Digitaler Zwilling Der Digital Twin im Einsatz beim Flugzeugbau

Das Verbundprojekt „EITEC“ sollte für die Großkomponentenmontage bei Airbus ein Konzept entwickeln, um den Automatisierungsgrad zu erhöhen und eine verkürzte Durchlaufzeit zu erreichen. Dafür kamen unterschiedliche digitale Zwillinge zum Einsatz.

Bei dem Forschungsprojekt „EITEC“ kamen gleich mehrere unterschiedliche Arten digitaler Zwillinge zum Einsatz. Bei der Montage von CFK-Rumpfstrukturen müssen diese im Montageprozess in die exakte Form gebracht werden, da CFK-Bauteile sich wirtschaftlich nur mit einer gewissen Toleranz herstellen lassen und nie absolut identisch und formtreu sind. Die notwendige elastische Verformung der CFK-Bauteile im Montageprozess führt zu Eigenspannungen im Bauteil, die ein bestimmtes Maß nicht überschreiten dürfen. Daher hatte das Projekt Eitec die Aufgabe, über eine automatisierte Steuerung des Montageprozesses eine Begrenzung der Eigenspannungen sicherzustellen. Die Aktuatoren, welche die Schale in Form und Lage bringen, sind dazu mit einer Kraftsensorik ausgestattet, weil die durch die Verformung entstehenden Eigenspannungen kritisch für die Lastaufnahme des Flugzeuges im Betrieb sind. Das Bauteil sollte eigenständig und in Echtzeit die Kontrolle über die Haltevorrichtung und deren Automatisierungstechnik übernehmen.

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Dafür wurde ein digitaler Zwilling des Bauteils erschaffen, der neben CAD-Daten auch über eigene Verhaltensmodelle für die Verformung und die Kräfteeinwirkung verfügt. Weiterhin verfügt die Montageanlage über einen eigenen digitalen Zwilling, der bei der Auslegung der Anlage zum Einsatz kam und den automatisierten Montageprozess mit einer vorausschauenden Simulation in jedem Prozessschritt unterstützt.