KI-gestütztes Experimentmanagement für die Batteriezellproduktion

Im Detail

ExELPro adressiert eine zentrale Herausforderung moderner Batteriezellfertigung: die effiziente Planung, Durchführung und Auswertung von Experimenten entlang komplexer Produktionsprozesse.

Im Mittelpunkt steht die Entwicklung eines intelligenten Experiment Management Systems (EMS), das Produktionsanlagen, Prozessdaten und Analysewerkzeuge miteinander vernetzt.

Zentrale Entwicklungsfelder sind:

• Digitales Experimentmanagement: Aufbau eines Systems zur strukturierten Planung und Durchführung von Versuchsreihen
• Datenintegration: Vernetzung von Produktionsanlagen über SMARTUNIFIER sowie Integration von OPC-UA- und nicht-OPC-UA-Systemen
• KI und Machine Learning: Nutzung datenbasierter Modelle zur Optimierung von Prozessparametern und Reduktion iterativer Testreihen
• Echtzeit-Prozessanalyse: Erfassung und Auswertung von Inline-Prozessdaten für schnellere und fundiertere Entscheidungen
• Verwaltungsschale (AAS): Standardisierte Bereitstellung und Nutzung von Produktions- und Prozessinformationen

Ein wichtigeer Innovationsbaustein ist der Einsatz von KI zur modellbasierten Steuerung von Dispergier- und Mischprozessen:

• Viskosität vorhersagen: Prognose der resultierenden Materialeigenschaften auf Basis der Maschinenparameter
• Modellinvertierung: Ableitung geeigneter Prozesseinstellungen aus einer gewünschten Zielviskosität
• Parameteroptimierung: Automatische Ermittlung optimaler Maschinenparameter zur Erreichung definierter Sollwerte
• Vom Analyse- zum Steuerungswerkzeug: Übergang von rein datenbasierter Auswertung hin zur aktiven, KI-gestützten Prozesseinstellung

Damit entwickelt sich das EMS von einem Analysewerkzeug zu einem intelligenten Assistenzsystem für die Produktionssteuerung.

Durch die Kombination von Produktionsdaten, Zeitreihendatenbanken und Machine-Learning-Methoden entsteht eine flexible Infrastruktur für datengetriebene und adaptiv steuerbare Batteriezellproduktion.

Durch die intelligente Verknüpfung von Produktionsdaten, Zeitreihendatenbanken und Machine-Learning-Ansätzen entsteht eine flexible Infrastruktur für datengetriebene Batteriezellproduktion.

Das Fraunhofer IPA bringt seine Expertise in der Produktionsdigitalisierung und Prozessoptimierung ein und unterstützt die Entwicklung effizienter, vernetzter Produktionsumgebungen. 

ExELPro trägt dazu bei, Entwicklungszeiten zu verkürzen, Ressourcenverbräuche zu reduzieren und die industrielle Batteriezellfertigung nachhaltiger und wirtschaftlicher zu gestalten.