EuProGigant:

Über das Projekt

Mission und Einleitung zum Projekt

EuProGigant steht für das “Europäische Produktionsgiganet zur kalamitätsmindernden Selbstorchestrierung von Wertschöpfungs- und Lernökosystemen“, das binationale Forschungsprojekt für eine smarte und souveräne Nutzung von Daten in der europäischen Industrie. Getragen von einem österreichisch-deutschen Projektkonsortium unter der Leitung von TU Wien und TU Darmstadt wird ein standortübergreifendes, digital vernetztes Produktionsökosystem aufgebaut. Als Leitprojekt der Initiative Gaia-X zum Aufbau einer offenen, europäischen Dateninfrastruktur treibt EuProGigant somit eine resiliente, datengetriebene und nachhaltige Industrie in Europa voran. Im Ökosystem, bestehend aus Daten- und Infrastruktur-Ökosystem,  wird aufgezeigt, wie ein Mehrwert für Kunden und produzierende Unternehmen durch gesteigerte Wertschöpfung auf Basis der smarten und souveränen Nutzung von Daten praktisch umgesetzt werden kann. Dies stärkt die europäische Industrie und somit den europäischen Wirtschaftsstandort, und treibt den Beitrag der Industrie zur nachhaltigen Entwicklung Europas voran.

Abbildung 1: Opening Event von EuProGigant am 24.06.2021, (c) Matthias Heschl für Bild 1 und 3

  • EuProGigant ist eine eingetragene EU-weite Marke in Wort und Bild von TU Wien und TU Darmstadt.
  • österreichisch-deutsches Leitprojekt der bilateralen Förderausschreibung “Smarte und souveräne Nutzung von Daten für die Produktion” (Big Data in der Produktion), im Rahmen des österreichische Programms „FTI Offensive Big Data in der Produktion“ der Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) im Auftrag des Bundesministeriums für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie (BMK) und des deutschen Programms „Entwicklung digitaler Technologien“ des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi).
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Laufzeit

Das binationale Forschungsprojekt EuProGigant läuft vom 1. März 2021 bis zum 28. Februar 2025. 

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Standorte

Standorte: 3 in Österreich (Linz, Rankweil, Wien) + 6 in Deutschland (Darmstadt, Isernhagen, Langenfeld, Loßburg, München, Nürtingen)

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Anwendungsfälle

Das Projekt wird mittels sieben spezifischer Anwendungsfälle demonstriert.

Vision

Die Vision von EuProGigant ist eine neue Form der Interaktion in Wertschöpfungs- und Lernökosystemen für eine resiliente, datengetriebene und nachhaltige Produktion zur Wiedergewinnung und Stärkung der europäischen Vorreiterrolle in der produzierenden Industrie.

Das Projekt will zu einem Europa beitragen, in dem Unternehmen kollaborativ und konsensual auf Basis europäischer Werte und Rechtsauffassung über Ländergrenzen hinweg zusammenarbeiten. Das industrielle Ökosystem besitzt die Eigenschaft der selbstständigen Organisation der Teilnehmer, Daten und Services (= Selbstorchestrierung), um Gefährdungen durch Krisensituationen abzuschwächen (= Kalamitätsminderung).

Dafür arbeiten Unternehmen in Zukunft verstärkt in dezentralen Produktions-Infrastrukturen, wie Produktionsstätten und Rechnerressourcen, in die man sich einbuchen kann. Bei Rechnerressourcen bedeutet dies, die freie Wahl über Speicherort, Zugriffsrechte und Partnerschaften zu haben; es ist transparent, wo die Produktion stattfindet und wo Daten verarbeitet und gespeichert werden. Voraussetzung dafür sind die genannten Werte, allen voran die Gaia-X-Prinzipien Vertrauen und Transparenz, Interoperabilität und Datensouveränität (mehr zu den Werten des Projekts weiter unten). Durch ständige, wenn auch entgeltliche, Datennutzung können sich Unternehmen viel besser auf neue Situationen einstellen, Wissen teilen und damit auch selbst auf Lösungen zugreifen, die bei anderen schon funktioniert haben. Die Infrastruktur eröffnet außerdem Chancen für neue Geschäftsmodelle mit hoher Wertschöpfung entlang der gesamten Datenwertschöpfungskette parallel zu den Produktionswertschöpfungsketten: Das Anbieten von eigenen Ressourcen wie Daten, intelligenten Services und Ideen als digitale Verkaufswerte schafft ein zusätzliches Standbein für das eigene Unternehmen neben dem üblichen Produktangebot. Durch eine solch breite Aufstellung können sich Unternehmen bei Marktveränderungen leichter anpassen– sie werden schneller, wandlungsfähiger, resilienter.

Warum es EuProGigant braucht

Hochautomatisierte Serienproduktion, globale Lieferketten mit geringer Lagerhaltung und Maximierung der Produktivität durch Spezialisierung – das kennzeichnet die europäische Industrie und führt zu Herausforderungen wie mangelnder Flexibilität in der Wertschöpfung. Hinzu kommen ein plötzlicher Wegfall der Marktnachfrage nach etablierten Produkten, Lieferengpässe und Mitarbeiter*nnen-Ausfälle sowie die bestehende Grundbelastung durch eine zunehmende Individualisierung von Konsumgütern. Die derzeitige Vernetzung zwischen Unternehmen ist nicht ausreichend, um dem entgegenzuwirken; dabei liegt gerade in der Digitalisierung und Vernetzung der ganzen Produktionskette der Schlüssel zur Problemlösung, was in EuProGigant getestet und demonstriert wird.

„Die Digitalisierung betrachten wir als Wegbereiter zur Lösung generationenübergreifender Herausforderungen, wie der Ressourcenschonung, Nachhaltigkeit und der Energiewende. Dabei ermöglicht die Digitalisierung im Datenaustausch die Betrachtung ganzheitlicher Produkt- und Anlagenlebenszyklen.“

PTW TU Darmstadt , Forschungspartner DE - Projektleitung

„Insbesondere kleine und mittlere Unternehmen in Europa stehen oftmals Cloud-Diensten noch kritisch gegenüber. Aus Gaia-X-Sicht gilt dies sowohl für potenzielle Datenlieferanten als auch für Dienstanbieter. Gründe sind mangelndes Vertrauen in die existierenden Angebote, Scheu vor hohen Investitionskosten, fehlendes Know-how sowie die Sorge vor Abhängigkeiten.“

Jan Brinkhaus, Brinkhaus GmbH , Industriepartner DE - Unterauftrag - KMU

Die EU-Kommission beschreibt in ihren Strategiepapieren, der Datenstrategie und der Strategie zur künstlichen Intelligenz (siehe Historie von EuProGigant und Gaia-X), wesentliche Aufgabenstellungen für die Zukunft, damit Europa als Standort für Kerninnovationen in der produzierenden Industrie gestärkt und in Folge der künftige, soziale Wohlstand gesichert wird. Die Vernetzung muss dabei mit kostengünstigen Lösungen vorangetrieben werden, um der mittelständisch geprägten Industrie in Europa passende Methoden und Lösungen zur Verfügung zu stellen, Hemmnisse abzubauen und verstärkte Aktivitäten anzuregen. Die Datenverarbeitung mittels künstlicher Intelligenz muss an Fahrt aufnehmen und die Gesellschaft ist in diese Entwicklung einzubeziehen. EuProGigant leistet einen bedeutenden Beitrag dazu, Strategien zielführend umzusetzen und einen gesellschaftlichen Bedarf zu decken.

Forschungsfragen und Projektziele

Die Forschungsfragen

EuProGigant widmet sich über die Projektlaufzeit 01.03.2021 – 28.02.2025 drei zentralen Forschungsfragen, die bislang technisch und wirtschaftlich ungelöst sind:

Wie können…

  1. … Wertschöpfungsketten mit einer Resilienz gegenüber Marktveränderungen ausgestattet und für eine hohe Variantenvielfalt befähigt werden,
  2. … Interdependenzen zwischen Wertschöpfungsstufen erkannt und zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit nutzbar gemacht werden,
  3. … reaktionsfähige und gleichzeitig universelle Plattformen für Produktionssysteme gestaltet werden?

Die Projektziele

Das gemeinsame Ziel des Projektes ist es, zentrale Fragestellungen zum Thema „Smarte und souveräne Nutzung von Daten für die Produktion“ zu bearbeiten:

Vier Fragestellungen…

  1. … die Identifikation, Extraktion und Organisation von produktionsrelevanten Daten;
  2. … die Erhöhung der Flexibilität und Effizienz in der Produktion durch die Verarbeitung von produktionsrelevanten Daten (zum Beispiel bezogen auf den Energiebedarf und Energieverbrauch);
  3. … Sicherstellung von Sicherheit und Verfügbarkeit für produktionsrelevante Daten;
  4. … die Darstellung grenzüberschreitender Wertschöpfungsketten.

Konkret bedeutet dies, vorhandene Technologien zusammenzuführen sowie einen Gaia-X-Demonstrator in der Produktion mit konkreten Anwendungsfällen (Use Cases) aufzubauen. Für die Anwendungsfälle sollen innovative, digitale, datengetriebene Geschäftsmodelle im Zusammenspiel mit Gaia-X als Best-Practice-Beispiel für Europa entwickelt werden. Die wirtschaftliche Nutzung dieser Geschäftsmodelle während der Projektlaufzeit wird angestrebt.

Zentrale Umsetzungen: 

  • Maschinenanbindung und maschinennahe Datenverarbeitung
  • Resilienz im Wertschöpfungs-Ökosystem: verteilte Endgeräte zur gemeinsamen Nutzenerfüllung
  • Multi-Cloud Connectivity: Collaborative Condition Monitoring & Predictive Maintenance, Energieeffizienz

EuProGigant zeigt auf, wie sich kleine und mittelständische Unternehmen über die Gaia-X Federation Services selbstständig an die europäische Dateninfrastruktur anschließen können.

EuProGigant will die folgende, quantifizierte Wirkung erzielen:

EuProGigant – Das Leitprojekt für Gaia-X im Produktionsumfeld

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Aktivitäten des Projekts

EuProGigant konzentriert sich bei der Beantwortung der drei Forschungsfragen auf die Optimierung der Wertschöpfungsgeschwindigkeit und -flexibilität durch die Umsetzung der technischen Architektur eines Datenökosystems im Sinne von Gaia-X. Eine hochfrequente Datenerfassung mittels offener, Open-Source-basierter, kostengünstiger Lösungen in Verbindung mit einer prozessnahen Aggregation der erfassten Daten soll dabei eine hohe Anreizwirkung für neue Anwender bieten. Zusätzlich soll eine leichte, selbstkonfigurierbare Vernetzung des Infrastruktur-Ökosystems mit dem Datenökosystem die Wertschöpfungsgeschwindigkeit beschleunigen.

EuProGigant demonstriert die Datendurchgängigkeit im Produktionsökosystem anhand einer standardisierten, vertikalen Integration von der Maschine bis zur Betriebsleitebene sowie einer weitergehenden horizontalen Vernetzung über unterschiedliche Unternehmensbereiche und sogar Unternehmens- und Ländergrenzen hinweg. Das Projekt zeigt auf, wie unterschiedliche Akteure (Interessensgruppen und Unternehmen) auf Daten zugreifen und einen gemeinschaftlichen Nutzen durch das Zusammenwirken erzielen können. Dafür schafft es Schnittstellen, zeigt auf, wie die die Bausteine des Systems (Rechnereinheiten, Messgeräte, Software, Gaia-X Federation Services) eingesetzt werden müssen und setzt dies exemplarisch in Demonstratoren um, für die unterschiedliche Anwendungsfälle erdacht wurden. Durch Analyse der Einflussgrößen und deren Auswirkungen auf unser Wertschöpfungs- und Lernökosystem werden Störgrößen identifiziert und Software- und Hardware-basierte Lösungen für stabile Systeme erarbeitet.

“Dank Gaia-X, inklusive der neuesten Schnittstellentechnologien, können wir unseren Kunden ein neues Level in der Analyse ihrer Produktionsprozesse zur Verfügung stellen”, so ein*e Vertreter*in der IGH Infotec AG (Industriepartner DE, KMU)

Das Alleinstellungsmerkmal des Projekts ist die Schaffung einer europäischen Wissensdatenbank (siehe Kerninnovationen unten) als Plattform zur langfristigen, sicheren, souveränen und ganzheitlichen Datenhaltung in der Cloud. Zur Anbindung von Maschinen an die Plattform wird eine vertikale Integrationslösung unter Berücksichtigung der Schnittstellen zwischen Maschinen, Werkzeug- und Spannsystemen, Messsystemen, Edge-Devices, On-Premise-Lösungen und Systemen zur Geschäftsressourcenplanung (Enterprise Resource Planning ERP) und Produktionsleitsystemen (Manufacturing Execution System MES) geschaffen. Über entwickelte, intelligente Datenkonnektoren erfolgt eine Datenaggregierung und -vorverarbeitung zur Unterscheidung in Smart Data und Big Data. Das Projekt zeigt im Konkreten auf, wie unterschiedliche Rechnereinheiten (Hardware) samt entsprechender Software in der Produktion eingesetzt werden müssen, damit die Daten von den Datenquellen (z.B. Sensoren, Maschinen, Messysteme) entsprechend ihrer Anforderung wie Datenmenge, Zeit und Qualität an die Zielorte (z.B. Cloudsysteme, Plattformen, ERP, MES) gelangen.

Ein Resilienzeffekt entsteht durch die Verkürzung von Reaktionszeiten durch direkten Zugriff und Transparenz. Zusätzlich tragen die Datenverfügbarkeit und das Angebot alternativer Verarbeitungs- und Hosting-Systeme dazu bei, die Stabilität zu erhöhen, weil stärker und ständig interagiert wird. Informationen liegen zum Zeitpunkt vor, zu dem sie benötigt werden. Dadurch fängt das Ökosystem an, sich selbst zu orchestrieren.

Kerninnovationen: Wissensdatenbank, Datenhaltung und Resilienz

Europäische Wissensdatenbank

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Ganzheitliche Datenhaltung 

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Verbesserte Resilienz 

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Über die Projektlaufzeit wird EuProGigant Folgendes realisieren:

  • 26 Veröffentlichungen, 4 Dissertationen
  • 50 Publikumsveranstaltungen, Workshops, Match-Making
  • 2.500 subskribierte Empfänger regelmäßiger Neuigkeiten
  • 10 neue Stellen in Industrie & Forschung mit Genderfokus
  • 5 Geschäftsmodelle für die Datennutzung für die Produktion
  • 40 neu vernetzte Maschinen und Anlagen zur Maschinen- und Betriebsdatenerfassung
  • 4 Industrieleitfäden und Richtlinien
  • 4 über Gaia-X vernetzte Cloud-Plattformen

Nachhaltigkeit, Künstliche Intelligenz und Soziales:
3 Themen und Trends im Projekt

In EuProGigant werden, gemäß Projektzielen, die neuesten technischen Innovationen angewendet. Gleichzeitig trägt das Projekt zu gesellschaftlicher Veränderung bei. Klimaschutz, Energieeinsparung und Ressourceneffizienz werden durch das Projekt vorangetrieben; künstliche Intelligenz wird genutzt sowie der Weg für eine digitale und soziale Arbeitskultur geebnet.

Hier erfahren Sie mehr dazu, wie das Projekt zu diesen drei zentralen Themenfeldern beiträgt. Klicken Sie dazu auf die Abbildungen.

Ökologische Nachhaltigkeit

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Künstliche Intelligenz

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Digitale und soziale Arbeitskultur

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Werte und Prinzipien des Projekts

Der Eigentümer von Services oder Daten kann frei entscheiden, mit wem, zu welchem Zweck, wie lange (Nutzungszeitraum), in welchem Umfang (Rechtekontrolle, was darf mit den Daten gemacht werden) und mit welchem Gegenwert (verlangter Preis oder Umsatzbeteiligung, Datenverzinsung) er die Daten teilt.

Transparenz schafft einen Überblick darüber, welche Daten verfügbar sind und ermöglicht eine schnelle Problemlösung durch Wissen bezüglich zuständiger Ansprechpersonen. Alles, was in Zukunft über das EuProGigant (=Europäisches Produktionsgiganet) geteilt wird, soll dank einer Selbst-Beschreibung auffindbar sein. Eine zentrale Rolle werden hierbei Digitale Zwillinge als virtuelle Repräsentanzen von Dingen in der realen Welt (Internet of Things – IoT) und Assets wie Daten und Services in der virtuellen Welt (Web of Things – WoT) einnehmen. Transparenz bezieht sich genauso auch auf die Entscheidungsfindung von KI-Anwendungen (Explainable AI) und eine transparente, offene Kultur der Zusammenarbeit im Projekt, die konstruktives Feedback und die Diskussionsbereitschaft mit öffentlichen Stellen fördert.

Wenn sich zwei oder mehrere Partner im Giganet gefunden haben, die miteinander in Interaktion treten wollen, klären sie den Zweck der Interaktion und die rechtlichen Rahmenbedingungen miteinander ab und machen anschließend ihre Daten, Informationen oder Services zugänglich. In Zukunft können diese Prozesse auf Basis einer Vorgabe von Präferenzen und Einstellungen automatisiert über eine unabhängige dritte Stelle, wie z.B. die Dachorganisation Gaia-X AISBL, ablaufen.

Interoperabilität ermöglicht eine plattform- und herstellerunabhängige (systemfreie) Verarbeitung von Daten. Dafür müssen sich Plattformen miteinander verbinden können, indem interoperable Systeme über gleiche Schnittstellen verfügen, die Semantik (Datensprache) die gleiche ist und die Datenformate (wie Informationen übertragen, gespeichert, interpretiert werden) übereinstimmen. Interoperabilität ist zentral für den Datenaustausch im Produktionsgiganet.

Die digitalen Services (der Programmcode, der eine Funktion ausführt) müssen auf verschiedenen Endgeräten ausführbar und dafür portabel sein. Das bedeutet, dass sie zwischen Systemen kopiert und umgezogen werden können. Portabilität nutzt Funktionen der Interoperabilität, ist aber entscheidend, damit Daten und Services an anderer Stelle nutzbar werden.

Partner

Die erfolgreiche Realisierung des Projekts ist dank der Mitarbeit der Projektpartner und der Beiräte (Industrieausschusses & -beirat, Generationenbeirat, Wissenschaftlicher Beirat) möglich. Basis für das gemeinsame Ökosystem ist die Tatsache, dass Unternehmen schon in geschäftlichen Beziehungen miteinander stehen und ein gemeinschaftliches Interesse an der Umsetzung von Anwendungsfällen haben, da diese reale Probleme in der heutigen Industrie darstellen. EuProGigant bindet umfassend große wie kleine Unternehmen und andere Akteure ein.

Mehr über unsere Partner

Mehr Informationen zur internen Organisation des Projekts, dem Zusammenspiel zwischen den Partnern und den Fördergebern finden Sie auf der Seite Organisation.

Mehr über die Organisation des Projekts

Teilnahme am Projekt EuProGigant:
EuProGigant unterstützen und sich für die Produktion der Zukunft einsetzen

Sie sind noch nicht in EuProGigant involviert? In folgenden Rollen können Sie zum Projekt beitragen:

Projektbegleitung:

  • Teilnehmer im Industrieausschuss: Wissensvorsprung und Möglichkeit zur Mitgestaltung
  • Technologie-Provider: stellen Komponenten bereit bzw. überlassen Lizenzen
  • Business-Creation-Partner: können sich an der Gestaltung von Geschäftsmodellen beteiligen
  • Zusätzlich können Unternehmen ihre Produkte vorstellen und zur freien Nutzung anbieten.

Erweiterte Kooperationsmöglichkeiten

  • Eigenständige Industrieprojekte mit Nähe zur EuProGigant Infrastruktur
  • Bearbeitung von partnerspezifischen Use Cases als Ergänzung zum Leitprojekt
  • Weitere Fördermöglichkeiten zur Projektfinanzierung sind möglich.

Nehmen Sie Kontakt mit dem Projektteam auf, wenn Sie Interesse an einer Einbindung in das Projekt oder Fragen haben.

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