ALICIA: Assembly Lines In CIrculAtion – smart digital tools for the sustainable, human-centric and resilient use of production resources

Ausgangssituation

Aktuell werden Produktionsressourcen meist nicht bis zum Ende ihres Lebenszyklus verwendet und frühzeitig aus dem Betrieb genommen, was zu Ressourcenverschwendung führt. Die Wiederverwendung dieser Ressourcen ist eine vielversprechende Möglichkeit, um die Verschwendung zu reduzieren und die Entwicklung der Wirtschaft hin zur Kreislauffähigkeit zu fördern. Zusätzlich können Unterbrechungen in globalen Lieferketten abgefangen werden, wie sie beispielsweise die Covid-19-Pandemie oder der Krieg in der Ukraine ausgelöst haben. Die Wiederverwendung gebrauchter Produktionsanlagen wird jedoch durch verschiedene Herausforderungen erschwert. Zum einen stellt die fehlende Kompatibilität zwischen Generationen der Anlagen und Herstellern eine Barriere dar, die es zu überwinden gilt. Zum anderen behindert die schwierige Abschätzung der verbleibenden Lebenszeit der gebrauchten Anlagen und die fehlende Verfügbarkeit eines europaweiten Marktplatzes für gebrauchte Anlagen die Wiederverwendung. Diesen Herausforderungen soll im Rahmen des Projektes begegnet werden, um den Weg hin zum CME und der Wiederverwendung der Ressourcen zu ebnen.

Themenschwerpunkte

Zur Befähigung des CME wird zunächst eine Ontologie zur Erfassung der Anforderungen von Fabrik-besitzer:innen entwickelt, die neben technischen auch soziale, ökologische und ökonomische Aspekte berücksichtigt. Das Angebot aus Secondhand- sowie neuen Produktionsressourcen wird auf einer Onlineplattform verwaltet. Mittels eines Künstlichen Intelligenz (KI)-Algorithmus werden in einem zweiten Schritt die Anforderungen mit den zur Verfügung stehenden Ressourcen abgeglichen. Die durch die KI vorgeschlagene Produktionslinie wird mithilfe eines Digitalen Schattens modelliert, um die Planung und Kaufentscheidung zu unterstützen. Für den Aufbau und die Inbetriebnahme wird eine Plug & Produce-Middleware entwickelt, die die Einbindung der Secondhand-Anlagen in die Linie ermöglicht. Für die neue Linie wird schließlich ein Digitaler Zwilling bereitgestellt, der die Inbetriebnahme beschleunigen und die Anlage im Betrieb verwalten soll. Das Projekt wird übergeordnet begleitet durch eine regelmäßige ethische und ökologische Evaluation der eingesetzten Technologien und die Entwicklung des neuartigen Geschäftsmodells Circularity-as-a-Service.

Das iwb ist schwerpunktmäßig an der Entwicklung der Ontologie und der Erfassung der Nachhaltigkeitsaspekte in der Ontologie sowie am Aufbau des Digitalen Schattens und Zwillings beteiligt. Darüber hinaus unterstützt das iwb die Entwicklung der Plug & Produce-Middleware und ist verantwortlich für den Aufbau eines Demonstrators in der iwb-Versuchshalle. Weitere Aufgaben umfassen die Entwicklung eines Trainingkits für Fabrikmitarbeiter:innen für die Secondhand-Linie und die ökologische Evaluation des Gesamtsystems.