Hochschule Reutlingen

CYCLOMETRIC

Im Projekt CYCLOMETRIC wird auf interdisziplinäre Weise ein Entscheidungsunterstützungssystem konzipiert und erprobt. Produktentwickler werden damit bei der Entwicklung lebenszyklus-orientierter Bauteile unterstützt.

Projektbeschreibung

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.

Das Forschungsprojekt CYCLOMETRIC hat zum Ziel ein interdisziplinäres Entscheidungsunterstützungssystem zu konzipieren, umzusetzen und zu erproben. Die Produktentwickler können so bei der Entwicklung lebenszyklus-orientierter Bauteile unterstützt werden. Sie erhalten bereits während des Gestaltungsprozesses interaktiv und unmittelbar Rückmeldung und Verbesserungsvorschläge zu den Auswirkungen ihrer Gestaltungsentscheidungen auf ökonomische und ökologische Nachhaltigkeitsaspekte, wie beispielsweise Modularisierung oder Materialwahl. Ein weiterer wesentlicher Aspekt des Projekts ist die gezielte Untersuchung, Einbeziehung und Forcierung von Transfermöglichkeiten der Ergebnisse in die industrielle Anwendung. Neben der Tool-Entwicklung ist die Ausrichtung an der konkreten industriellen Umsetzung relevant, um eine folgende praxisnahe Anwendung und Verbreitung der Projektergebnisse zu gewährleisten.

  1. 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.
  2. 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 zu bewerten. 
  3. Das kooperierende Institut für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement IAT der Universität Stuttgart soll ein methodisches Vorgehen zur vorausschauenden und durchgängigen, kreislauforientierten Produktgestaltung entwickeln und dieses, zusammen mit dem Metamodell der Produktarchitektur, in ein Software-Werkzeug zur Entwicklungsunterstützung implementieren. Dieses wird zusätzlich durch ein konzeptionell und technisch anzubindendes Analysemodul für nutzungsabhängige Geschäftsmodelle komplementiert.

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 zugrundeliegende Modell zur weiteren Dissemination als Open Source zu veröffentlichen.

Bei der Digitalisierung der Produktentwicklung werden auch Forschungsansätze des Advanced Systems Engineerings (ASE) und des dazugehörenden Model-based Systems Engineerings zum Einsatz kommen. Hierfür entwickeln die Forschenden ein Metamodell für eine kreislauforientierte Beschreibung der Produktarchitektur und eine Methode für das kreislauforientierte Engineering.

Das Expertenteam des Fraunhofer IAO

Beiträge zum Projekt "CYCLOMETRIC"

Fraunhofer
Lebenszyklusorientierte Entwicklung von Fahrzeug-Komponenten
Zum Artikel

Universität Stuttgart
Entwicklung von Fahrzeug-Komponenten am Lebenszyklus orientieren
Zum Artikel

Zukunft der Wertschöpfung
Modellbasierte Entscheidungsunterstützung zur proaktiven sowie lebenszyklusgerichteten Entwicklung von Fahrzeug-Komponenten
Zum Artikel

Unsere Projektpartner

Fraunhofer-Institute für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO sowie für Bauphysik IBP


Institut für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement IAT, Institut für Flugzeugbau IFB sowie Institut für Akustik und Bauphysik IABP der Universität Stuttgart 


Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF)


Schweizer Design Consulting GmbH 


Forward Engineering GmbH 


IILS Ingenieurgesellschaft für Intelligente Lösungen und Systeme mbH 


DXC Technology Deutschland GmbH 


Lotus Tech Innovation Centre GmbH 


Assoziierender Partner: ARENA2036 e.V. 


Ihre Ansprechpartner

Beschaffungs-, Produktions- und Transportlogistik, Industrial Engineering