PredictECO

Produktentwicklung unter Berücksichtigung der simulationsgestützten Nachhaltigkeitsbewertung

Damit die Klimaschutzziele der EU und der Bundesregierung erreicht werden, müssen Unternehmen nachhaltiger arbeiten. Das betrifft unter anderem Themen wie die Reduzierung von CO₂-Emissionen, die Abfallvermeidung und die Wiederverwendung von Rohstoffen. Die Ziele des Bundes-Klimaschutzgesetzes sind ambitioniert: So sollen die Treibhausgas-Emissionen bis 2030 um mindestens 65 Prozent und bis 2040 um mindestens 88 Prozent gesenkt werden – gegenüber dem Stand von 1990. Unternehmen, die den Anforderungen nicht entsprechen, müssen unter Umständen sogar mit Sanktionen rechnen.

Um die Wirtschaft auf dem Weg zu mehr Nachhaltigkeit zu unterstützen, hat sich das PredictECO-Team zum Ziel gesetzt, die reale Fertigung mit Hilfe eines virtuellen Abbilds – eines grünen digitalen Zwillings – zu optimieren. Dazu soll eine Plattform entwickelt werden, die in der Lage ist, die Nachhaltigkeit ressourcenintensiver Fertigungsprozesse bereits während des Designs bzw. der Simulation zu bewerten. Grundlage dafür ist eine Modellierung des Fertigungsprozesses auf der Basis einer formalisierten Beschreibung, sozusagen als „Prozesssprache“. Diese enthält sämtliche Stoff-, Energie- und Informationsflüsse. Somit sind alle Daten, die im Prozess zu erwarten sind, und ihre Gruppierung frühzeitig bekannt – eine Voraussetzung, um effektiv die Datenstruktur für einen grünen digitalen Zwilling bereitzustellen. Auf dieser Grundlage können Schnittstellen für eine Nachhaltigkeitsprognose mittels einer Life-Cycle-Analysis-(LCA-)Software hergestellt werden. Darüber hinaus sind numerische Vorhersagen und aus diesen abgeleitete Ersatzmodelle vorgesehen, die anschließend eine intelligente Anlagensteuerung ermöglichen. Diese wiederum hat das Ziel, Ressourcenbedarfe bei energieintensiven Produktionsschritten zu optimieren, etwa in thermischen Fertigungsprozessen.

Das Projektteam nutzt hochinnovative Methoden und Technologien, wie zum Beispiel Simulationssoftware, intelligente Analysemethoden sowie IIoT-Anwendungen. Hinzu kommen Parameter zur Vorhersage der Nachhaltigkeit bzw. zur intelligenten Analyse aller vorhandenen Daten. Als Grundlage real implementierbarer Optimierungslösungen dienen die automatisierte und standardisierte Aufnahme und Vorprozessierung von Realdaten sowie die Dokumentation und der Abgleich gewonnener Daten mit definierten Zielgrößen. So formuliert PredictECO relevante Kriterien und Faktoren, die vom Fabriklayout bis hin zur Fertigungssimulation genutzt werden können, um die Nachhaltigkeit von Produkten und ihrer Herstellung zu optimieren.

Mittelfristig geht das Projektteam davon aus, dass die Plattform nach ihrer Einführung auf dem Markt dazu beitragen wird, die Nachhaltigkeitsbewertung bei den Partnern und Kunden als wesentlichen KPI in der Produktentwicklung zu etablieren. Daraus ergeben sich Wettbewerbsvorteile und im Idealfall auch eine Bewusstseinsänderung – bis hin zur effizienten und nachhaltigen Produktentwicklung in weiteren Industriezweigen.

Konsortium:

• CONTACT Software GmbH
• Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V.
• Grasse Zur Ingenieurgesellschaft mbH
• INVENT Innovative Verbundwerkstoffe Realisation und Vermarktung neuer Technologien GmbH
• Maschinenbau Scholz GmbH & Co. KG
• Siemens AG
• SWMS Systemtechnik Ingenieurgesellschaft mbH