Ein Leitprojekt von H2Giga

Wasserstoff für die Zukunft

Hinter FertiRob steht die Entwicklung von Lösungen für die automatisierte Fertigung und Montage von Stacks und Elektrolyseuren für die Wasserstoffherstellung.


FertiRob gehört zum Teilprojekt Scale-up des Leitprojekts H2Giga und wird von BMBF gefördert. Die anderen Teilprojekte von H2Giga sind Next Generation Scale-up und der Innovationspool.

Scale Up

Next Generation

Innovationspool

Scale Up

H2Giga umfasst zahlreiche Projekte zum Thema Scale-up. Darin wollen Elektro­lyseur­hersteller etablierte Elektrolyse-Verfahren bereit fürs Fließ­band machen (PEM-Elektrolyse, alkalische Wasser­elektro­lyse, Hoch­temp­eratur-Elektro­lyse). Heute ist die Herstellung von Elektro­lyseuren meist Hand­arbeit. Die Scale-up-Projekte wollen das ändern. Die Heraus­forder­ungen reichen dabei von den verwendeten Mater­ialien über die Hoch­skalierung bis zu Technologien für die Fertigung der Elektro­lyseure. An diesen Frage­stellungen arbeiten Industrie und Forschung gemeinsam, um eine auto­matisierte Fertigung von Elektro­lyseuren im Gigawatt-Maßstab zu realisieren.

Next Generation

Einige Arten von Elektro­lyseuren sind heute bereits so weit entwickelt, dass sie in Serien­produktion gehen könnten. Dabei gibt es weitere Elektro­lyse-Verfahren, die ebenfalls viel­versprechend sind. Manche kommen ganz ohne Edel­metalle aus, andere sind hoch effizient. Deswegen widmen sich drei H2Giga-Projekte im Next Generation Scale-up den Technologien von morgen und übermorgen. Ziel ist es, neue Verfahren weiter­zuentwickeln und im größeren Maßstab zu testen. Zudem erarbeiten die Partner in diesem Bereich neue Designs ver­schiedener Elektro­lyseur-Komponenten, um künftig Herstellungs­kosten zu reduzieren und die serielle Fertigung zu vereinfachen.

Innovationspool

Der wissen­schafts­nahe Inno­vations­pool untersucht und entwickelt über­greifende Verfahren, Tech­nolo­gien und Kom­ponenten rund um die Elektro­lyse. Ins­besondere die Prüfung von neuen Materialien und Ferti­gungs­techno­logien steht im Fokus. Ebenso Fragen zu Lebens­dauer, Recycling­fähigkeit und Automati­sierungs­möglichkeiten. Zudem kann die Wirt­schaft über den Inno­vations­pool Forschungs­bedarfe und Wissens­lücken an die Wissen­schaft kommu­nizieren. So wird gewähr­leistet, dass das Leitprojekt seine Innovations­fähigkeit behält.

Teilziele

Schritt für Schritt - Ziele von FertiRob

FertiRob ist ein Teilprojekt von dem Leit­projekts H2Giga und wird vom BMBF gefördert. Das Projekt­ziel ist die Entwicklung von Lösungen für die automati­sierte Fertigung und Montage von Stacks und Elektro­lyseuren für Wasser­stoff­herstellung.

Entwicklung konkreter Automati­sie­rungs­lösungen für technische Problem­stellungen

Durch die Entwicklung von (Teil-­Automati­sie­rungs­lösungen für sämtliche Prozess­schritte der Stack- und Elektro­lyseur­fertigung soll die Taktzeit signifikant im Vergleich zur manuellen Produktion reduziert werden. Dabei steht vor allem die Entwicklung innovativer Lösungen für aktuell ungelöste Problem­stellungen im Vordergrund.

Modulari­sierung und Skalier­bar­keit von Produktions­anlagen

Für eine einfachere Anlagen­planung und vor allem eine bessere Skalier­barkeit im späteren Betrieb sollen die Auto­matisierungs­lösungen modularisiert und mit standar­disierten Schnitt­stellen aufgebaut werden. Die Entwicklung eines Regelwerks zur Kombination und Konfiguration soll die Basis für ein automatisches und damit schnelleres Anlagen­engineering bilden. Dabei liegt der Schwer­punkt auch auf der automatischen Layout­planung und Generierung von Förder­konzepten für die Integration der Produktions­module.

Automatisches Anlagen­engineer­ing auf Basis von Produkt­rand­bedingungen

Um den Aufwand und den Zeitraum für die Planung und Umsetzung der Produktions­anlagen für Stacks und Elektro­lyseure drastisch zu verkürzen, soll ein Planungs­vorgehen entwickelt, wie anhand von Produkt­rand­bedingungen (Abmaße, Gewicht, Konstruktion, Material, etc.) automatisch Produktions­module ausgewählt, parametriert und verknüpft werden können. Dabei sollen Methoden entwickelt werden, wie z.B. Steuerungs­programme oder Einzel­komponenten wie Adapter­flansche oder Greiffinger automatische generiert werden können.

Durch­gängige virtuelle und reale Qualitäts­ab­sicher­ung und -doku­mentation

Es soll eine durchgängige virtuelle und reale Qualitäts­absicherung zur Abschätzung von Produkt­qualitäten im Anlagen­planungs­prozess und einer automatischen Qualitäts­dokumentation mit Hilfe des Digitalen Produkt­zwillings (DPZ) entwickelt werden. Gleich­zeitig sollen Methoden zur autonomen Fehler­erkennung und -behandlung im Produktions­prozess für eine höhere Prozess­stabilität entwickelt werden.

Entwicklung und Nutzung des Digitalen Zwillings von Produkt und Anlage

Um einen schnelleren Anlagen­planungs­prozess mit einer höheren Prozess­qualität zu erreichen, soll der DPZ und DAZ genutzt werden. Dabei stehen die Entwicklung neutraler und standar­disierter Daten­strukturen im Vorder­grund, sowie Betriebs­konzepte zur Überführung der Zwillinge aus der Planungs- in die Betriebs­phase der Produktions­anlagen.

Ziele

Unser Beitrag zu H2Giga

Das Teilprojekt FertiRob hat zum Ziel, einen Beitrag zu den Zielen des Leitprojekts H2Giga zu leisten. So möchte FertiRob die Produktion von Elektolyeuren schneller und einfacher gestalten um einen Beitrag zur Umsetzung einer seriellen Produktion zu leisten.

-50%

Fertigung und Montage

Reduzierung der Taktzeit gegenüber der manuellen Fertigung

-60%

Anlagenplanung und Umsetzung

Reduktion des Zeitaufwandes für das Engineerin einer Produktions­anlage

100%

Förderpolitische Ziele

Kosten­degression der Wasserstoff­technologien und Markthochlauf der Wasserstoff­produktion

Projektpartner

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  • ABB AG
  • Grüner Weg 6
  • 61169 Friedberg
  • Ansprechpartner:
  • Dr.-Ing. Thomas Reisinger

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  • Automation W+R GmbH
  • Messerschmittstraße 7
  • 80992 München
  • Ansprechpartner:
  • Dr. Markus Tiemann

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  • Autoproc GmbH & Co. KG
  • Ringstrasse 43
  • 74626 Bretzfeld
  • Ansprechpartner:
  • Markus Wehnert

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  • Boll Automation GmbH
  • Industriestr. 6
  • 63839 Kleinwallstadt
  • Ansprechpartner:
  • Dr.-Ing. Felix Hähn | Stefan Kissner

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  • EKS InTec GmbH
  • Danziger Straße 3
  • 88250 Weingarten
  • Ansprechpartner:innen:
  • Thorsten Schmitz | Dimitri Penner | Miriam Schleipen

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  • ESSERT GmbH
  • Großer Sand 18
  • 76698 Ubstadt-Weiher
  • Ansprechpartner:
  • Peter Deißer

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  • FFT Produktionssysteme GmbH & Co. KG
  • Schleyerstraße 1
  • 36041 Fulda
  • Ansprechpartner:
  • Tobias Hohmann

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  • IBG Automation GmbH
  • Osemundstraße 14-22
  • 58809 Neuenrade
  • Ansprechpartner:
  • Benedikt Ebert

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  • inpro GmbH
  • Steinplatz 2
  • 10623 Berlin
  • Ansprechpartner:
  • Prof. Dr.-Ing. Henning Gleich

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  • ISRA VISION AG
  • Industriestraße 14
  • 64297 Darmstadt
  • Ansprechpartner:
  • Dr.-Ing. Daniel Hegels | Dr. Klaus Veit

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  • Karlsruher Institut für Technologie
  • Gotthard-Franz-Straße 5
  • 76131 Karlsruhe
  • Ansprechpartner:
  • Fabian Sasse

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  • let's dev GmbH & Co. KG
  • Alter Schlachthof 33
  • 76131 Karlsruhe
  • Ansprechpartner:
  • Dr. Anton Strahilov | Dr. Karl-J. Wack

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  • Ruhr-Universität Bochum
  • Universitätsstraße 150
  • 44227 Bochum
  • Ansprechpartner:
  • Johannes Prior

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RIF Institut für Forschung und Transfer e.V.
  • RIF Institut für Forschung und Transfer e.V.
  • Joseph-von-Fraunhofer-Straße 20
  • 44227 Dortmund
  • Ansprechpartner:
  • Jürgen Kutschinski

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Schmalz Logo
  • Schmalz GmbH
  • Johannes-Schmalz-Str. 1
  • 72293 Glatten
  • Ansprechpartner:
  • Dr.-Ing. Harald Kuolt

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Wasserstoff Leitprojekt

Die Wasserstoff Leitprojekte

Im Rahmen des Ideen­wett­bewerbs Wasser­stoff­republik Deutsch­land soll die industrielle Groß­serien­fertigung von Wasser­elektro­lyseuren voran­getrieben werden. Durch die Automati­sierungs­konzepte und automatische Anlagen­planung trägt FertiRob maßgeblich zu einer Senkung der Produktions­kosten und einer Reduzierung der Produktions­dauer bei. Die automatische Anlagen­planung führt weiterhin zu einer schnelleren Umsetzung von Produktions­kapazitäten für Wasser­elektro­lyseure.


Die Entwick­lungen von FertiRob unterstützen damit entscheidend die Ziele der nationalen Wasser­stoff­strategie für eine Kosten­degression der Wasser­stoff­technologien und einen schnelleren Markthochlauf der Wasser­stoff­produktion.

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