Förderprogramm „Manufacturing-X“ Die Unterstützung des Datenökosystems für eine intelligent vernetzte Industrie

Unter der Leitung von Airbus hat sich das Konsortium „Aerospace-X“ aus 14 Unternehmen und Forschungseinrichtungen gebildet. Die Hauptziele dieses Förderprojekts sind der Aufbau des digitalen Ökosystems für die Luft- und Raumfahrtindustrie, die Sicherstellung digitaler Kontinuität sowie die Ermöglichung von neuen Formen der kollaborativen, datenbasierten Wertschöpfung.

Anhand der Produktionsketten für Rumpf, Kabine und Antrieb sollen die grundlegenden Fähigkeiten zur unternehmensübergreifenden digitalen Zusammenarbeit mit Hinblick auf Basistechnologien, Dateninfrastruktur, Softwareservices sowie Regulatorik weiterentwickelt werden. Im Fokus stehen dabei die Anwendungsfälle Nachfrage- und Kapazitätsmanagement, CO₂-Emissionen und Regelwerk für den CO₂-Fußabdruck, Kreislaufwirtschaft und kollaboratives Qualitätsmanagement.

Website des Projektes Aerospace-X

Das Projekt Chem-X verfolgt das Ziel, ein interoperables Datenökosystem für die chemische Industrie zu schaffen, das den umfassenden Austausch von Daten im gesamten Wertschöpfungsnetzwerk ermöglicht. Im Fokus steht dabei nicht nur der vertikale Datenaustausch innerhalb einer bestimmten Industrie, sondern auch die interoperable, horizontale Anbindung an mehrere Abnehmerindustrien. Dieses Datenökosystem soll eine offene und transparente Kommunikation fördern, die sowohl gesetzlich verpflichtende als auch kommerzielle Prozesse unterstützt. Kernstück des Vorhabens ist die Entwicklung von Open-Source-Datenmodellen, die als Grundlage für den Datenaustausch dienen und den Anforderungen der digitalen Produktpässe gerecht werden.

Die drei übergeordneten Ziele von Chem-X sind:

1. Wettbewerbsfähigkeit: Chem-X strebt an, durch die klare Definition chemiespezifischer Datenmodelle und die Standardisierung technischer Vorgaben die Interoperabilität und Effizienz in der Lieferkette zu verbessern.
2. Nachhaltigkeit: Durch die Definition eines Open-Source-Datenmodells für Chemikalien wird eine transparente und durchgängige Kommunikation von Nachhaltigkeitsmerkmalen ermöglicht, wie beispielsweise der CO2-Fußabdruck (Product Carbon Footprint, PCF) oder Rezyklatanteile.
3. Resilienz: Mithilfe digitaler Technologien - beispielsweise eines digitalen Materialzwillings und des standardisierten Austauschs von Materialdaten - kann die Branche flexibler und schneller auf Marktveränderungen reagieren.

Chem-X wird so nicht nur den digitalen Wandel in der chemischen Industrie vorantreiben, sondern auch den Übergang zu datenbasierten Mehrwertdiensten fördern, neue Geschäftsfelder ermöglichen und weitere Digitalisierungsprojekte in der Branche und darüber hinaus anstoßen.

Webseite des Projektes Chem-X

DataFleX hat das Ziel einen sicheren, sektorübergreifenden Datenaustausch zu ermöglichen, indem das Projekt eine Brücke zwischen vorangegangenen Forschungsvorhaben aus dem Energie-, Automobil- und Wärmesektor bildet. Bisher unabhängige Datenökosysteme – wie Catena-X oder energy data-X – werden gekoppelt.

Der sektorenübergreifende Austausch von Daten ermöglicht die Integration dezentraler, kleinteiliger Flexibilitäten – wie z.B. Elektrofahrzeuge, Wärmepumpen oder Heimspeicher – in das Energiesystem. Verknüpfte Logiken und Marktmechanismen sollen hierzu abgeleitet und entwickelt werden, um zukünftig mithilfe des interoperablen Datenaustausches und der Nutzung der zusätzlichen Flexibilitäten die Energieversorgung zu verbessern. Ziel ist es, diese Flexibilitäten für netzstabilisierende Maßnahmen nutzbar zu machen und damit einen unmittelbaren Beitrag zu Klimaschutz, Bezahlbarkeit und Systemsicherheit zu leisten.

Wesentliche Schwerpunkte von DataFleX sind:

1. Die cybersichere Vernetzung von Schlüsselindustrien (u.a. Energie-, Automobil- und Wärmesektor) am Wirtschaftsstandort Deutschland über Datenökosysteme unter Berücksichtigung von kritischer Infrastruktur und Anforderungen an den Datenschutz.
2. Die Entwicklung und Erprobung marktbasierter Anreizmodelle zur Erschließung von Flexibilitätspotenzialen für das Energiesystem.
3. Die Anwendung der Datenökosystemlogik auf Endkundenebene unter Berücksichtigung von Datenschutzerfordernissen (B2B2C).
4. Die großflächige Demonstration in Modellregionen, welche als Blueprint für den späteren operativen Betrieb genutzt werden soll.

DAVID ist ein Querschnittsprojekt im Umfeld von Manufacturing-X, das die digitale Interoperabilität auf Basis der Asset Administration Shell (AAS) sicherstellt. Es trägt zum Aufbau offener Datenökosysteme in der Industrie bei, indem es Prozesse und Mittel bereitstellt, um die technologische und semantische Interoperabilität der MX-Projekte zu validieren. Dadurch werden branchenübergreifende Anwendungsfälle möglich.
Auch die Verbundprojekte aus der Fördermaßnahme „KoPa 35c Modul a2 - Digitalisierung der Fahrzeughersteller und Zulieferindustrie“ sind Bestandteil der Betrachtung von DAVID.

Im Rahmen von DAVID werden die MX-Projekte inhaltlich und methodisch unterstützt, insbesondere im Hinblick auf die Verwendung der AAS. Zudem koordiniert das Projekt innerhalb von Manufacturing-X die Nutzung der AAS, validiert Projektzwischenergebnisse und sorgt für deren Standardisierung. Schließlich wird im Projekt ein KMU-Adapter entwickelt, um KMU für den Datenraum Industrie 4.0 anschlussfähig zu machen.

Das Vorhaben Decide4ECO setzt sich mit der Betrachtung und Bewertung von Nachhaltigkeitsanforderungen und der Erreichung von Nachhaltigkeitszielen auseinander. Da ein Großteil des Ressourcenverbrauchs bereits in der Produktplanung und -entwicklung festgelegt wird, setzt das Projekt in dieser Phase an und entwickelt digitale Lösungen für eine Entscheidungsunterstützung in der Entwicklung und Produktion mit Hinblick auf Nachhaltigkeitskriterien. Die Bewertung soll dabei die gesamte Wertschöpfungskette und den gesamten Produktlebenszyklus berücksichtigen.

Die Daten, auf Grundlage derer die Nachhaltigkeitsanalyse erfolgen soll, müssen über die gesamte Fertigungs- und Lieferkette hinweg erhoben werden. Der dafür notwendige Datenaustausch entlang von Lieferketten soll aufbauend auf gemeinsamen Standards im Datenökosystem Manufacturing-X umgesetzt werden, wofür im Vorhaben offene Schnittstellen und Standards entwickelt werden. Im gemeinsamen Datenökosystem soll ein standardisierter Digitaler Produktpass bereitgestellt und um Informationen ergänzt werden. Die darauf aufbauenden Softwarelösungen zur Bewertung der Nachhaltigkeit sollen damit alle relevanten vor- und nachgelagerten Prozesse betrachten und zudem um prädiktive, KI-basierte Auswirkungsanalysen ergänzt werden.

Webseite des Projektes Decide4ECO

Im Leuchtturmprojekt „Factory-X“ arbeiten unter der Führung von Siemens und SAP 47 Partner zusammen. Primäres Ziel ist die Schaffung eines offenen und kollaborativen Datenökosystems für Fabrikausrüster und -betreiber auf der Grundlage von Catena-X und Konzepten der Plattform Industrie 4.0. Im Projekt sollen elf Anwendungsfälle des Datenökosystems umgesetzt werden, welche eine besonders hohe Relevanz für die produzierende Industrie besitzen. Dazu werden insbesondere die folgenden Themen betrachtet:

• Herstellerübergreifende Datenkonsistenz für Engineering, Geräteinformationen und Zustandsüberwachung
• Beitrag zur Nachhaltigkeit durch CO₂-Fußabdruck- und Energiemanagement, sowie digitale Lösungen zur Unterstützung einer Kreislaufwirtschaft
• Bereitstellung digitaler Lösungen für "as a Service"-Geschäftsmodelle (z. B. Marktplatz/Pay-per-part, Fernsteuerung/Überwachung)
• Rückverfolgbarkeit von Materialien, Daten und Produkten entlang der gesamten Lieferkette
• Update- und Änderungsmanagement für Geräte im Feld

Neben der technischen Entwicklung übernimmt das Konsortium auch eine wichtige Rolle bei der projektübergreifenden Koordination von Entwicklungsaktivitäten sowie beim Aufbau einer internationalen Manufacturing-X-Community.

Webseite des Projektes Factory-X

HealthTrack-X strebt den Aufbau eines offenen und dezentralen Datenökosystems für das Gesundheitswesen an. Alle beteiligten Akteure sollen so einfacher die Datenhoheit wahren können und damit Vertrauen schaffen und Effizienzen steigern. Die Nutzung dieses Datenökosystems soll die digitale Zusammenarbeit zwischen Akteuren fördern und dadurch die Gesundheitsversorgung in Deutschland und Europa verbessern.

Die Entwicklung von Architekturkomponenten und Basistechnologien für das Datenökosystem soll dabei auf Ergebnissen aus Catena-X aufgesetzt und eng mit weiteren Manufacturing-X Förderprojekten abgestimmt werden. Die entwickelten Lösungen sollen sich an den Prinzipien von Gaia-X für den souveränen und sicheren Austausch von Daten orientieren.

Im Projekt sollen Konzepte und Standards für ein einheitliches Stammdatenmanagement entwickelt werden, welches erlaubt, physische Waren und ihre Wege entlang der Lieferkette digital zu erfassen und zu tracken. HealthTrack-X fokussiert sich auf drei Anwendungsfälle:

1. Die Vereinfachung von Geschäftsprozessen durch die automatisierte Bereitstellung von digitalen Begleitdokumentationen zu Warenlieferungen.
2. Gemeinsame Standards für die CO2-Bilanzierung sollen eine Nachhaltigkeitsbewertung von Produkten entlang ihrer Lieferkette ermöglichen und Anreize für nachhaltige Geschäftsmodelle schaffen.
3. Die digital vernetzte Lieferkette soll zudem die frühzeitige Vorhersage von Lieferengpässen ermöglichen.

Nach Abschluss des Projekts wird das prototypische Datenökosystem allen Akteuren zur Partizipation an den erprobten Use Cases und für die Umsetzung eigener digitaler Geschäftsmodelle offengestellt.

Webseite des Projektes HealthTrack-X

Robot-X möchte den Produktlebenszyklus für robotische Systeme digitalisieren, die daran beteiligten Akteure vernetzen und den Interaktionsprozess optimieren. Die Eintrittshürden für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) in robotische Systeme sind oft hoch, aufgrund hoher Investitionskosten und aufwendiger Entwicklungsphasen. Das Projekt Robot-X möchte dazu beitragen, diese Hürden zu senken und auch KMU den Zugang zu maßgeschneiderten Robotern und Automatisierungslinien zu erleichtern. Dies soll durch modellbasierte Systementwicklung (MBSE) und den Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) ermöglicht werden.

Im Kern beschäftigt sich das Vorhaben mit dem Aufbau eines vernetzten Datenraums zum harmonisierten Austausch von digitalen Zwillingen robotischer Komponenten, um eine daten- und modellbasierte Systementwicklung mittels KI zu ermöglichen. Der Ansatz verfolgt eine automatisierte Konfiguration von robotischen Systemen auf Grundlage eines Baukastenprinzips. Hierfür werden in drei Anwendungsfällen unterschiedliche branchenübergreifende Anwendungsszenarien umgesetzt. Dazu gehört der Drone Port - eine Start- und Landevorrichtung für Drohnen zum Einsatz in Verteidigung und Landwirtschaft. Zudem beschäftigt sich das Projekt mit dem Thema Industrial Packaging für unregelmäßig geformte Fertigungsteile in der Industrie sowie und dem Composites Processing, einer autonomen Präzisionsschleifanlage für die Luftfahrt.

SCALE-MX als Transferinitiative von Manufacturing-X zielt darauf ab, die Partizipation von Unternehmen, insbesondere von KMU, am Manufacturing-X-Datenökosystem durch eine zielgruppengerechte Ansprache nachhaltig zu steigern. Der Fokus von SCALE-MX liegt auf der systematischen Aufbereitung und anwenderfreundlichen Bereitstellung von Transferinhalten aus den Manufacturing-X-Förderprojekten sowie der Koordination, Konzeption und Umsetzung branchenübergreifender sowie industriespezifischer Transfermaßnahmen. Ein konkretes Beispiel ist die praxisnahe Darstellung der in F&E-Projekten entwickelten Applikationen zum Austausch von Emissionsdaten, um mittelständische Anwender gezielt anzusprechen und den Mehrwert erlebbar zu machen. SCALE-MX leistet somit einen wichtigen Beitrag dazu, Manufacturing-X-Inhalte erfolgreich in die Praxis zu überführen.

Webseite des Projektes SCALE-MX

Semiconductor-X entwickelt mit zentralen Branchenplayern und Forschungspartnern digitale Zwillinge für die Halbleiterindustrie basierend auf der Gaia-X/Catena-X-Architektur. Diese sollen das planungskritische Segment der Liefer- und Wertschöpfungskette digital abbilden und basieren auf einer generischen Software-Architektur mit parametrierbaren Daten- und Referenzmodellen. Mithilfe KI-basierter Analysefunktionen sollen branchenspezifische Herausforderungen wie lange Produktionsdurchlaufzeiten, schwankende Prozessausbeuten und hohe Variantenvielfalt bewältigt werden. Es werden digitale Zwillinge für verschiedene Anwendungsebenen entwickelt und vernetzt:

• Heterogene Integration: sicherer und effizienter Datenaustausch zwischen Partnern einer Fertigungskette, insbesondere bei der Integration von Halbleiter-Chiplets in komplexe IC-Packages
• Resiliente Netzwerkknoten: Neue digitale Services und Kooperationsmodelle zur Optimierung des Betriebs und zur Steigerung der Qualität im Fertigungsprozess
• Nachhaltigkeitsbewertung: Entwicklung von Methoden zur Ermittlung und Optimierung des CO2-Fußabdrucks sowie des Energie- und Wasserverbrauchs entlang der Wertschöpfungskette

Webseite des Projektes Semiconductor-X