Referenzen

Im Zeitalter komplexer technischer Systeme stellt die Integration von Nachhaltigkeitsaspekten in das Engineering eine große Herausforderung dar. Entwickler*innen stehen oft vor schwierigen Entscheidungen: Soll ein Elektromotor zur Effizienzsteigerung vergossen werden oder wäre ein recyclingfreundlicheres Design besser? Diese komplexen Abwägungen müssen früh im Entwicklungsprozess getroffen werden, bisher fehlen jedoch geeignete Methoden zur Bewertung solcher Trade-off-Entscheidungen.

Das Projekt „ZirkuPro“ hat sich zum Ziel gesetzt, eine Systematik zur ganzheitlichen zirkulären Produktentstehung für Intelligente Technische Systeme zu entwickeln. Dabei wird ein besonderer Fokus auf die Elektronik gelegt, da sie einen wesentlichen Bestandteil dieser Systeme darstellt. Ein zentrales Augenmerk liegt auf der Nutzung teils kritischer Materialkombinationen (wie seltenen Erden), der oft unterschätzten CO2-Emissionen sowie dem notwendigen Wandel im Produktdesign aufgrund neuer Gesetzgebungen und Regularien.

Im Zeitalter komplexer technischer Systeme stellt die Integration von Nachhaltigkeitsaspekten in das Engineering eine große Herausforderung dar. Entwickler*innen stehen oft vor schwierigen Entscheidungen: Soll ein Elektromotor zur Effizienzsteigerung vergossen werden oder wäre ein recyclingfreundlicheres Design besser? Diese komplexen Abwägungen müssen früh im Entwicklungsprozess getroffen werden, bisher fehlen jedoch geeignete Methoden zur Bewertung solcher Trade-off-Entscheidungen.

Die Nachhaltigkeitstransformation der Wirtschaft ist eine wichtige Grundlage für die Zukunft der Region Ostwestfalen-Lippe (OWL). Das ökologisch, sozial und zugleich ökonomisch nachhaltige Handeln ist ein entscheidender Faktor, um die Wertschöpfung und Beschäftigung in der Region zu sichern. Mit dem Projekt „Green.OWL“ will das Fraunhofer IEM gemeinsam mit der OstWestfalenLippe GmbH, der Universität Paderborn und 40 weiteren assoziierten Partnern eine Innovationsoffensive für eine nachhaltige Wirtschaftsregion umsetzen.

Ziel des ConnRAD-Projekts ist es, Systemarchitekturen sowie Kommunikationsprotokolle zu entwickeln, die die Verlässlichkeit und Resilienz von sicherheitskritischen, vernetzten Fahrfunktionen in automatisierten Fahrzeugen erhöhen. Dabei werden neue Methoden zur Bewertung der Vertrauenswürdigkeit von Kommunikationspartnern sowie zur sicheren Übertragung und Verarbeitung von Informationen entwickelt. Dies umfasst die Definition von Protokollen, die die Qualität der Daten und Kommunikationswege sicherstellen.

Das Projekt zielt darauf ab, eine Engineering-IT-Plattform zu entwickeln, die den Entwicklungsprozess in der Fahrzeugindustrie durch kontextbasierte Suche, Rückverfolgbarkeit von Artefakten und datenbasierte Planung optimiert. Diese Plattform soll durch einen Federation Layer, der verschiedene IT-Systeme und Datenquellen verknüpft, eine durchgängige Vernetzung und Analyse der Informationsflüsse ermöglichen. Eine Simulations-Engine wird hinzugefügt, um zukünftige Entwicklungsprojekte durch datenbasierte Prognosen präziser planen zu können.

Insgesamt stellen digitale Technologien wie Künstliche Intelligenz, Blockchain oder der Digitale Zwilling ein erhebliches Potential zur Erfüllung der Nachhaltigkeitsziele sowie zur gleichzeitigen Transformation des Kerngeschäfts dar. Der Einsatz der Digitalisierung allein ist jedoch kein Garant für eine erfolgreiche Nachhaltigkeitstransformation. Vielmehr bedarf es etwa dem Aufbau von strategischen Partnerschaften und Nachhaltigkeits-Allianzen, um Datenstandards und -schnittstellen für die wertschöpfungsstufenübergreifende Zusammenarbeit im Zuge der Kreislaufwirtschaft zu ermöglichen. Nur durch Einbezug interner und externer Stakeholder ist somit die gezielte Transformation von Prozessen, Produkten und Geschäftsmodellen eines Unternehmens im Kontext der Nachhaltigkeit und Digitalisierung realisierbar.

Das deutsch-polnische Forschungsvorhaben ALU4CED (Aluminium based multifunctional housing for circular electronic devices) hat das übergeordnete Ziel, einen Betrag zur kreislauffähigen Gestaltung von Informations- und Kommunikationstechnik (IKT) zu leisten. Im Rahmen des zweijährigen Vorhabens (10/2023 – 09/2025) werden neue Technologie- und Designkonzepte zum Einsatz von Aluminium als multifunktionaler Gehäusewerkstoff für kleine, passiv gekühlte IKT-Geräte wie 5G-Funkmodule und WLAN-Router entwickelt.

Zentrifugen sind in vielen Industrien entscheidend für die Trennung von Fest-Flüssig- oder Flüssig-Flüssig-Systemen. Oft arbeiten sie ineffizient, da veränderliche Betriebsbedingungen und Produkteigenschaften nicht optimal berücksichtigt werden können. Konventionelle Zentrifugen reagieren empfindlich auf Schwankungen, was zu Stillstandzeiten und einem hohen Energieverbrauch führt. Zudem fehlen häufig geeignete Sensoren zur Überwachung. Das Projekt „InZent – Intelligente Zentrifuge“ zielt darauf ab, die Energieeffizienz durch intelligente Reinigungsstrategien, unterstützt von Data Analytics und Maschinellem Lernen, zu verbessern.

Das Schlagwort Industrie 4.0 verspricht wandlungsfähige Wertschöpfungssysteme, die die wirtschaftliche Produktion von kundenindividuellen Produkten bis zur Losgröße 1 erlauben. Genau diese Herausforderungen adressiert das Projekt Digitalisierung im Schaltanlagenbau mit der Schaltanlagenbau GmbH H. Westermann. Klassischerweise ist nahezu jeder Schaltschrank ein Unikat – die typische Losgröße 1. Dies führt zu einem sehr montagelastigen Wertschöpfungsprozess, der von manuellen Prozessen geprägt ist. Ziel des gemeinsamen Projekts ist die durchgängige Digitalisierung des Wertschöpfungsprozesses von Schaltschränken.