CliCE-DiPP | Neues Forschungsprojekt

Entwicklung eines digitalen CO2-Produktpasses unter besonderer Berücksichtigung der Circular Economy über die gesamte Wertschöpfungskette mit Hilfe standardisierter Informations- beziehungsweise Interaktionsmodelle.

Treibhausgase sind hauptverantwortlich für den fortschreitenden Wandel des Weltklimas. In Deutschland wie auch in vielen Ländern weltweit bestehen daher Vorgaben zur Reduktion der CO2-Emissionen, beispielsweise über das Abkommen von Paris. Eine der größten Quellen für CO2-Emissionen ist die Industrie. Daher muss die Industrie, um die Klimaziele zu erreichen, Treibhausgas-Emissionen drastisch reduzieren. Vor diesem Hintergrund ist davon auszugehen, dass zukünftig nur noch Produkte mit einem geringen CO2-Fußabdruck („Product Carbon Footprint“, PCF) als wettbewerbsfähig gelten. Besonders wichtig ist dabei, dass Treibhausgasemissionen der gesamten Wertschöpfungskette transparent gemacht werden – einschließlich sämtlicher Aufwendungen, wie zum Beispiel für den Transport. Nur so ist es möglich, den gesamten Produktlebenszyklus zu betrachten und zu optimieren.

Transparenz über Energieverbräuche und CO2-Emissionen schaffen – das ist das Ziel der Projekts CliCE-DiPP. Dazu soll ein digitaler Produktpass entwickelt werden, der den PCF abbildet, dabei die gesamte Wertschöpfungskette berücksichtigt und Unternehmen einen Anhaltspunkt für eine generelle Prozessoptimierung bietet. Der dafür erforderliche Datenaustausch findet zum Beispiel über OPC-UA-Schnittstellen statt (also über die Spezifizierung „Unified Architecture“ des Standards „Open Platform Communications“). Die Daten werden dann in der Verwaltungsschale/Asset Administration Shell gespeichert, die einen standardisierten Rahmen für den Austausch und die Bereitstellung von Informationen bietet.

Das Projekt gliedert sich in eine Pilot- und eine Anwendungsphase: Zunächst werden Assistenzsysteme mit Hilfe von Demonstratoren in den Lernfabriken der wissenschaftlichen Institute erprobt und validiert. Zweck dieser Assistenzsysteme ist es, Mitarbeitende bei der Steuerung der energieeffizienten Gesamtanlageneffektivität zu unterstützen und ein energie- und ressourceneffizientes Shop Floor Management zu ermöglichen. Im nächsten Schritt kommen die am Projekt beteiligten Anwendungsunternehmen zum Einsatz, indem sie die Ergebnisse der Pilotphase in reale Anwendungsszenarien überführen.

Hinzu kommen weitere Beiträge aus dem Projektkonsortium, wie etwa ein validierter Steuerungsalgorithmus zur ökonomischen und ökologischen Optimierung der Produktionsprozesse oder ein Konzept zur Integration des digitalen CO2-Produktpasses ins „Building Information Modelling“ oder anderweitige Planungsplattformen. Dabei geht es auch um eine generelle Steigerung der Energie- und Ressourceneffizienz in den Produktionsprozessen.

Der spätere Transfer auf den Markt ist im Projektkonzept bereits mitgedacht: Durch die branchenübergreifende Auswahl von Anwendungspartnern im Konsortium, die entlang der Lieferkette verschiedene Rollen einnehmen, wird sichergestellt, dass die Lösung auf andere Industriezweige übertragen werden kann. Der digitale Produktpass, angereichert mit realen Daten auf der Basis marktfähiger Technologien, bietet Unternehmen verschiedenster Branchen eine Grundlage, zielgerichteter in Nachhaltigkeit zu investieren und dies gegenüber Kunden bzw. mit Blick auf regulatorische Vorschriften leichter nachzuweisen. Die neue Technologie versteht sich damit auch als Chance für die Industrie, in Business-Ökosystemen zusammenzuarbeiten, bis hin zur Implementierung einer Kreislaufwirtschaft.

Am PTW entstehen im Rahmen des Projektes mehrere Prototypen, die den PCF zum einen auf Maschinenebene berechnen können, und zum anderen auf Ebene einer Prozesskette. Um letztere zu untersuchen, kommt die neu errichtete FlowFactory zum Einsatz, in der ein Trababilitygestützter Ansatz zur PCF-Berechnung erprobt wird. Nicht zuletzt werden außerdem Geschäftsmodelle entwickelt, die die ökologischen und ökonomischen Interessen der Industriepartner vereinen sollen.

Konsortialpartner

• ABM-Mess Service GmbH
• Festo SE & Co. KG
• Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hof
• KIT – wbk Institut für Produktionstechnik, Technologie und Werkzeugmaschinen
• Lorenz GmbH & Co. KG
• Protektorwerk Florenz Maisch GmbH & Co. KG
• Software AG (Konsortialführung)
• TU Darmstadt – Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW)