Ausgangssituation

Die Ermittlung der CO2-Bilanz eines Produkts ist ein wichtiger Bestandteil für das Ziel treibhausgasneutrale Produktion bis 2045 sowie der Einführung einer CO2-gesteuerten Kreislaufwirtschaft. Die alleinige Betrachtung der verursachten Treibhausgasemissionen während des Produktionsprozesses sind nicht ausreichend. Vielmehr müssen diese über die gesamte Wertschöpfungskette zur Berechnung eines „Product Carbon Footprint“ miteinbezogen werden. Um dies zu realisieren, fehlen dem produzierenden Gewerbe zum einen Informationen entlang der Lieferkette und zum anderen ein standardisiertes interoperables Informationsmodell. Im Rahmen des Projekts „CliCE-DiPP“ wird ein CO2-Produktpass unter Berücksichtigung des Wertstroms im Unternehmen und der Lieferkette entwickelt. Hierfür werden notwendige Analyse- und Optimierungswerkzeuge zur Berechnung des Product Carbon Footprint ausgearbeitet.

Zielsetzung

Ziel des Forschungsprojektes CliCE-DiPP ist die Entwicklung eines digitalen CO2-Produktpasses und der dafür notwendigen Analyse- und Optimierungswerkzeuge unter besonderer Berücksichtigung der Kreislaufwirtschaft. Zur Erreichung dieses Zieles wird die Lieferkette sowohl horizontal als auch vertikal betrachtet. Die horizontale Betrachtung adressiert zum einen den Wertstrom innerhalb von Unternehmensgrenzen und zum anderen den in der gesamten Lieferkette. Die Bestimmung des Product Carbon Footprints (PCF) erfolgt hierbei primär anhand von Daten, welche das Manufacturing Execution System (MES) sowie das Enterprise-Resource-Planning (ERP)-System zur Verfügung stellen. Diese Systeme werden über standardisierte Schnittstellen verknüpft. Im Vergleich zur vertikalen Betrachtung handelt es sich hierbei um einen niedrigen Digitalisierungsaufwand. Eine Forschungsfrage liegt hierbei darin, den Trade-off zwischen der erforderlichen Genauigkeit und dem dafür notwendigen Digitalisierungsaufwand zu untersuchen. Bei der vertikalen Betrachtung werden einzelne Prozesse im Unternehmen analysiert und diese zur Berechnung eines PCF in Echtzeit befähigt. Für diese detaillierte Ermittlung des PCFs auf Maschinenebene ist ein umfangreiches Monitoring der entsprechenden Produktionsanlagen erforderlich, weshalb diese mit entsprechender Sensorik ausgestattet werden. Hierbei werden zur Ermittlung des PCF die zuvor verwendeten MES- und ERP-Daten um Maschinendaten erweitert, um so eine verursachungsgerechte Ermittlung des PCF umzusetzen.

Vorgehensweise

Zur projektspezifischen Umsetzung werden Produktionsmaschinen und -anlagen beispielsweise mit Hilfe von Sensorik befähigt, alle notwendigen Prozess- und Produktdaten zu ermitteln und standardisiert mit der Kommunikationsarchitektur OPC UA bereitzustellen. Aus den zur Verfügung gestellten Daten wird der Ressourceneinsatz jedes Produktionsteilprozesses in einen spezifischen Product Carbon Footprint umgerechnet und in einer Verwaltungsschale gespeichert. Diese Informationen werden mit Traceability-Daten der einzelnen Produkte kombiniert und in einem digitalen CO2-Produktpass zusammengefasst.

Fördergeber

Projektträger

Konsortialpartner