SFB 1574:  Kreislauffabrik für das ewige Produkt

• Fachliche Zuordnung: Maschinenbau und Produktionstechnik ; Informatik, System- und Elektrotechnik ; Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
• Förderung: Förderung seit 2024
• Webseite: Zur Homepage
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 471687386

Um den Ressourcenverbrauch vom Wohlstand zu entkoppeln, bedarf es neuer, innovativer Wirtschaftssysteme. Denn es steht außer Zweifel, dass der traditionelle lineare Wirtschaftsansatz „take-make-use-dispose“ auf lange Sicht kein Erfolgsrezept darstellt. Nachhaltige zirkuläre Produktionsmuster bieten hierzu einen Lösungsansatz. Insbesondere produzierende Unternehmen stehen jedoch vor der Herausforderung, zirkuläre Ansätze wirtschaftlich in Großserie zu gestalten. Heute finden diese meist in Kleinserien mit einem hohen Anteil an manuellen Arbeitsschritten an Niedriglohnstandorten statt. Es ist notwendig, zirkuläre Wirtschaftsansätze in den Fokus relevanter Wirtschaftssektoren zu rücken, um deren Anteil signifikant zu erhöhen. Die Vision des geplanten SFB „Kreislauffabrik“ besteht darin, eine integrierte lineare und zirkuläre Produktion in industriellem Maßstab zu befähigen. Diese soll Gebrauchtprodukte in aktuelle Produktgenerationen überführen, um so der Vision des ewigen Produkts näherzukommen. Auch wenn eine ewige Nutzung gebrauchter Produktsubstanz praktisch nicht realisierbar erscheint, soll die Vision des ewigen Produkts vergleichbar mit dem Total Quality Management-Ziel „Zero Defects“ eingeführt werden. Zur Erforschung der unbekannten Vorgänge und Mechanismen beschäftigt sich das SFB-Vorhaben mit wissenschaftlichen Fragestellungen aus den Bereichen Produktionstechnik, Produktentwicklung und Werkstofftechnik, Arbeitswissenschaft, Robotik, Informatik und Wissensmodellierung. Diese betreffen (i) die Generierung von Neuprodukten aus unikalen Gebrauchtprodukten und die Gewährleistung ihrer Funktionalität, (ii) die Beherrschung multidimensionaler Unsicherheiten, (iii) das Lernen komplexer Problemlösungsstrategien vom Menschen und Übertragung auf automatisierte Produktionstechnik, (iv) die Umsetzung dieser Automatisierung in einem hochwandelbaren, autonomen Produktionssystem zur wirtschaftlichen Umsetzung zirkulärer Produktion in Großserie am Hochlohnstandort sowie (v) die einheitlich semantische Modellierung und Nutzung der anfallenden Daten und Informationen, um daraus Wissen zur Entscheidungsunterstützung zu generieren. Das SFB-Vorhaben ist in drei Projektbereiche gegliedert: Bereich A ist durch ein hochvernetztes Produkt-Produktions-Co-Design für die übergeordnete Gestaltung, Modellierung und Regelung der Kreislauffabrik als Gesamtsystem zuständig. Bereich B beschäftigt sich mit der Erfassung und Modellierung der unikalen Produktinstanz und mit der multimodalen Erfassung des Menschen in Objektinteraktionen. Bereich C ermöglicht die Umsetzung des autonomen und modularen Produktionssystems. Der Aufbau der Kreislauffabrik im Labormaßstab ist nach Abschluss der ersten Förderperiode geplant.

• DFG-Verfahren: Sonderforschungsbereiche

Laufende Projekte

• A01 - Integrierte Planung und Steuerung der Kreislauffabrik (Teilprojektleiterinnen Lanza, Gisela ;  Stricker, Nicole )
• A02 - Formale Repräsentation adaptiver Produktionssysteme (Teilprojektleiter Pfrommer, Julius )
• A03 - Wissenstechnologien für multimodales und unsicheres Wissen in der Kreislauffabrik (Teilprojektleiter Staab, Steffen )
• A04 - Integrierte Beschreibung, Planung und Modellierung des ewigen Produkts (Teilprojektleiter Albers, Albert ;  Düser, Tobias )
• A05 - Funktionsmodell des ewigen Produkts (Teilprojektleiter Grauberger, Patric ;  Matthiesen, Sven )
• A06 - Modellierung der Systemzuverlässigkeit (Teilprojektleiter Matthiesen, Sven )
• B01 - Autonome Messstrategien (Teilprojektleiterin Lanza, Gisela )
• B02 - Erfassung von Werkstoffeinflüssen (Teilprojektleiter Dietrich, Stefan ;  Schulze, Volker )
• B03 - Informationsrepräsentation und -management von Produktinstanzen (Teilprojektleiter Beyerer, Jürgen ;  Heizmann, Michael )
• B04 - Erfassung des Menschen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Roitberg, Alina ;  Stiefelhagen, Rainer )
• B05 - Lernen aus Augen- und Blickverhalten des Menschen (Teilprojektleiterin Deml, Barbara )
• C01 - Transformer-Zelle (Teilprojektleiter Fleischer, Jürgen )
• C02 - Prozesskombination Additive Fertigung und Zerspanung zur Aufarbeitung unikaler Produkte (Teilprojektleiter Schulze, Volker ;  Zanger, Frederik )
• C03 - Autonome Intralogistik in der Kreislauffabrik (Teilprojektleiter Furmans, Kai )
• C04 - Lernen von Task-Modellen für Manipulationsaufgaben in der Kreislauffabrik (Teilprojektleiter Asfour, Tamim )
• C05 - Daten- und simulationsgetriebener Transfer auf die Transformer-Zelle (Teilprojektleiter Neumann, Gerhard )
• C06 - Lebenslanges Lernen für ein autonomes, wandlungsfähiges und flexibles Roboter-Greifsystem in der Kreislauffabrik (Teilprojektleiterin Rayyes, Rania )
• INF - Dateninfrastruktur für die Kreislauffabrik (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Lanza, Gisela ;  Selzer, Michael ;  Staab, Steffen )
• S - Zentrales Serviceprojekt (Teilprojektleiter Fleischer, Jürgen )
• Z - Zentrales Verwaltungsprojekt (Teilprojektleiterin Lanza, Gisela )

• Antragstellende Institution: Karlsruher Institut für Technologie
• Beteiligte Institution: Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB
• Beteiligte Hochschule: Hochschule Aalen - Technik und Wirtschaft; Universität Stuttgart
• Sprecherin: Professorin Dr.-Ing. Gisela Lanza