Minulate - Selbstheilende Digitale Zwillinge für Produktion und Logistik

Kurzbeschreibung - Im Forschungsprojekt Minulate entwickeln das Forschungsteam Industry Analytics der Westsächsische Hochschule Zwickau und die SimPlan AG gemeinsam einen innovativen IT-Service zur automatischen Synchronisierung und Aktualisierung simulationsbasierter Digitaler Zwillinge in Produktion und Logistik. Durch die Kombination von Process Mining, Materialflusssimulation und Data Analytics entsteht ein „selbstheilendes" System, das Veränderungen am Realsystem eigenständig erkennt und den Digitalen Zwilling automatisch anpasst. So wird der langfristige Einsatz Digitaler Zwillinge als Entscheidungsunterstützungswerkzeug wirtschaftlicher und nachhaltiger.

Logo des Forschungsprojektes MINULATE
Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)

Projektlaufzeit:
01.11.2025 bis 01.11.2027

Projektleitung:
Herr Prof. Dr. Christoph Laroque (WHZ)

Kooperationspartner:
SimPlan AG, Hanau

Anwendungspartner:
Franz Tölke GmbH, UHU GmbH & Co. KG, Unternehmen der Automobilindustrie

Förderprogramm:
Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK)-Projektform FuE-Kooperationsprojekte

Die Westsächsische Hochschule Zwickau übernimmt im Projekt die wissenschaftliche Leitung des Teilvorhabens „Entwicklung eines Frameworks zur automatisierten Synchronisierung simulationsgestützter DZ". Unsere Forschungsschwerpunkte umfassen:

Data-Mapping und Datenintegration

Wir erforschen und entwickeln Lösungen zur semantischen und syntaktischen Verknüpfung der Daten- und Prozessmodelle zwischen realem System (Digitaler Schatten), Process Mining-Umgebung und Simulationsmodell. Ziel ist ein generisches Data-Mapping-Modul, das mit minimalem Konfigurationsaufwand eingesetzt werden kann und auch im laufenden Betrieb flexible Anpassungen ermöglicht.

Methodenkopplung und Orchestrierung

Wir untersuchen, wie Process Mining, Materialflusssimulation und Data Analytics optimal miteinander verzahnt werden können, um eine automatisierte und wiederholbare Abweichungsanalyse zu realisieren. Dies umfasst:

  • Datenbereitstellung aus dem Digitalen Schatten
  • Datenextraktion und -aufbereitung für Simulationsexperimente
  • Automatische Daten- und Parameteranpassung im Simulationsmodell basierend auf Analyseergebnissen
  • Sicherstellung der dauerhaften Synchronisierung aller Komponenten

Framework-Entwicklung und Evaluation

Auf Basis wissenschaftlicher Methoden entwickeln wir ein Framework, das die beschriebenen Funktionalitäten integriert und validieren es anhand konkreter industrieller Anwendungsszenarien. Dabei bewerten wir kontinuierlich die Qualität der automatisch generierten Modellanpassungen und optimieren die Algorithmen iterativ.

Eingebrachte Kompetenzen

Die WHZ bringt langjährige Expertise in folgenden Bereichen ein:

  • Materialflusssimulation in Produktion und Logistik
  • Process Mining als unterstützendes Analyseverfahren zur Modellbildung
  • Operative Produktionsplanung und -steuerung
  • Datenbasierte Methoden zur Entscheidungsunterstützung für mittelständische Produktionsunternehmen

Projektleiter Prof. Dr. Christoph Laroque ist als Experte für umsetzungsorientierte Weiterentwicklung von Produktionssystemen, Vorstandsmitglied der Arbeitsgemeinschaft Simulation (ASIM) und wirkt aktiv an der VDI-Richtlinie 5000 „Digitaler Fabrikzwilling" mit. Mit seiner Forschungsgruppe Industry Analytics verfügt die WHZ über umfangreiche Projekterfahrung in der Anwendung datengestützter Methoden für die Industrie (u.a. DataLab WestSax, iDEV4.0, Future Mobility).

Innovationspotenzial

Minulate greift innovative Forschungsergebnisse zur Kombination von Process Mining und Materialflusssimulation auf (u.a. aus dem Vorgängerprojekt SimProve) und entwickelt diese gezielt weiter. Der geplante IT-Service adressiert einen bislang am Markt nicht abgedeckten Bedarf und hat das Potenzial, den Einsatz Digitaler Zwillinge in Produktion und Logistik nachhaltig wirtschaftlicher zu gestalten.

Durch die enge Zusammenarbeit zwischen der WHZ als Forschungseinrichtung und der SimPlan AG als erfahrenen Simulationsdienstleister mit eigener Softwareentwicklungskompetenz wird sichergestellt, dass wissenschaftliche Innovation und praktische Verwertbarkeit optimal verzahnt werden.

Prof. Dr. Christoph Laroque
Professur Wirtschaftsinformatik / Business Analytics
christoph.laroque[at]whz.de

Niklas Nösel
Wissenschaftlicher Mitarbeiter und Promovend
niklas.noesel[at]whz.de

Adrian Rössl
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
adrian.roessl.l41[at]whz.de