Einsatz der R-Strategien auf DPP-Basis?

Kreislaufwirtschaft ist betriebswirtschaftlich sinnvoll. Sie kann zu Kosteneinsparungen führen und macht das Unternehmen zu einem Vorreiter für nachhaltige und zukunftsfähige Produktionskonzepte.

Bei der Kreislaufwirtschaft steht die Schonung von Ressourcen, Materialien und Produkten im Vordergrund. Dieses Konzept spiegelt sich in den R-Strategien wider: Refuse, Rethink, Reduce, Reuse, Repair, Refurbish, Remanufacture, Repurpose und Recycling.

Im Laufe des Projekts DACE (Datenkompetenzzentrum für Circular Economy Daten) werden die R-Strategien für definierte Anwendungsfälle angewandt, u. a. die R-Strategie „Repair“.

Strategien wie „Repair“ erfordern jedoch eine strukturierte Erfassung und Bereitstellung von Daten entlang des Produktlebenszyklus. Dies geschieht mithilfe eines Digitalen Produktpasses (DPP). Dieser Datensatz enthält unter anderem Informationen zu den Komponenten, Werkstoffen und chemischen Substanzen eines Produkts. Der Digitale Produktpass umfasst aber auch die wichtige Information zur Reparaturfähigkeit.

Um Kreislaufwirtschaft erfolgreich im Unternehmen umzusetzen, müssen diese Daten sinnvoll erfasst und ausgewertet werden können. Hier setzt die Forschung an: Denn zum einen sind viele Daten, die für das Monitoring und Management der Kreislaufwirtschaft wichtig wären, bislang weder verfügbar noch messbar. Zum anderen ist den relevanten Akteurinnen und Akteure oft nicht bewusst, dass solche Daten für den Kontext der Kreislaufwirtschaft überhaupt erforderlich sind.

Um diesen Herausforderungen zu begegnen, haben Forschende im Rahmen einer Industrie 4.0-Initiative die Verwaltungsschale (engl. Asset Administration Shell) entwickelt, die eine standardisierte, maschinenlesbare Möglichkeit bietet, Daten im Digitalen Produktpass zu verwalten.

Das Collaborative Assembly Modul (CA-Modul) demonstriert Montageprozesse, die auf der Grundlage der Verwaltungsschale eines bestellten Produkts erstellt werden. Dabei werden Baugruppen mit den in ihrer Verwaltungsschale hinterlegten Informationen montiert. Ein additiv gefertigter Sattelauflieger veranschaulicht die R-Strategie „Repair“: Qualitätsdaten wie Druckmodell, Material und Toleranz sind im Submodell der Verwaltungsschale des Sattelaufliegers hinterlegt. Diese Informationen ermöglichen eine dynamische Entscheidung über einen zusätzlichen Fertigungsschritt: einen robotergestützten Lötprozess, der die Kanten nach dem Biegen „verschweißt“, um den Auflieger dauerhaft in Form zu bringen. Dies ist nur bei Bauteilen mit zu großen Toleranzen notwendig, die sonst instabil wären oder auseinanderfallen würden. Durch diesen gezielten Eingriff werden Auflieger mit unzureichenden Toleranzen geschweißt werden, die sonst als Ausschuss gelten würden. Der CO2-Fußabdruck (engl. PCF, Product Carbon Footprint) wird nach dem Lötprozess im Digitalen Produktpass aktualisiert.