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Förderprogramm „Manufacturing-X“ Die Unterstützung des Datenökosystems für eine intelligent vernetzte Industrie

Einleitung

Über Manufacturing-X

Die globale Initiative zum Aufbau industrieller Datenökosysteme

Die Industrie 4.0 benötigt zeitnah ein gemeinsames, offenes Datenökosystem, in dem alle Beteiligten der Wertschöpfungsketten sicher, souverän und interoperabel ihre Produkt- und Produktionsdaten teilen können. Nur mit einem solchen Datenökosystem können künftig Effizienz und Flexibilität gesteigert werden. Nur so kann nachhaltig optimal produziert werden, können Lieferketten resilienter werden und Wettbewerbsstärke bewahrt oder ausgebaut werden. Der Name dieses Datenökosystems: Manufacturing-X.

Hintergrund: Warum Manufacturing-X so wichtig ist

Die industrielle Produktion von Waren und Gütern ist Kern und Rückgrat prosperierender Volkswirtschaften. In der Bundesrepublik hängen direkt und indirekt rund 15 Millionen der knapp 45 Millionen Arbeitsplätze von der produzierenden Wirtschaft ab. Veränderte geopolitische Rahmenbedingungen, Klimawandel und globale Krisen stellen die Unternehmen dabei vor große Herausforderungen. Die Industrie muss beispielsweise auf Störungen in Lieferketten oder Rohstoff- und Energieversorgung reagieren können. Sie muss die Möglichkeiten einer datenbasierten Wirtschaft konsequent nutzen und ökologisch nachhaltiger produzieren.

Die digitale und nachhaltige Transformation der gesamten deutschen Industrie ist wichtiger denn je. Grundvoraussetzung für diese Transformation ist Transparenz über Prozesse und eingesetzte Ressourcen in der ganzen Wertschöpfungskette. Digitale Ökosysteme und das Teilen von Daten schaffen hierfür die notwendigen Grundlagen.

Initiative: Wie Manufacturing-X strategisch und strukturell gestaltet wird

Mit Manufacturing-X haben Wirtschaft, Politik und Wissenschaft eine gemeinsame Initiative gestartet. Unternehmen sollen Daten über die gesamte Fertigungs- und Lieferkette souverän und gemeinsam nutzen können. Das macht digitale Innovationen für mehr Resilienz, Nachhaltigkeit und Wettbewerbsstärke möglich.

Das BMWK flankiert die Initiative Manufacturing-X in Deutschland mit einem begleitenden Förderprogramm und stellt damit eine Anschubfinanzierung für die notwendigen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten bereit. Gleichzeitig wird die Initiative von Anfang an europäisch und global entwickelt – so wie auch unsere Wertschöpfungsnetzwerke global organisiert sind. Im International Manufacturing-X Council (IMX Council) findet daher unter aktiver Gestaltung durch das BMWK sowie die Plattform Industrie 4.0 eine enge Abstimmung mit den europäischen und internationalen Stakeholdern statt. Erfahren Sie mehr zu International Manufacturing-X auf der Seite der Plattform Industrie 4.0 und im Playbook des IMX Councils.

Das Förderprogramm

BMWK unterstützt Implementierung durch Anschubfinanzierung

Das BMWK flankiert die Initiative Manufacturing-X mit einem begleitenden Förderprogramm zur Unterstützung von branchenübergreifender, vorkommerzieller Verbundprojekte bei der Weiterentwicklung von Basistechnologien und der Implementierung von prioritären Anwendungsfällen für das branchenübergreifende Datenökosystem Manufacturing-X.

Das Förderprogramm unterstützt so den Aufbau eines kollaborativen und dezentralen Datenökosystems für Industrie 4.0 und die Entwicklung von offenen, auf Interoperabilität ausgerichteten und skalierbaren Systemen, welche die digitale Souveränität aller Beteiligten sichern. Zudem wird der Transfer von Projektergebnissen in die Breite der Industrie sowie die Internationalisierung gefördert. Die ersten Projekte im Rahmen des Förderprogramms sind Anfang 2024 gestartet und werden bis 2026 laufen. Für das Förderprogramm stellt die Bundesregierung ca. 150 Millionen Euro zur Verfügung. Weitere Einreichungen sind nicht mehr möglich.

Die Förderprojekte

Starke Konsortien treiben Manufacturing-X gemeinsam voran

Das Förderkonzept des BMWK „Anschub für Manufacturing-X“ stieß bei seiner Vorstellung im Mai 2023 auf großes Interesse seitens der Industrie. In kurzer Zeit schlossen sich starke Konsortien zusammen, um sich auf eine Förderung zu bewerben. Im Frühjahr 2024 konnten die ersten bewilligten Förderprojekte starten.

In der folgenden Übersicht können Sie mehr über die jeweiligen Förderprojekte erfahren.

Projekt „Aerospace-X“

Unter der Leitung von Airbus hat sich das Konsortium „Aerospace-X“ aus 14 Unternehmen und Forschungseinrichtungen gebildet. Die Hauptziele dieses Förderprojekts sind der Aufbau des digitalen Ökosystems für die Luft- und Raumfahrtindustrie, die Sicherstellung digitaler Kontinuität sowie die Ermöglichung von neuen Formen der kollaborativen, datenbasierten Wertschöpfung.

Anhand der Produktionsketten für Rumpf, Kabine und Antrieb sollen die grundlegenden Fähigkeiten zur unternehmensübergreifenden digitalen Zusammenarbeit mit Hinblick auf Basistechnologien, Dateninfrastruktur, Softwareservices sowie Regulatorik weiterentwickelt werden. Im Fokus stehen dabei die Anwendungsfälle Nachfrage- und Kapazitätsmanagement, CO₂-Emissionen und Regelwerk für den CO₂-Fußabdruck, Kreislaufwirtschaft und kollaboratives Qualitätsmanagement.

Projekt „DAVID“

DAVID ist ein Querschnittsprojekt im Umfeld von Manufacturing-X, das die digitale Interoperabilität auf Basis der Asset Administration Shell (AAS) sicherstellt. Es trägt zum Aufbau offener Datenökosysteme in der Industrie bei, indem es Prozesse und Mittel bereitstellt, um die technologische und semantische Interoperabilität der MX-Projekte zu validieren. Dadurch werden branchenübergreifende Anwendungsfälle möglich.
Auch die Verbundprojekte aus der Fördermaßnahme „KoPa 35c Modul a2 - Digitalisierung der Fahrzeughersteller und Zulieferindustrie“ sind Bestandteil der Betrachtung von DAVID.

Im Rahmen von DAVID werden die MX-Projekte inhaltlich und methodisch unterstützt, insbesondere im Hinblick auf die Verwendung der AAS. Zudem koordiniert das Projekt innerhalb von Manufacturing-X die Nutzung der AAS, validiert Projektzwischenergebnisse und sorgt für deren Standardisierung. Schließlich wird im Projekt ein KMU-Adapter entwickelt, um KMU für den Datenraum Industrie 4.0 anschlussfähig zu machen.

Projekt "Decide4ECO"

Das Vorhaben Decide4ECO setzt sich mit der Betrachtung und Bewertung von Nachhaltigkeitsanforderungen und der Erreichung von Nachhaltigkeitszielen auseinander. Da ein Großteil des Ressourcenverbrauchs bereits in der Produktplanung und -entwicklung festgelegt wird, setzt das Projekt in dieser Phase an und entwickelt digitale Lösungen für eine Entscheidungsunterstützung in der Entwicklung und Produktion mit Hinblick auf Nachhaltigkeitskriterien. Die Bewertung soll dabei die gesamte Wertschöpfungskette und den gesamten Produktlebenszyklus berücksichtigen.

Die Daten, auf Grundlage derer die Nachhaltigkeitsanalyse erfolgen soll, müssen über die gesamte Fertigungs- und Lieferkette hinweg erhoben werden. Der dafür notwendige Datenaustausch entlang von Lieferketten soll aufbauend auf gemeinsamen Standards im Datenökosystem Manufacturing-X umgesetzt werden, wofür im Vorhaben offene Schnittstellen und Standards entwickelt werden. Im gemeinsamen Datenökosystem soll ein standardisierter Digitaler Produktpass bereitgestellt und um Informationen ergänzt werden. Die darauf aufbauenden Softwarelösungen zur Bewertung der Nachhaltigkeit sollen damit alle relevanten vor- und nachgelagerten Prozesse betrachten und zudem um prädiktive, KI-basierte Auswirkungsanalysen ergänzt werden.

Projekt „Factory-X“

Im Leuchtturmprojekt „Factory-X“ arbeiten unter der Führung von Siemens und SAP 47 Partner zusammen. Primäres Ziel ist die Schaffung eines offenen und kollaborativen Datenökosystems für Fabrikausrüster und -betreiber auf der Grundlage von Catena-X und Konzepten der Plattform Industrie 4.0. Im Projekt sollen elf Anwendungsfälle des Datenökosystems umgesetzt werden, welche eine besonders hohe Relevanz für die produzierende Industrie besitzen. Dazu werden insbesondere die folgenden Themen betrachtet:

  • Herstellerübergreifende Datenkonsistenz für Engineering, Geräteinformationen und Zustandsüberwachung
  • Beitrag zur Nachhaltigkeit durch CO₂-Fußabdruck- und Energiemanagement, sowie digitale Lösungen zur Unterstützung einer Kreislaufwirtschaft
  • Bereitstellung digitaler Lösungen für "as a Service"-Geschäftsmodelle (z. B. Marktplatz/Pay-per-part, Fernsteuerung/Überwachung)
  • Rückverfolgbarkeit von Materialien, Daten und Produkten entlang der gesamten Lieferkette
  • Update- und Änderungsmanagement für Geräte im Feld

Neben der technischen Entwicklung übernimmt das Konsortium auch eine wichtige Rolle bei der projektübergreifenden Koordination von Entwicklungsaktivitäten sowie beim Aufbau einer internationalen Manufacturing-X-Community.

Projekt „HealthTrack-X“

Health Track-X strebt den Aufbau eines offenen und dezentralen Datenökosystems für das Gesundheitswesen an. Alle beteiligten Akteure sollen so einfacher die Datenhoheit wahren können und damit Vertrauen schaffen und Effizienzen steigern. Die Nutzung dieses Datenökosystems soll die digitale Zusammenarbeit zwischen Akteuren fördern und dadurch die Gesundheitsversorgung in Deutschland und Europa verbessern.

Die Entwicklung von Architekturkomponenten und Basistechnologien für das Datenökosystem soll dabei auf Ergebnissen aus Catena-X aufgesetzt und eng mit weiteren Manufacturing-X Förderprojekten abgestimmt werden. Die entwickelten Lösungen sollen sich an den Prinzipien von Gaia-X für den souveränen und sicheren Austausch von Daten orientieren.

Im Projekt sollen Konzepte und Standards für ein einheitliches Stammdatenmanagement entwickelt werden, welches erlaubt, physische Waren und ihre Wege entlang der Lieferkette digital zu erfassen und zu tracken. HealthTrack-X fokussiert sich auf drei Anwendungsfälle:

  1. Die Vereinfachung von Geschäftsprozessen durch die automatisierte Bereitstellung von digitalen Begleitdokumentationen zu Warenlieferungen.
  2. Gemeinsame Standards für die CO2-Bilanzierung sollen eine Nachhaltigkeitsbewertung von Produkten entlang ihrer Lieferkette ermöglichen und Anreize für nachhaltige Geschäftsmodelle schaffen.
  3. Die digital vernetzte Lieferkette soll zudem die frühzeitige Vorhersage von Lieferengpässen ermöglichen.

Nach Abschluss des Projekts wird das prototypische Datenökosystem allen Akteuren zur Partizipation an den erprobten Use Cases und für die Umsetzung eigener digitaler Geschäftsmodelle offengestellt.

Projekt „Robot-X“

Robot-X möchte den Produktlebenszyklus für robotische Systeme digitalisieren, die daran beteiligten Akteure vernetzen und den Interaktionsprozess optimieren. Die Eintrittshürden für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) in robotische Systeme sind oft hoch, aufgrund hoher Investitionskosten und aufwendiger Entwicklungsphasen. Das Projekt Robot-X möchte dazu beitragen, diese Hürden zu senken und auch KMU den Zugang zu maßgeschneiderten Robotern und Automatisierungslinien zu erleichtern. Dies soll durch modellbasierte Systementwicklung (MBSE) und den Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) ermöglicht werden.

Im Kern beschäftigt sich das Vorhaben mit dem Aufbau eines vernetzten Datenraums zum harmonisierten Austausch von digitalen Zwillingen robotischer Komponenten, um eine daten- und modellbasierte Systementwicklung mittels KI zu ermöglichen. Der Ansatz verfolgt eine automatisierte Konfiguration von robotischen Systemen auf Grundlage eines Baukastenprinzips. Hierfür werden in drei Anwendungsfällen unterschiedliche branchenübergreifende Anwendungsszenarien umgesetzt. Dazu gehört der Drone Port - eine Start- und Landevorrichtung für Drohnen zum Einsatz in Verteidigung und Landwirtschaft. Zudem beschäftigt sich das Projekt mit dem Thema Industrial Packaging für unregelmäßig geformte Fertigungsteile in der Industrie sowie und dem Composites Processing, einer autonomen Präzisionsschleifanlage für die Luftfahrt.

Projekt „Semiconductor-X“

Semiconductor-X entwickelt mit zentralen Branchenplayern und Forschungspartnern digitale Zwillinge für die Halbleiterindustrie basierend auf der Gaia-X/Catena-X-Architektur. Diese sollen das planungskritische Segment der Liefer- und Wertschöpfungskette digital abbilden und basieren auf einer generischen Software-Architektur mit parametrierbaren Daten- und Referenzmodellen. Mithilfe KI-basierter Analysefunktionen sollen branchenspezifische Herausforderungen wie lange Produktionsdurchlaufzeiten, schwankende Prozessausbeuten und hohe Variantenvielfalt bewältigt werden. Es werden digitale Zwillinge für verschiedene Anwendungsebenen entwickelt und vernetzt:

  • Heterogene Integration: sicherer und effizienter Datenaustausch zwischen Partnern einer Fertigungskette, insbesondere bei der Integration von Halbleiter-Chiplets in komplexe IC-Packages
  • Resiliente Netzwerkknoten: Neue digitale Services und Kooperationsmodelle zur Optimierung des Betriebs und zur Steigerung der Qualität im Fertigungsprozess
  • Nachhaltigkeitsbewertung: Entwicklung von Methoden zur Ermittlung und Optimierung des CO2-Fußabdrucks sowie des Energie- und Wasserverbrauchs entlang der Wertschöpfungskette

Downloads & Pressemitteilungen

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