Erfolgreiches Remanufacturing durch datenbasierte Entscheidungsfindung und intelligente Prozessplanung
Stetige Lieferketten sind durch die COVID-19 Pandemie und den Ukrainekonflikt ins Wanken geraten. Eine Rohstoff- und energieeffiziente Fertigung ist daher nicht mehr nur eine Frage des Umweltschutzes, sondern der Prosperität und Unabhängigkeit der Bundesrepublik Deutschland. Ein zentraler Faktor für diese Effizienz ist das Prinzip der Kreislaufwirtschaft.
Remanufacturing (deutsch: Rebfabrikation) ist ein Aspekt der Kreislaufwirtschaft und als der industrielle Aufarbeitungsprozess von Altteilen zu verstehen. Im Vergleich zu einer Reparatur werden die Altteile komplett zerlegt und jede Komponente wird auf ihre Wiederverwendbarkeit geprüft, wiederaufbereitet, montiert und analog zur Neuteilproduktion geprüft. Mittlerweile kann Remanufacturing mit Industrie 4.0 Technologien unterstützt und minimalem Energieaufwand umgesetzt werden.
Das übergeordnete Ziel des Projektes EREP ist die Steigerung der Widerstandsfähigkeit der deutschen Produktionsindustrie. Dabei werden insbesondere Elemente einer hybriden Prozesskette untersucht. Diese dienen im Rahmen des Projektes als Erweiterung für klassische Ansätze des Remanufacturings und somit der Kreislaufwirtschaft. Durch die Anwendung datenbasierter Methoden zur Entscheidungsfindung und Prozessplanung soll zudem die Umsetzungsplanung effizient gestaltet werden.
Die hybride Prozesskette kombiniert additive und subtraktive Prozesse. Additive Verfahren dienen dem Materialauftrag, um beispielsweise abgenutzte Stellen oder Löcher durch zusätzliches Material anzureichern. Subtraktive Verfahren, auch als Materialabtrag bezeichnet, werden als Ergänzung zu additiven Verfahren angewandt, um die Eigenschaften der Funktionsflächen definiert wiederherzustellen.
Als Projektergebnis entsteht eine umfassende Prozesskette für das um additive Verfahren erweiterte Remanufacturing. Diese wird durch intelligente Softwaretools begleitet, welche den Prozess von der Entscheidungsfindung bis hin zum Endergebnis einer wiederaufbereiteten Komponente unterstützen.
Dafür werden im Projekt Kriterien erarbeitet, die eine datenbasierte Entscheidungsfindung zu einem hybriden Remanufacturing-Prozess ermöglichen. Die daraus resultierenden Kriterien werden anschließend in eine Software-Umgebung implementiert. Mithilfe von Künstlicher Intelligenz (insbesondere Convolutional Neural Networks, kurz: CNNs) wird diese Software zu automatisierten Bauteilanalysen befähigt. Zudem werden die Prozessschritte der hybriden Remanufacutring-Kette geplant. Dazu muss zu Beginn eine Möglichkeit geschaffen werden, die Differenz zwischen Alt- und Neuteilen softwaregestützt zu bestimmen. Abschließend erfolgt, basierend auf der bestimmten Differenzgeometrie, die Planung der benötigten Nachbearbeitungsschritte.
Durch eine Edge- und Cloud-basierte (Gaia-X) Prozessüberwachung werden Informationen zu eventuellen Fertigungsanomalien kontinuierlich an den Planungsprozess zurückgespiegelt, um die Prozessplanung stetig weiterzuentwickeln und den Prozess dadurch umfassend abzusichern und zu dokumentieren. Zur übergreifenden Prozessvalidierung und - Erprobung wird unternehmensübergreifend eine Pilotlinie aufgebaut.
The project unites ten partners from academia and industry
Das Projekt EREP wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) innerhalb des Programms „Zukunft der Wertschöpfung – Innovationen zu Produktion, Dienstleistung und Arbeit“ gefördert und vom Forschungszentrum Karlsruhe, Production and Manufacturing Technologies Division (PTKA-PFT) verwaltet (Projektnummer ist 02J21E110). Die Projektteilnehmer:innen danken dem BMBF und dem PTKA für die großzügige Unterstützung.
Projektlaufzeit: 01.10.2022 - 30.09.2025
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