Intelligente Batteriezellproduktion: Kompetenzcluster Inzepro legt erste Ergebnisse vor

Karlsruhe - Um den aktuellen Anforderungen gerecht zu werden, müssen Batteriezellen am Standort Deutschland künftig in Klein-, Mittel- und Großserie für verschiedenste Anwendungen und Märkte wirtschaftlich herstellbar sein.

Zudem müssen innovative Ansätze entwickelt werden, um die Produktivität zu steigern und zugleich die Produktionskosten zu senken. Hier setzt das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit insgesamt rund 44 Millionen Euro geförderte Kompetenzcluster zur Intelligenten Batteriezellproduktion (Inzepro) an, das vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) koordiniert wird.

Die an Inzepro beteiligten Forschungsprojekte haben erste Ergebnisse erarbeitet. Die Schwerpunkte liegen dabei auf den Bereichen agile Anlagentechnik, Digitalisierung einzelner Produktionsschritte und des gesamten Produktionssystems sowie auf virtuellen Produktionssystemen und Künstlicher Intelligenz (KI) in der Produktion.

Mit Hilfe der erstellten Werkzeugkästen sollen die bereits vorhandenen technischen und organisatorischen Ansätze von Industrie 4.0 in der Batteriezellfertigung bewertet und weiterentwickelt werden. Ziel ist es, die systematische Umsetzung von Digitalisierung und Industrie 4.0 in der Batteriezellfertigung zu beschleunigen, damit Unternehmen künftig die Wettbewerbsfähigkeit ihrer Batteriezellproduktion schnell und effizient steigern können.

Zudem wurde beispielsweise gezeigt, dass sich mit einem digitalen Zwilling verschiedene Zukunftsszenarien und deren Auswirkungen auf ein flexibles Batterieproduktionssystem untersuchen und bewerten lassen. Der digitale Zwilling kann hierbei als eine Art betriebsbegleitende Simulation zur Planung und Steuerung verstanden werden.

Auch ein Tracking- und Tracing-Konzept mit verschiedenen Markierungstechnologien von Elektroden wurde erarbeitet. Es trägt dazu bei, dass die Batteriebestandteile über die ganze Prozesskette hinweg zurückverfolgt werden können. Darüber hinaus wurden Ansätze zur Datenstrukturierung und zum Maschinellen Lernen in verschiedenen Projekten entwickelt. Beispielsweise werden Anlagen so ausgestattet, dass sie Abläufe und Muster im Produktionsprozess erkennen und auf Fehler eigenständig reagieren können.

Die Ergebnisse werden von einem Managementkreis begutachtet, der die Projekte begleitet und die enge Zusammenarbeit von Forschung und Industrie gewährleistet. Im Kompetenzcluster Inzepro arbeiten etwa 200 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus 28 deutschen Forschungseinrichtungen. Das Cluster wird noch bis 2023 gefördert.