Univ. Prof. Dr. Ing.

Bergs, Thomas

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  • Publication
    The digital twin in battery cell production
    ( 2023-01-11)
    Krauß, Jonathan orcid-logo
    ;
    Schmetz, Arno
    ;
    Fitzner, Antje orcid-logo
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    Ackermann, Thomas orcid-logo
    ;
    Pouls, Kevin Bernard
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    Hülsmann, Tom-Hendrik
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    Roth, David
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    Gehring, Janine
    ;
    Hamacher, Nils Christian
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    Jaspers, Wilhelm
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    Mohring, Leon
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    Rube, Natalja
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    Tübke, Jens
    ;
    Kies, Alexander D.
    ;
    Kreppein, Alexander
    ;
    Abramowski, Johann-Philip
    ;
    Schmitt, Robert H.
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    Baum, Christoph
    ;
    Brandstetter, Alexander
    ;
    Singh, Soumya
    ;
    Cziasto, Dennis
    ;
    Meyer, Olga
    ;
    Kornely, Mia J. K.
    ;
    Kraus, Sander
    ;
    Niemietz, Philipp
    ;
    Bergs, Thomas
    ;
    Kampker, Achim
    The concept of the digital twin as the representation of a physical object is currently under development and is delivering promising first results. At the same time, the goals and the definition of digital twins differ, sometimes significantly, depending on the area of application and use case. Therefore, the descriptions and concepts of digital twins in a specific application cannot simply be transferred to new fields of application. Meanwhile, battery cell manufacturing is a key of the energy and mobility transition that is still characterized by high costs as well as scrap rates and will benefit enormously from the use of digital twins. To provide a basis for the development of digital twins in battery cell manufacturing, this white paper presents a unified definition for the digital twin in battery cell manufacturing, based on existing work. For this purpose, three forms of the digital twin are described: the building twin, the machine twin, and the product twin. Each of these forms must be examined in detail so that components of the respective forms can be identified, exemplary use cases can be shown, and concrete goals as well as challenges can be defined. Based on the concepts described in this white paper, the digital twin will be used in battery cell production to track, optimize, and control products and processes in the future. In perspective, this can significantly improve energy, raw material, and cost efficiency.
  • Publication
    Der Digitale Zwilling in der Batteriezellfertigung
    ( 2023-01-10)
    Krauß, Jonathan orcid-logo
    ;
    Schmetz, Arno
    ;
    Fitzner, Antje orcid-logo
    ;
    Ackermann, Thomas orcid-logo
    ;
    Pouls, Kevin Bernard
    ;
    Hülsmann, Tom-Hendrik
    ;
    Roth, David
    ;
    Gehring, Janine
    ;
    Hamacher, Nils Christian
    ;
    Jaspers, Wilhelm
    ;
    Mohring, Leon
    ;
    Rube, Natalja
    ;
    Tübke, Jens
    ;
    Kies, Alexander D.
    ;
    Kreppein, Alexander
    ;
    Abramowski, Johann-Philip
    ;
    Schmitt, Robert H.
    ;
    Baum, Christoph
    ;
    Brandstetter, Alexander
    ;
    Singh, Soumya
    ;
    Cziasto, Dennis
    ;
    Meyer, Olga
    ;
    Kornely, Mia J.K.
    ;
    Kraus, Sander
    ;
    Niemietz, Philipp
    ;
    Bergs, Thomas
    ;
    Kampker, Achim
    Das Konzept des Digitalen Zwillings als Abbild eines physischen Gegenstücks befindet sich zurzeit in der Entwicklung und liefert erste vielversprechende Ergebnisse. Gleichzeitig unterscheiden sich die Ziele und die Definition Digitaler Zwillinge abhängig von Anwendungsbereich und Anwendungsfall teils deutlich voneinander. Die Beschreibungen und Konzepte Digitaler Zwillinge einer konkreten Anwendung lassen sich deshalb nicht einfach auf neue Anwendungsfelder übertragen. Unterdessen ist die Batteriezellfertigung eine Schlüsseltechnologie der Energie- und Mobilitätswende, die noch immer von hohen Kosten sowie Ausschussraten geprägt ist und enorm vom Einsatz Digitaler Zwillinge profitieren wird. Um eine Grundlage für die Entwicklung Digitaler Zwillinge in der Batteriezellfertigung zu schaffen, zeigt dieses Whitepaper, basierend auf bestehenden Arbeiten, eine einheitliche Definition für den Digitalen Zwilling in der Batteriezellfertigung auf. Dafür wurden drei Ausprägungen des Digitalen Zwillings identifiziert: der Gebäudezwilling, der Anlagenzwilling und der Produktzwilling. Jede dieser Ausprägungen gilt es im Detail zu betrachten, sodass Bestandteile der jeweiligen Ausprägungsformen identifiziert, exemplarische Anwendungsfälle aufgezeigt und konkrete Ziele und Herausforderungen definiert werden können. Basierend auf den in diesem Whitepaper beschriebenen Konzepten dient der Digitale Zwilling in der Batteriezellfertigung zukünftig zur Nachverfolgung, Optimierung und Steuerung von Produkten und Prozessen. Dies kann perspektivisch die Energie-, Rohstoff- und Kosteneffizienz in diesem wichtigen Zukunftsbereich deutlich verbessern.