Das Konsortium

Die ABM-Mess Service GmbH trägt zum Projekt CliCE-DiPP wie folgt bei: Durch das Know-how in den Bereichen Smart Metering und intelligente Messsysteme fördert das Unternehmen die Erfassung von Verbrauchsdaten von Produkten (Wasserzählern) über den gesamten Lebenszyklus hinweg. Dadurch wird neben einer erhöhten Transparenz über das Einsparpotenzial bei Energie und Ressourcen auch eine bessere Bewertung von zirkulären Strategien am ersten Lebenszyklus der Wasserzähler ermöglicht. Dieses Know-how trägt zudem zur effizienten Steuerung von Material(rück)flüssen innerhalb von Wertschöpfungsketten bei. So können neben CO₂auch weitere Ressourcen für die Aufbereitung der mechanischen und elektrischen Komponenten und der damit verbundenen Logistik eingespart werden. Außerdem wird hierdurch ein Konzept für eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft von Verbrauchsmessanlagen mit deren Endkunden und Lieferanten aufgebaut. Mit der Lorenz GmbH & Co. KG ist einer der Lieferanten auch mit im Konsortium.

Die Festo SE & Co. KG ist einer der weltweit führenden Anbieter für Fabrik- und Prozessautomatisierungstechnik. Für Festo ist in CliCE-DiPP insbesondere interessant, wie sich am Ende des Lebenszyklus von Produkten der Kreislauf schließen lässt und wie dies durch digitale Zwillinge abgebildet und unterstützt werden kann. Entsprechend wird Festo als Anwendungspartner insbesondere bei der Entwicklung des Steuerungskonzepts einer Kreislaufwirtschaft anhand eines Digitalen Zwillings mit vorhandenem Know-how in Kooperation mit dem wbk unterstützen. Insbesondere im Kontext der angestrebten Nachhaltigkeitsziele und möglicher neuer Regulatorik ist die Entwicklung eines durchgängigen Produktpasses zur Berechnung von Energieverbrauchsdaten und des PCF von großem Interesse für Festo. Der Schwerpunkt der Arbeiten von Festo wird im Projekt in der Erarbeitung sowie ökonomischen und ökologischen Bewertung von zirkulären und service-basierten Geschäftsmodellen liegen. Hierfür erfolgt eine enge Zusammenarbeit mit dem PTW in TP 4.

Die Forschungsgruppe „Recht in Nachhaltigkeit, Compliance und IT“ am Institut für Informationssysteme (iisys) der Hochschule Hof bringt zusätzliche Expertise im Kontext Data Governance hinsichtlich des Nachweises der Rechtkonformität der Datennutzung ein und stellt somit die rechtliche Tragfähigkeit der entwickelten Lösungen sicher. Die Anforderungen an die Nachhaltigkeitsberichterstattung können nur mit einer transparenten Datennutzung und Methoden sichergestellt werden. Andernfalls drohen Schadensersatzforderungen aus falschen Angaben und ein enormer Imageschaden. Modelle zur Data Governance als Steuerung der rechtskonformen Nutzung von Daten nach den Dimensionen Datennutzungsrechte, Datenqualität, Datenschutz, Datensicherheit, Wettbewerb und Nachhaltigkeit sowie ethische Nutzung können helfen, die Datennutzung in der Lieferkette rechtskonform zu gestalten und die gesetzlichen Vorgaben sowie Berichtsstandards in eine transparente Nachhaltigkeitsberichterstattung zu transformieren, um nachhaltiges Handeln zu stärken und Haftung zu vermeiden. Die in den Teilprojekten entwickelten Datenmodelle und Prototypen werden hinsichtlich dieser Fragestellungen geprüft. Daraus können zusätzliche Anforderungen an die Lösungsentwicklung aller Partner abgeleitet werden. Dies gilt insbesondere auch für die in TP 4 entwickelten Geschäftsmodellarchitekturen.

Lorenz ist als Anwendungspartner vor allem an der Stärkung der bisherigen Aktivitäten im Bereich der Kreislaufwirtschaft und des Remanufacturings interessiert. Das Unternehmen ist Spezialist für Durchflussmessung mit Fokus auf Wohnungs‑, Haus- und Großwasserzähler. Neben der Einbringung von Know-how aus den bisherigen Aktivitäten und dem BMBF-Forschungsprojekt RETHINK unterstützt Lorenz insbesondere mit Anwendungsfällen und ‑daten. Neben den Aktivitäten im Bereich der Kreislaufwirtschaft ist vor allem auch die Entwicklung eines sektorenübergreifenden Produktpasses von besonderem Interesse. Hierfür ist eine enge Zusammenarbeit mit ABM-Mess Service (Konsortialpartner, Kunde) und Diehl (assoziierter Partner, Lieferant) vorgesehen. Hierbei steht neben einer Verbesserung des Datenaustausches und der Datenverfügbarkeit zur Förderung der bisherigen Kreislaufwirtschaftsaktivitäten auch die Möglichkeit, in der gesamten Wertschöpfungskette Ressourcen einzusparen und darauf aufbauend neue Produktpass-getriebene Geschäftsmodelle zu entwickeln, im Fokus.

Protektor als Hersteller von Bauprofilen fungiert im Projekt als Anwendungspartner und stellt im Rahmen von CliCE-DiPP ihre Produktionsprozesse als Entwicklungsumgebung zur Verfügung. Hierzu sollen die Produktionsanlagen mit entsprechender Sensorik ausgestattet werden, um mit Hilfe des zu entwickelnden digitalen CO₂-Produkpasses den Energie- und Ressourcenverbrauch für die Produktion zu ermitteln. Mit Hilfe dieser Daten werden gemeinsam mit dem wbk die Potenziale der Betriebsoptimierung der Produktionsanlagen für eine energie- und ressourceneffiziente Produktion untersucht, wobei die Steuerung der Produktion weiterhin wirtschaftlich gestaltet sein muss. Ergänzend hierzu wird auch das bestehende Shop Floor Management auf Basis der durch die Forschungspartner wbk und PTW entwickelten Konzepte um Nachhaltigkeitsdaten erweitert, um die Mitarbeitenden für das Thema einer energie- und ressourceneffizienten Produktion zu sensibilisieren und für einen guten Wissenstransfer zu sorgen. Dadurch wird eine höhere Materialausnutzung beim Produktionsanlauf sowie im Regelbetrieb erwartet.

Das Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen der Technische Universität Darmstadt (PTW) erfüllt als Forschungspartner verschiedene Aufgaben innerhalb des Projekts. Gemeinsam mit der Software GmbH wird ein Datenmodell basierend auf OPC UA-Maschinendaten für die Berechnung des Product Carbon Footprint (PCF) in der Verwaltungsschale entwickelt. Zur Anreicherung des Datenmodells wird ein wertstromdurchgängiges Traceability-System zur bedarfsgerechten An- und Abmeldung einzelner Bauteile konzeptioniert. Weiterhin ist das PTW führend bei der Befähigung von Produktionsressourcen zum Tracking von CO₂-Daten aktiv, wodurch eine Übertragung des Datenmodells auf eine Produktionskette ermöglicht wird. Für eine prototypische Umsetzung stellt das PTW neben den bestehenden Infrastrukturen in den Lernfabriken TEC-Lab und ETA die neueste institutseigene Lernfabrik „FlowFactory“ zur Verfügung. Dabei werden die Anforderungen der Anwendungspartner einbezogen und für die Übertragbarkeit auf Referenzprozesse dieser berücksichtigt. Gemeinsam mit dem wbk und den Anwendungspartnern werden Ansätze zur Nutzung der gewonnenen Daten im Shop Floor Management produzierender Unternehmen entwickelt. Mit der Entwicklung eines entsprechenden Systems werden die Mitarbeitenden bei Maßnahmen zur Umsetzung einer klimaneutralen Produktion unterstützt. Schließlich setzt das PTW seine Expertise aus dem Bereich der Geschäftsmodellinnovation zur Entwicklung innovativer, incentivierender Nutzungsmodelle für Nachhaltigkeitsdaten ein. Hierzu werden im Austausch mit den Anwenderunternehmen im Projekt neue Service-Ansätze entwickelt, die zugehörigen Geschäftsmodellarchitekturen abgeleitet und hinsichtlich ihrer wirtschaftlichen Tragbarkeit und ihres Nachhaltigkeitspotenzials evaluiert.

Die Software GmbH als IoT-Plattformanbieter (Internet of Things) erfüllt in CliCE-DiPP zwei zentrale Aufgaben. Zum einen wird sie auf Basis von „Cumulocity IoT“ die Datenquellen an den digitalen C02- Produktpass anbinden. Hierfür wird die Software GmbH gemeinsam mit den Anwendungspartnern die relevanten Datenquellen identifizieren und entsprechende Schnittstellen (weiter)entwickeln bzw. adaptieren. Zum anderen wird sie auf Basis von „ARIS Process Mining“ Möglichkeiten zur Einsparung von CO₂ im Wertschöpfungsfluss identifizieren, indem sie in den unternehmensübergreifenden Prozessdaten ineffizienze bzw. Optimierungspotenziale aufspürt. Hierfür wird die Software GmbH aus den Prozessdaten den tatsächlichen Prozess modellieren, um durch den anschließenden Soll-Ist-Vergleich Verbesserungsmöglichkeiten ausfindig zu machen. Darüber hinaus wird sich die Software GmbH in die Entwicklung des Datenmodells des digitalen CO₂-Produktpass einbringen. Zudem hat die Software GmbH die Konsortialführerschaft von CliCE-DiPP übernommen.

Das wbk Institut für Produktionstechnik, Technologie und Werkzeugmaschinen (wbk) beteiligt sich an CliCE-DiPP mit den beiden Forschungsgruppen Globale Produktionsstrategien und Produktionssystemplanung, wonach sich der inhaltliche Schwerpunkt zur Mitarbeit auf die Teilprojekte 1 “Datenmodell für sektorenübergreifende digitale CO₂-Produktpässe”, 2 “CO₂-Produktpass gesteuerte Kreislaufwirtschaft” und 3 “Energie- und Ressourceneffiziente Produktion” ergibt. In Teilprojekt 1 liegt der Fokus des wbk darauf, den entwickelten Produktpass für eine wertschöpfungskettenübergreifende Nutzung zu befähigen. Dazu wird insbesondere mit den Partnern, Lorenz, ABM-Mess Service und Diehl eine solche Wertschöpfungskette abgebildet, sodass der Produktpass hier auch im operativen Betrieb getestet wird. Zudem wird gemeinsam mit den Partnern eine Logik entwickelt, um schwer verrechenbare Emissionen und Energieverbräuche im Produktionsnetzwerk bzw. entlang der Wertschöpfungskette auf die einzelnen Partner zuzuordnen und transparent im Produktpass darzustellen. Im Rahmen des Teilprojektes 2 wird mit Festo sowie Lorenz, ABM-Mess Service und SenseIng ein Assistenzsystem erarbeitet, welches bei der Planung und Steuerung von Material(rück)flüssen in der Circular Economy (CE) unterstützt. Hierzu werden die einzelnen Partner an die AAS angeschlossen sowie die Ressourcendaten mit Hilfe der Sensortechnologie von SenseIng, insbesondere auch für die Logistikprozesse in der CE erfasst. Diese Daten werden anschließend aufbereitet und in Form von Kennzahlen in Simulationen eingepflegt, um die Material(rück)flüsse zu simulieren, um hierdurch bei der Entscheidung von Re-X-Strategien und der Steuerung der CE zu unterstützen. Im Teilprojekt 3 liegt der Fokus auf einer Zusammenarbeit mit dem PTW, um neue Kennzahlen zur Visualisierung der Ressourceneffizienz zu bestimmen und damit eine ökologische Erweiterung der Gesamtanlageneffektivität sicherzustellen. Hierzu müssen die Produktionsanlagen bei den Partnern Protektor und Lorenz um Sensorik (SenseIng) zur Erfassung der Energie- und Ressourcendaten erweitert werden. Mit Hilfe dieser Daten sollen anschließend Mitarbeitende für eine ressourceneffiziente Produktion sensibilisiert werden und insbesondere mit Hilfe der Simulation und Optimierung eine neue Steuerungslogik für Produktionsanlagen entwickelt werden, die eine nachhaltige (ökologisch und ökonomische) Betreibung dieser ermöglicht. Abschließend werden die entstehenden Demonstratoren in der Lernfabrik Globale Produktion pilotiert, implementiert und anschließend bei den Anwendern in der Praxis und der realen Produktion etabliert.