Thyssenkrupp Materials Services, das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA und weitere Partner forschen unter der Leitung von TRUMPF, wie sich der CO2-Verbrauch in der Blechfertigung senken lässt. Ziel ist eine frei zugängliche Online-Plattform, mit der Unternehmen den CO2-Abdruck ihres Bauteils genau ermitteln können. Das Vorhaben ist im Juni gestartet und läuft drei Jahre. Das BMWK fördert es mit 8,3 Millionen Euro.
„Digitalisierung ist der Schlüssel zu mehr Klimaschutz in der Industrie. Als Leitanbieter und Leitanwender für die digital vernetzte Fertigung bringen wir alles mit, um zusammen mit unseren Partnern die Blechwelt nachhaltiger zu machen“, erklärt Jens Ottnad, Projektleiter bei TRUMPF.
Transparenter Emissionsverbrauch durch Onlineplattform
Welche Maßnahmen in welchem Produktionsschritt die größten CO2-Einspareffekte bewirken würden, soll die Onlineplattform erkennbar machen. Hierfür binden TRUMPF und Thyssenkrupp Materials Services ihre IT-Systeme an die Plattform an.
„Um Emissionen zu senken, müssen Unternehmen wissen, wie groß der eigene CO2-Fußabdruck ist. Die dafür notwendige Transparenz wollen wir über die Online-Plattform schaffen. So können wir die Umsetzung von Regularien vereinfachen und legen zudem die Grundlage zur Kreislaufwirtschaft“, so Sebastian Smerat, Projektleiter bei Thyssenkrupp Materials Services.
Die Projektpartner können über die gesamte Lieferkette hinweg, dank Maschinen- und Produktionsdaten, Maßnahmen für mehr Nachhaltigkeit bewerten. Dazu gehört beispielsweise die konkrete CO2-Ersparnis, wenn Anwender aus einer bestimmten Menge Metall zusätzliche Bauteile gewinnen oder unnötige Materialtransporte vermeiden.
„Eine Besonderheit von de:karb ist die Reduktion des CO2-Nutzung durch Optimierungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Hier spielen Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) und des maschinellen Lernens eine zentrale Rolle“, sagt Marco Huber, der am Fraunhofer IPA das Projekt verantwortet.
KI und Vernetzung
Laut der Eröffnungsbilanz Klimaschutz des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) verursacht die deutsche Stahl- und Blechproduktion rund ein Viertel der Industrieemissionen in Deutschland. Rohmaterial herzustellen ist hierbei besonders energieintensiv. Ein Schwerpunkt im Forschungsvorhaben ist deshalb die Materialausnutzung in der Fertigung zu verbessern. TRUMPF arbeitet dafür an neuen Technologien für das Schachteln, um mithilfe von KI mehr Teile aus dem Blech herauszuschneiden.
Die Optimierung des Scheduling-Verfahrens ist ein weiterer Aspekt der Initiative, also des zeitlichen Ablaufs in der Produktion. Hier arbeitet das Fraunhofer IPA daran, mithilfe von KI ökologische Rahmenbedingungen bei der Fertigung zu berücksichtigen. So wäre es beispielsweise möglich, besonders energieintensive Produktionsschritte wie die Laserbearbeitung dann stattfinden zu lassen, wenn möglichst viel Strom aus erneuerbaren Ressourcen vorhanden ist. Gleichzeitig sollen die Strategien Anwendern gewährleisten, Auftrage flexibel abzuarbeiten. Die Aufgabe von Thyssenkrupp Materials Services ist es, die Material-, Wert- und Datenströme mittels einer zu entwickelnden digitalen Plattform zu orchestrieren. So lassen sich Einsatzmaterialien und deren Kenndaten zurückverfolgen. Einheitliche Standards sollen dabei die Vernetzung erlauben.
Wettbewerbskriterium CO2-Abdruck
Der ökologische Fußabdruck der Fertigung entwickelt sich immer mehr zum Wettbewerbskriterium, deshalb reagieren die Partner mit dem Projekt schon heute auf die sich verändernden Bedürfnisse von Kunden und Unternehmen.
„Vor allem in westlichen Märkten achten Kunden immer mehr auf den CO2-Ausstoß der Unternehmen. Wer besonders klimaschonende Wertschöpfungsketten nachweisen kann, sichert sich Wettbewerbsvorteile”, erklärt sagt Ottnad.
Weitere Projektpartner sind die Unternehmensberatungen AEC und SES-Ingenieure, die duale Hochschule Baden-Württemberg, das KI-Start-up Nash und der Blechfertiger H.P. Kaysser.
