arbeitsgruppe Dann ist man auf dem Weg in die Richtung ja so eine vorausschauende Betriebsführung auch in ein Batteriemanagement System zu integrieren, was es einem dann natürlich auch erlaubt intelligentere Rekonfigurationsmechanismen beispielsweise durch deaktivieren einzelner Geschädigterzellen hier zu realisieren.
00:50:08: Okay super ich habe jetzt verstanden dass das eine Vielzahl von Nachhaltigkeit Dimension gibt über den Verbrauch an Ressourcen, den Verbraucher in Energie über die Masse im Lebenszyklus, die ich da transportiere mit dieser Batterie bis zu Gefahren für Leib und Leben reichen.
00:50:29: Also sozusagen selbst die Ebene Gesundheit wird angesprochen.
00:50:32: all das ist Nutzen eines Projektes.
00:50:34: es gibt aber auch so eine industrie strategische Sicht über die wir jetzt heute noch nicht so gesprochen haben die aber glaube ich auch ganz nett wäre nochmal auszuarbeiten.
00:50:44: warum machen wir das gerade in Deutschland?
00:50:48: Ich möchte den Satz ein klein wenig korrigieren.
00:50:51: Warum machen wir das gerade in Europa?
00:50:53: Ja,
00:50:53: sehr gerne!
00:50:54: Das ist glaube ich die bessere Fragestellung und zwar wenn man sich anschaut wo stammen aktuell die Batteriezeilen?
00:51:01: hier weiten wir aus.
00:51:05: neunzig Prozent des Weltmarkts insbesondere von Batteriezahlen die eingesetzt werden als Traktionsbatterien in Fahrzeugen sind im Färm Ost produziert.
00:51:14: Alles was in Fernost produziert ist, sind China produziert.
00:51:18: Und jetzt weiß jeder aus politischen Entwicklungen der letzten Jahre wenn man sich insbesondere von einzelnen Regionen auf dem Globus abhängig macht die ja politisch nicht ganz stabil sind ich denke jetzt an dieser Stelle an den Angriffskrieg von Russland gegen die Ukraine was uns sofort vor große Herausforderungen einfach gestellt hatte wie beispielsweise eine Gasversorgung an der Stelle in Europa realisiert werden kann, sollten solche Abhängigkeiten natürlich nicht auch massiv in anderen für uns essentiellen kritischen Komponenten wie beispielsweise die Energiespeicherung zusätzlich auftreten.
00:51:59: Die existieren aktuell und das Ziel ist natürlich diese Abhängigkeit zu reduzieren dadurch zu reduziern dass sich Produktionskapazitäten Diversifizieren kann, dass ich in der Lage bin an dieser Stelle natürlich auch selber mit dem bei uns existierend Know-how Zellen zu fertigen und zwar nicht auf dir aus und weil sie einfach zellenfertigen sondern natürlich zellen so fertigen die auch noch besser sein.
00:52:25: Genau und damit im ersten Schritt ja auch überhaupt erstmal eine Wertschöpfung hier in der Region Ich finde es gut das du auf den Kontinent abstellst In Europa zu halten Die momentan ja in Europa in den Kinderschuhen steckt.
00:52:39: Also die ganze Technologie steckt bei uns im Kinderschuh und es wird, die Batteriezellfertigung kommt so ich glaube über neunzig Prozent also aus Asien speziell China hast du gesagt?
00:52:47: Und jetzt wissen wir Tesla hat in Grünheide dieses Werk gebaut.
00:52:54: aber wir erleben auch lustigerweise wenn wir in die andere Himmelsrichtung schauen gerade die letzten paar Wochen das war noch gar nicht wissen wie sich eigentlich politischen Beziehungen Europas zu den USA entwickeln, man auf jeden Fall wissen wir aber.
00:53:08: Vierzig Prozent oder sowas der Wertschöpfung eines E-Autos steckt in der Batterie und wenn wir das halt nicht mehr können dann machen es andere.
00:53:16: Wir können es nur importieren.
00:53:18: auch
00:53:18: dass das ist natürlich du sprichst hier diesen Aspekt an In welchen Produkten werden nachher diese Batterien eingesetzt?
00:53:25: Und Natürlich Ist Es Nicht Nur Die Fertigung Der einzelnen Zellen Oder Da Batterie Packs Es ist natürlich die Produktion von diesen Produkten, beispielsweise den Fahrzeugen.
00:53:35: Und wenn Europa nicht irgendwo eine starke eigene Batterieproduktion besitzt verliert Europa über kurz oder lang auch eine führende Rolle, die aktuell noch im Automobilsektor existiert.
00:53:51: im Automobilsektor, der halt ein bisschen noch stark auf brennungsmotorische Lösungen irgendwo zugeschnitten ist.
00:53:57: Um da nicht den Anschluss zu verlieren heißt das natürlich für uns sofort ja wir müssen Unabhängigkeiten schaffen an dieser Stelle durch den Aufbau eines Nohrhaus und es ist eine Problematik an der Stelle die sehr vielschichtig ist.
00:54:10: Es sind nicht nur die technischen Aspekte die wir gerade eben angesprochen hatten.
00:54:14: wie kann ich eine qualitativ hochwertige Fertigung hier realisieren?
00:54:20: Gegenstand meiner Arbeitsgruppe oder auch kein informatischer Forschungsgegenstand sich Gedanken darüber zu machen über wie laufen beispielsweise Genehmigungsprozesse für Fertigungsstätten.
00:54:33: Wenn man sich anschaut, wie schnell in China beispielsweise eine Batteriefabrik aus dem Boden gestampft werden kann hat man einfach Dinge In einem halben Jahr, vielleicht in acht Monaten steht eine komplette Produktionsstätte.
00:54:46: Es wird einfach praktisch ohne irgendwelche planerischen Maßnahmen im Hintergrund, vielleicht auch ohne irgendwelye Naturschutzfragestellungen, gebaut und fertig ist.
00:54:57: Und Leute, die da gewohnt haben ziehen im Zweifelsfall auch mal ganz schnell um.
00:55:01: Das kommt ja eben auch dazu.
00:55:02: Also manches von der Langsamkeit, die wir in Europa haben und die wollen uns selbst jetzt vorwerfen, haben wir ja auch bewusst weil wir auf das Recht des Individuums was dann meinetwegen in der Nähe der Produktionsstätte gewohnte hat schauen oder weil wir oft Diodeversität schauen oder sonst was alles schauen.
00:55:20: Ich finde das als ein echtes Dilemma wie man jetzt erfährt dass man im internationalen Wettbewerb viele von den Standards, die man mal mühsam aufgebaut hat irgendwie wieder der Herr schenken muss, weil man sonst keine Chance mehr hat.
00:55:33: Aber mir ist natürlich klar das so nicht sagen wollte.
00:55:35: so wie es schaffen die ganzen Standards alle ab.
00:55:37: Das möchte ich gar nichts sagen an denen in dieser Stelle.
00:55:39: So wichtig ist an der Stelle die Standards auch bei der Fertigung hochzuhalten durch technische Maßnahmen und einer der Maßnahmen ist möglichst effizienter Materialeinsatz, möglichst effiziante Energieeinsatze.
00:55:56: Sehr gut, also wir sehen das deine Vision.
00:56:00: Also ich habe jetzt so ein bisschen verstanden gerade in der Batteriezellfertigung was eine Zukunftstechnologie ist die wir noch viele viele Jahrzehnte brauchen werden.
00:56:09: es ist besonders wichtig mit diesen digitalen Zwilling zu arbeiten Sowohl mit Blick auf den Produktionsprozess als auch eigentlich den ganzen Lebenszyklus der Produkte die da gefertigt werden.
00:56:22: Das hatten vielfältigen Nachhaltigkeit nutzen.
00:56:25: Es ist aber auch in unserem ureigenen wirtschaftlichen Interesse und sogar in einem Sicherheitsinteresse in dem Sinne, dass wir nicht uns vollständig abhängig machen wollen.
00:56:34: Wieder von anderen Weltregionen, von denen man nicht wissen wie sich unsere Beziehung zu den noch entwickeln werden.
00:56:39: Ja sehr cool!
00:56:41: Genau.
00:56:41: und was natürlich auch immer im Hintergriff behalten werden sollte es.
00:56:46: Wir sprechen ja aktuell von dem Aufbau von Fertigungskapazitäten in einer etablierten Technologie.
00:56:54: Natürlich werden sich in den nächsten Jahren weitere aktuell noch experimentelle existierende Zellchemien weiterentwickeln, die ja möglicherweise auch langzeitstabiler sind.
00:57:06: Die andere Herausforderungen auch an dem Fertigungsprozess stellen werden was da natürlich aber auch essentiell ist aus beispielsweise Projekten wie diesem Horizon Europe vorhaben zu lernen.
00:57:17: Wie lassen sich geeignete Modelle erstellen?
00:57:20: Die im Idealfall ja übertragbar sind auf andere Fertigungstechnologien, die ja üvertragbar sein auch auf andere Zellgeometrien.
00:57:31: Um dann halt eine geeigneten technologischen Fortschritt geschaffen zu haben der ja auf Basis von diesem wirklich methodischen Werkzeug.
00:57:41: Sie erstellen seines digitalen Zwillings beruht und nicht rein aufgrund einem bereits im Markt existierenden, ja einer bereits im Marktexistieren Masse ganz einfach von Fertigungsanrichtung.
00:57:55: Das finde ich gut dass du das auch nochmal klarstellst.
00:57:56: Das heißt selbst wenn es uns nicht gelänge in dieser Technologie den Rückstand noch aufzuholen würden wir trotzdem daraus lernen können um bei der nächsten Technologie Generation was auch immer sie sein mag dann vielleicht mit einem Vorsprung zu starten.
00:58:09: richtig?
00:58:10: Auf jeden Fall!
00:58:11: Was aber natürlich bedeutet ist die entsprechende Entwicklung sind langfristentwicklungen.
00:58:16: Da darf jetzt natürlich nicht irgendwie in Zahltfenstern von einzelnen Monaten oder vielleicht ein bis vier Jahren gedacht werden.
00:58:24: Da muss wirklich ja kontinuierlich die entsprechenden Entwicklungen laufen.
00:58:29: und das sind natürlich Entwicklungen, die laufen zwischen mehreren unterschiedlichen beteiligten Spielern.
00:58:34: Das sind Grundlagenforschung, das sind anwendungsorientierte Forschungen.
00:58:40: an Universitäten, an außeruniversitären Forschungseinrichtungen laufen.
00:58:45: Die aber natürlich aufgrund der entsprechenden großen Breite von Anwendungen nur funktionieren können durch eine geeignete Verzahnung mit Industriepartnern.
00:58:54: und diese Industrieparter die müssen halt auch sehr stark diversitär sein ganz einfach und zueinander komplementär um die komplette Produktionskette abzubilden.
00:59:05: Also es reicht nicht an der Stelle irgendwie nur beispielsweise auch ein Informierungsprozess draufzuschauen und den Rest zu ignorieren in einer Fertigung, sondern ist es wirklich die komplette Kette angefangen von Rohmaterialien bis zum Abschluss der Fertigungen einzelner Zellen darüber hinaus.
00:59:20: Und genau einen Blick auf den ganzen Produktlebenszyklus was ich ja eigentlich auch total spannend finde dass ihr eigentlich also ich verstehe diese digitalen Swillinge so wenn sie gut funktionieren würden dann würden Sie uns eben erlauben das ganze End of Life vernünftig zu managen, zu wissen was ist der richtige Zeitpunkt wann die Zelle oder das Pack aus der Traktion wandern soll in den stationären Speicher.
00:59:44: Was ist der Zeitpunkt wenn der stationäre Speicher dann wirklich auch seinen Lebenszeitende erreicht hat und wann er wie recycelt werden sollte?
00:59:52: Da wird man ja auch ganz viel darüber lernen können.
00:59:54: Genau.
00:59:55: Das sind halt dann auch Modelle, die in den digitalen Zwillingen beinhaltet sind mit einzelnen Zellen bzw.
01:00:01: mit den entsprechenden Batterie Packs verknüpft sind.
01:00:04: Und ja, da gibt es natürlich auch ein bisschen was, was noch in die Richtung Zukunftsmusik geht.
01:00:09: Wie lassen sich beispielsweise solche Modelle während der Nutzung auf verbessern?
01:00:14: Es fallen ja während der nutzungen zusätzliche Messerinformationen an, die beispielsweise eine Batterienmanagement Systeme anliegen.
01:00:21: und ein Update der unterlagerten Modelle ist natürlich auch Ein Ziel nicht nur der Forschung sondern natürlich auch für den industriellen Einsatz um halt wirklich auch über langfristige Er betrieb Spannen an der Stelle fort, wer geeignete Prognose Qualitäten hervorhalten zu können.
01:00:40: Andreas ich danke dir ganz herzlich für die Einblicke, die du hier geteilt hast mit den Zuschauerinnen und Zuschauern mit mir!
01:00:47: Ich habe schon vorgespräch ganz viel gelernt auch so Hands-on Sachen wie muss ich überhaupt mein Handy laden oder das Dilemma dass es tatsächlich ein Spannungsfeld gibt.
01:01:00: Ich hab bis dahin immer geglaubt, eigentlich ist der kleinstmögliche Akku fürs Auto optimal.
01:01:05: Jetzt habe ich mit Blick auf das, was du mir gesagt hast zur tiefen Entladung oder Vollentladung lernender, vielleicht ist zum etwas größeren Akku doch ganz gut und diese Vision ist auch total faszinierend und du hast sie mit ganz viel Begeisterung rüber gebracht.
01:01:19: Danke dir ganz herzlich dafür!
01:01:20: Ja,
01:01:20: ich danke dir herzlich Christian für dieses Gespräch.
01:01:22: und vielleicht noch eine kleine Ergänzung an dieser Stelle zum Thema Hands On.
01:01:26: Ein großer Akku gibt es natürlich mittlerweile auch mehr oder weniger ganz spannende Konzepte hinsichtlich Wertschöpfung wieder, was beispielsweise auch im Leihfahrzeugmarkt irgendwo angedacht werden könnte.
01:01:40: Dass dann ja softwaremäßig akku Kapazitäten limitiert werden könnten und je nach dem Preis den ich einfach für die Möglichkeit des Fahrens eines Kilometers beziehungsweise dem Preis-für-die-Leidauerzahl lassen sich auch softwaremäßig unterschiedliche Batteriekapazitäten freischalten.
01:01:59: Auch solche Dinge lassen sich natürlich in neuen Produkten, in neuen innovativen, in den Markt eingeführten.
01:02:08: Vielleicht auch Konzepte ganz einfach für die Nutzung von Energiespeichern integrieren und ich glaube läuft weit über den technischen Bereich raus ist aber natürlich auch wieder für uns im Rahmen des Zusammenarbeit innerhalb unserer Fakultät ein spannender Aspekt dass sich Wirtschaftsauspekte auf der einen Seite mit den informatischen technischen Aspekten auf die anderen verzahnen lassen.
01:02:30: Ja,
01:02:30: ganz spannend, da gibt es ganz neue Geschäfte von der Jermen wirklich für den Super!
01:02:35: Noch mal ganz lieben Dank an unsere Zuschauerinnen und Zuschauer fürs Zuhören zu schauen und ich freue mich darauf sie bei einer Stelle wieder
01:02:44: zu begrüßen.
01:02:45: Danke schön schließe ich mich an und ja... Ich freue mich ebenfalls auf weitere interessante Diskussionen.
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