MetaLin-X
Sichere digitale Zusammenarbeit für die Industrie von morgen
MetaLin-X entwickelt die Grundlage für die nächste Generation digital vernetzter Industrieprozesse. Durch die Kombination von digitalen Zwillingen, souveränen Datenräumen, Asset Administration Shells (AAS) und einem Industrial Metaverse schafft das Projekt eine durchgängige virtuelle Arbeits- und Simulationsumgebung für den gesamten Produktlebenszyklus. Unternehmen können dadurch über Organisationsgrenzen hinweg sicher zusammenarbeiten, ohne die Hoheit über ihre sensiblen Daten und ihr geistiges Eigentum zu verlieren.
Im Fokus steht die Vernetzung von Co-Design, Co-Simulation, Virtueller Inbetriebnahme und dem laufenden Anlagenbetrieb. Produktionssysteme können bereits vor ihrer Realisierung realitätsnah getestet, optimiert und in Betrieb genommen werden. Gleichzeitig eröffnet der digitale Zwilling neue Möglichkeiten für Wartung, Rekonfiguration, Softwaretests und Remote Operation während der Betriebsphase. Eine gigabitfähige Infrastruktur mit hoher Bandbreite, geringer Latenz und hoher Verfügbarkeit bildet dabei das technologische Rückgrat von MetaLin-X.
Das Projekt zeigt, wie sichere Datenräume und leistungsfähige Kommunikationsnetze die industrielle Zusammenarbeit beschleunigen, Entwicklungs- und Inbetriebnahmezeiten deutlich reduzieren und gleichzeitig einen Beitrag zu Wettbewerbsfähigkeit, Ressourceneffizienz und nachhaltiger Produktion leisten.
Laufzeit
2026 – 2028 (2 Jahre)
Förderung
1,9 Million Euro
Inhalte der Arbeitspakete
Digital Twin Framework
Dieses Arbeitspaket schafft die methodische und technische Grundlage für interoperable digitale Zwillinge in MetaLin-X. Ziel ist es, heterogene Datenquellen – von Echtzeit-Maschinendaten über Simulationsdaten bis hin zu CAD- und Kinematikmodellen – strukturiert zusammenzuführen und für industrielle Metaverse-Anwendungen nutzbar zu machen.
Im Fokus steht ein modularer Framework-Ansatz, mit dem digitale Zwillinge einzelner Komponenten und Subsysteme automatisiert zu einem konsistenten digitalen Gesamtsystem aggregiert werden können.
Ein zentrales Ergebnis vom Arbeitspaket „Digital Twin Framework“ ist eine prototypische Integrationsarchitektur, die Realdaten, Simulationsdaten, Verwaltungsschalen und geometrisch-kinematische Modelle zu einem skalierbaren Digital Twin Framework verbindet.
Die Kernbereiche im Überblick:
• Datenschnittstellen: Spezifikation geeigneter Protokolle und Formate für Realdaten und Simulationsdaten, z. B. MQTT, OPC UA PubSub, DDS, HDF5, FMI/FMU und VTK.
• Edge Computing: Vorverarbeitung, Filterung und Priorisierung von Daten direkt an der Quelle, um latenzarme Anwendungen effizient zu unterstützen.
• Asset Administration Shell: Nutzung standardisierter Verwaltungsschalen zur Beschreibung von Assets, Schnittstellen, Datenpunkten, 3D-Modellen und Simulationsdaten.
• Geometrie und Kinematik: Verknüpfung von CAD-Modellen, kinematischen Modellen und dynamischen Daten für realitätsnahe Darstellungen im industriellen Metaverse.
• Aggregation digitaler Zwillinge: Automatisierte Zusammenführung dezentraler digitaler Zwillinge anhand von IDs, Metadaten, Schnittstellen und semantischen Beschreibungen.
• Validierung und Visualisierung: Überprüfung des Gesamtsystems durch Layout-Generierung, Simulation und 3D-Visualisierung.
Gigabit-fähiger Datenraum
Das Arbeitspaket „Gigabit-fähiger Datenraum“ entwickelt eine Datenraum-Architektur, über die digitale Zwillinge und industrielle Metaverse-Anwendungen souverän, sicher und latenzarm miteinander kommunizieren. Ziel ist es, den klassischen, transaktionsorientierten Datenaustausch in Datenräumen so weiterzuentwickeln, dass auch dynamische und zeitkritische Datenströme, wie sie in Metaverse-Anwendungen erforderlich sind, zuverlässig unterstützt werden.
Aufbauend auf etablierten Open-Source-Lösungen wie den Eclipse Dataspace Components (EDC) verschiebt sich der Fokus weg vom unmittelbaren Austausch von einzelnen Dateien hin zum Zugang zu Schnittstellen. Dadurch lassen sich aufwändige Validierungs- und Vertragsprozesse bereits zu Beginn des Schnittstellenzugriffs abwickeln und vom nachfolgenden Austausch von Datenströmen entkoppeln.
Die Kernbereiche von Überblick:
• Datensouveränität im Metaverse
Technische Konzepte für den selektiven Datenaustausch, sodass nur die für die Anwendung notwendigen Informationen übertragen und sensible, IP-relevante Daten von der Übertragung ausgeschlossen werden können.
• Latenzarmer Datenaustausch
Fokussierung auf den Schnittstellenzugang statt auf den unmittelbaren Datenaustausch, um Live-Anwendungen zu ermöglichen.
• Interoperabilität und Standards
Aufbau auf etablierten Standards wie Verifiable Credentials, ODRL und AAS für eine vertraglich und technisch abgesicherte Nutzungsschnittstelle.
• Schutz sensibler Informationen
Sicherstellung der Einhaltung vertraglicher Rahmenbedingungen auch über alternative Kommunikationswege durch konsistente Übertragung des Vertrags- und Policy-Kontextes.
Industrielles Metaverse
Arbeitspaket „Industrielles Metaverse“ fokussiert sich auf die Entwicklung einer industriellen Metaverse-Umgebung. Ziel ist es, eine virtuelle, standort- und unternehmensübergreifende Zusammenarbeit bei der Entwicklung industrieller Fertigungsanlagen – beispielsweise im Bereich Spritzgießen – zu ermöglichen.
Durch die Integration moderner Technologien entsteht eine kollaborative Plattform, die reale und digitale Prozesse miteinander verbindet und neue Formen der Zusammenarbeit eröffnet.
Die Kernbereiche im Überblick:
• Technologieevaluierung: Auf Basis der Anforderungen der Stakeholder werden bestehende Technologien hinsichtlich ihres Funktionsumfangs analysiert und bewertet. Darauf aufbauend wird eine geeignete Technologiearchitektur konzipiert.
• Entwicklung einer digitalen Umgebung mit dynamischen Daten: Es wird eine visuelle 3D-Umgebung entwickelt, die kollaboratives Arbeiten unterstützt und in der Lage ist, reale Maschinendaten zu integrieren und zu verarbeiten.
• Interaktive Visualisierung: Die 3D-Umgebung wird immersiv gestaltet, sodass Nutzer sich frei darin bewegen und aktiv mit Objekten und Prozessen interagieren können.
• Anbindung an den Datenraum: Die Metaverse-Umgebung wird an einen Datenraum angebunden. Dadurch erfolgt die Kommunikation über eine sichere Infrastruktur, die Datensouveränität und vertrauensvolle Zusammenarbeit im virtuellen Raum gewährleistet.
Pilotbetrieb und Evaluierung
Dieses Arbeitspaket bildet das integrative Fundament von MetaLin-X. Es stellt über die gesamte Projektlaufzeit sicher, dass die technischen Entwicklungen aus den Bereichen Digital Twin Framework, Datenraum und industrielles Metaverse nahtlos zu einem leistungsfähigen Gesamtsystem verschmelzen.
Ziel von AP „Pilotbetrieb und Evaluierung“ ist es, die Praxistauglichkeit des industriellen Metaverse unter realen Bedingungen nachzuweisen und aufzuzeigen, wie gigabitfähige Infrastrukturen die Wettbewerbsfähigkeit der Produktion nachhaltig stärken
Die Kernbereiche im Überblick:
• Technologieauswahl und Konzeption: Basierend auf realen industriellen Anforderungen wird die technologische Basis für die virtuelle Umgebung identifiziert und die passende Zielplattform (z. B. NVIDIA Omniverse, Unity oder Unreal Engine) festgelegt.
• Infrastruktur & Cloud-Integration: Die entwickelten Lösungen werden kontinuierlich in die Exoscale Cloud integriert. Dabei stehen automatisierte Deployment-Prozesse für digitale Zwillinge sowie eine nachhaltige, CO2-sparende Ressourcennutzung im Fokus.
• Hybride Netzwerklösungen für Echtzeit: Um eine latenzarme Kommunikation zu garantieren, wird eine hybride Infrastruktur aus Lichtwellenleitern und 5G-Campus-Netzwerken (z. B. an der TU Wien und TU Graz) implementiert und durch End-to-End-Messungen validiert.
• Praxisstudie & Nutzerakzeptanz: Den Abschluss bildet eine wissenschaftliche Nutzerstudie. Hierbei wird der direkte Vergleich zwischen herkömmlichen Inbetriebnahmen und Metaverse-gestützten Prozessen gezogen, um die Effizienzsteigerung, Fehlerreduktion und Akzeptanz der neuen Technologien messbar zu machen.