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Resource optimization along the product lifecycle

PTW, Nicholas Frick
ReOptify: Steigerung der Ressourceneffizienz durch gezielte Digitalisierung und Datenverknüpfungen entlang des Produktlebenszyklus.
  • Wie kann mithilfe einer IoT-Plattform eine wissensbasierte Integration von Prozess-, Produkt- und Entwicklungsdaten zur Optimierung der Ressourceneffizienz erfolgen und welche Potenziale ergeben sich dabei?

  • Wie können die in der IoT-Plattform gespeicherten Produktionsdaten für die Implementierung eines sich stetig aktualisierenden Wertstrommanagement-Systems zur kontinuierlichen Verbesserung verwendet werden?

  • Wie können mithilfe der in der IoT-Plattform gespeicherten prozessspezifischen Ressourcenströme verlässliche Aussagen über die Ökobilanz des jeweiligen Prozesses gemacht werden?

Das Transferprojekt ReOptify (Ressource Optimization along the product lifecycle) hat zum Ziel, die Ressourceneffizienz durch gezielte Digitalisierung und Datenverknüpfungen entlang des Produktlebenszyklus zu steigern. Hierbei werden drei ausgewählte Themenbereiche im Laufe des einjährigen Projektes untersucht. Zentrales Element stellt hierbei eine IoT-Plattform (Internet of Things) als zentrales Datenspeicher- und Datenverarbeitungsmedium dar.


Der erste Themenbereich befasst sich mit der Fragestellung, wie die in der IoT-Plattform gespeicherten Produktionsdaten für ein kontinuierliches Monitoring der Performance der Prozesskette verwendet werden können. Hierfür wird ein digitales, sich stetig aktualisierendes Wertstromabbild entwickelt, mit dessen Hilfe eine regelmäßige Überprüfung der Performance möglich wird. Durch diese Grobanalyse können Prozesse optimiert werden und auf diese Weise ein Beitrag zur Ressourceneffizienz geleistet werden.


Wie die Daten der IoT-Plattform für eine Detailanalyse eines spezifischen Prozesses verwendet werden können, untersucht Themenbereich 2. Dieser beinhaltet eine vertiefte Betrachtung der Prozessinfrastruktur zur Druckluftbereitstellung. Hierzu werden Versuche zur Ermittlung von Verbrauchsdaten unterschiedlicher Druckluftniveaus sowie Leckage-Raten durchgeführt. Diese dienen als Basis zur Identifikation von Ressourceneffizienzpotenzialen sowie der ökologischen und ökonomischen Kennzahlbildung. Zur Vermittlung und Sensibilisierung für die erarbeiteten Erkenntnisse wird zudem der Einsatz digitaler Tools zur Unterstützung in Workshops und Schulungen im Rahmen der Lernfabriken systematisch untersucht.


Der dritte Themenbereich verfolgt die Verknüpfung der zentralen IoT-Plattform mit den in der Produktentwicklung anfallenden Entwicklungsdaten, welche primär in einem PDM-System (Produktdatenmanagement) zu finden sind. Der Rückfluss von Produktionsdaten in die Produktentwicklung und die entsprechende Verknüpfung der Daten ermöglichen es, Rückschlüsse bezüglich der Steigerung der Ressourceneffizienz des bestehenden Produktes bzw. dessen Nachfolgerprodukten zu ziehen und die Produkte in Zukunft ressourceneffizienter zu gestalten.

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Implementierung eines Wertstrommanagement-Systems
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Ressourceneffizienz industrierelevanter Energieträger der Produktionsinfrastruktur
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Wissensbasierte Integration von Produkt- und Entwicklungs-Informationen in IoT-Plattformen zur Optimierung der Ressourceneffizienz

Partner

Exzellenz in der Produktion basiert nach dem Verständnis des PTW auf der Fähigkeit, Technik und Organisation optimal miteinander zu verbinden. Das erfordert Tiefgang in den jeweiligen Fachthemen, eine breite grundlegende Qualifikation im gesamten Themenfeld der Produktion und eine interdisziplinäre Zusammenarbeit.

Das Fachgebiet Datenverarbeitung in der Konstruktion (DiK) beschäftigt sich mit den Themenfeldern Virtuelle Produktentwicklung, Informationsmodellierung, Additive Fertigung und Industrie 4.0.

Das Fachgebiet Stoffstrommanagement und Ressourcenwirtschaft (SuR) beschäftigt sich mit Fragestellungen der Kreislaufwirtschaft, der Ressourceneffizienz und der Entwicklung nachhaltiger Technologien.