Modellbasierte Entscheidungsunterstützung zur proaktiven sowie lebenszyklusgerichteten Entwicklung von Fahrzeug-Komponenten (CYCLOMETRIC)

Problemstellung
Neuartige, auf Nachhaltigkeit ausgelegte Technologien und Produkte entfalten ihr volles Potenzial, wenn ihre Vor- und Nachteile bezüglich der ökonomischen, ökologischen und sozialen Aspekte bei der Produktentwicklung berücksichtigt und im Kontext konkreter Nutzungsmodelle bewertet werden. Aufgrund der Vielschichtigkeit der Kreislaufwirtschaft können entsprechende Maßnahmen im Entwicklungsprozess nur unzureichend ganzheitlich bewertet werden. Dies resultiert aus einem eng verknüpften Netz an Abhängigkeiten von Stellgrößen und Effekten. Zur Unterstützung von Entscheidungen könnten zukünftig modellbasierte Prognosen entsprechender Produkt- und Wirksysteme eingesetzt werden und in der Konsequenz zu kreislaufgerechten Produkt- und Produktionsgestaltungen beitragen.

Projektziel
An dieser Stelle setzt das Forschungsprojekt CYCLOMETRIC an. Es soll dabei auf interdisziplinäre Weise ein Entscheidungsunterstützungssystem konzipiert, umgesetzt und erprobt werden. Die Produktentwickler können so bei der Entwicklung lebenszyklus-orientierter Bauteile unterstützt werden. Sie erhalten bereits während des Gestaltungsprozesses interaktiv und unmittelbar Rückmeldung und Verbesserungsvorschläge über Auswirkungen ihrer Gestaltungsentscheidungen auf ökonomische und ökologische Nachhaltigkeitsaspekte, wie beispielsweise Modularisierung oder Materialwahl. Einen weiteren wesentlichen Aspekt des Projekts stellt die gezielte Untersuchung, Einbeziehung und Forcierung von Transfermöglichkeiten der Ergebnisse in die industrielle Anwendung dar. So soll unterstützend zur Tool-Entwicklung eine industriegerichtete Vorgehensweise zur Anwendung desselben entwickelt werden, um eine spätere praxisnahe Anwendung und Verbreitung der Projektergebnisse zu gewährleisten.

Vorgehensweise
Um eine konkrete Handreichung bezüglich der ganzheitlichen Bewertung von Fragestellungen der Kreislaufwirtschaft bieten zu können, werden auf Basis eines Systembildes ein davon abgeleitetes generisches System-Modell sowie zugehörige Schnittstellen und Abhängigkeiten definiert. Eine entsprechende Software-Lösung soll aufgebaut werden, um konkrete Modelle umsetzen zu können und die konzeptionelle Vorarbeit wissenschaftlich zu untersuchen und auszubauen. Die Entwicklung und Evaluierung wird im Rahmen einer begleitenden, exemplarischen Bauteilentwicklung auf einer aus Faserverbundmaterial basierenden, leichten sowie smarten Mittelkonsolenverkleidung für PKW durchgeführt. Das Beispielbauteil ist hinsichtlich bestehender Anforderungen auszulegen, gestalterisch und konstruktiv zu entwickeln, prototypisch zu fertigen und bezüglich potenzieller industrieller Fertigungsverfahren zu durchdenken und bewerten.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Das Systemmodell stellt eine modulare, ganzheitliche Analyse- und Software-Basis für weiterführende Forschungsaktivitäten im Bereich „Kreislaufwirtschaft“ dar. Es kann dabei aufgrund der Abstraktion des Grundmodells, des Unterstützungstools sowie dessen Analysemodule und Bewertungslogik auch auf Akteure außerhalb der Automobilindustrie übertragen werden. Je nach Projektverlauf ist das zugrunde liegende Modell zur weiteren Dissemination als Open Source zu veröffentlichen.

• Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF)
• EntServ Deutschland GmbH
• Forward Engineering GmbH
• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein
• Hochschule Reutlingen
• IILS Ingenieurgesellschaft für intelligente Lösungen und Systeme mbH
• Lotus Tech Innovation Centre GmbH
• Schweizer Design Consulting GmbH
• Universität Stuttgart

Nachhaltigkeit und Design spielen für eine Kreislaufwirtschaft im Bereich Mobilität eine wichtige Rolle. Entsprechende Konzepte müssen den gesamten Lebenszyklus berücksichtigen. Dazu sind neue Konstruktions-, Produktions- und Fertigungstechnologien notwendig. Bei den Circularity Days diskutieren Expertinnen und Experten aus Wissenschaft und Industrie innovative Ansätze, wie Automobilkomponenten entlang des gesamten Lebenszyklus nachhaltig genutzt werden können. Zum zweiten Mal finden die beiden Konferenzen „Future Automotive Production Conference FAPC“ und „Werkstoffsymposium“ gemeinsam auf dem Forschungscampus Open Hybrid LabFactory (OHLF) statt. Diese Kooperation bietet den Besucherinnen und Besuchern eine hohe Vielfalt an Vorträgen aus Forschung und Wirtschaft.