Abteilung Nachhaltige Produktion
Die Abteilung Nachhaltige Produktion bündelt themenübergreifend und interdisziplinär Kompetenzen im Bereich der Nachhaltigkeit in der Produktion. Nachhaltige Produktion verstehen wir als die Schaffung von Gütern und Dienstleistungen unter Nutzung von Prozessen und Systemen, die keine negativen Umwelteinflüsse bedingen, energie- und ressourceneffizient sind, ökonomisch rentabel und verträglich für Mitarbeitende, die Gemeinschaft und die Verbraucher sind. Dabei betrachten wir unterschiedliche Aspekte der Nachhaltigkeit aus Sicht der Montagetechnik, des Produktionsmanagements und der Fertigungstechnik, um die Wettbewerbsfähigkeit produzierender Unternehmen zu sichern.
Leitung der Abteilung: M. Sc. Julia Schulz
Die Forschungskompetenzen
Kreislaufwirtschaft:
Wir forschen an Methoden, welche die Einführung und Nutzung der industriellen Kreislaufwirtschaft in Unternehmen verbessern. Dabei wird untersucht, wie bereits vorhandene Ressourcen für die Montage genutzt werden können, um mit diesen auch Prozessschritte des Remanufacturings, wie die Demontage oder die Remontage, auszuführen. Dazu werden sowohl wissensbasierte Ansätze als auch Simulationen zur Abbildung der Systeme verwendet. Weiterhin werden Ansätze zur remanufacturing-gerechten Produktbewertung weiterentwickelt.
Energieflexible Steuerung von Produktionsanlagen:
Wir forschen daran, wie wir Produktionsanlagen an eine erneuerbare Energieversorgung anpassen können. Dafür untersuchen wir beispielsweise Methoden, wie Speicher in Werkzeugmaschinen genutzt werden können, um kurzfristig auf Änderungen am Energiemarkt reagieren zu können. Die Vernetzung der Maschinen ist dafür die entscheidende Schlüsseltechnologie.
Integration erneuerbarer Energien:
Wir forschen an Möglichkeiten der Integration erneuerbarer, dezentraler Energieerzeugertechnologien, um produzierenden Unternehmen die Möglichkeit zu geben, zeitweise unabhängig von strompreispolitischen Entscheidungen und volatilen Marktpreisen zu sein. Die voranschreitende Entwicklung von Kleinkraftwerken führt zu einer Vielzahl von netzparitätischen Technologien, sodass die Motivation der dezentralen Erzeugung weiter steigt. Ausgehend von den unternehmensspezifischen Zielen bedarf es eines Vorgehens, mit dessen Hilfe Energieverbraucher des Produktionssystems analysiert, davon ausgehend die Erzeugungstechnologien ausgewählt und dimensioniert sowie geeignete Betriebsstrategien für die Produktionsmittel identifiziert werden.
Datenbasierte Untersuchung von Produktionsprozessen:
Wir forschen an Data-Mining- bzw. Process-Mining-basierten Ansätzen, mithilfe derer verschiedene Potenziale zur Erhöhung der Nachhaltigkeit in der Produktion identifiziert werden können. Neben Ansätzen zur datenbasierten Untersuchung von Wertströmen hinsichtlich der Ressourcen- und Energieeffizienz, forschen wir auch an datenbasierten Ansätzen zur Befähigung von hybriden Manufacturing-Remanufacturing-Prozessen.
Ansprechpartnerin für Fragen zu den Forschungsschwerpunkten: Julia Horsthofer
Beitrag zu den Sustainable Development Goals
Die Schwerpunkte unserer Forschung orientieren sich an den Sustainable Development Goals (SDG) 7, 9 und 12 der UN (https://sustainabledevelopment.un.org/sdgs).
[SDG 7] Mit unserer Forschung wollen wir die Nutzung erneuerbarer Energien in der Produktion ermöglichen und den Umgang mit Energie als Ressource in produzierenden Unternehmen verbessern.
[SDG 9] Mit unserer Forschung wollen wir produzierende Unternehmen befähigen, ihre Industrieprozesse und Technologien nachzurüsten, um sie nachhaltiger, sauberer und umweltverträglicher zu machen.
[SDG 12] Mit unserer Forschung wollen wir Unternehmen dazu ermutigen, Wertschöpfungsketten und Wertströme nachhaltiger zu gestalten, indem sie so wenig Ressourcen wie möglich verbrauchen und bestenfalls nur nutzen.
Ausstattung im Bereich Nachhaltige Produktion
- 5-Achs-Fräsmaschine – Die spanende Werkzeugmaschine GROB wird zur Analyse des Energiebedarfs von Produktionsanlagen genutzt.
- Energieflexibilitäts-Demonstrator – Mithilfe eines Hydraulikaggregats kann demonstrativ gezeigt werden, wie Aggregate der Produktionsinfrastruktur zum Lastmanagement innerhalb von produzierenden Unternehmen beitragen können.
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Enerlytics – Mithilfe der selbst entwickelten Software können Energieverbrauchs von Werkzeugmaschinen untersucht werden.
- GaBi – GaBi (Ganzheitliche Bilanzierung) von PE International ist eine der führenden Software-Lösungen für die lebenszyklusorientierte Bewertung von Produkten und Dienstleistungen und wird insbesondere für Erstellung von Ökobilanzen eingesetzt.
- Tecnomatix Plant Simulation – Die Simulationsumgebung dient zur Abbildung und Optimierung komplexer Produktions- und Logistikabläufe in einem Rechnermodell.