EXC 2023:  Internet der nachhaltigen Produktion (IoSP)

• Fachliche Zuordnung: Produktionstechnik ; Informatik
• Förderung: Förderung seit 2019
• Webseite: Zur Homepage
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 390621612

Industrielle Entwicklungen des 20. und 21. Jahrhunderts waren primär auf Produktivitätssteigerungen und Skaleneffekte ausgerichtet, was zu niedrigen Preisen, aber auch zu Überproduktion führt und dadurch erhebliche ökologische, ökonomische und soziale Herausforderungen verursacht. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, strebt das Exzellenzcluster (EXC) Internet der nachhaltigen Produktion (IoSP) eine systematische Transformation der industriellen Produktion in ein System nachhaltiger zirkulärer Wertschöpfung an. Das Ziel ist eine nachhaltige Produktion in Form einer wertsteigernden Kreislaufwirtschaft, die den Fokus von der Rückgewinnung von Rohstoffen und Energie auf die Erneuerung, industrielle Aufwertung und Nutzung von Produkten über einen deutlich verlängerten Zeitraum verlagert. Dazu ermöglicht das EXC IoSP den Zugang zu Industrie- und Domänendaten und unterstützt ihre Auswahl und Aggregation für eine Vielzahl von Bewertungs-, Optimierungs- und Entscheidungsalgorithmen. Das EXC IoSP baut auf der integrierten Produktions- und IT-Infrastruktur auf, die im aktuellen EXC Internet of Production (IoP) entwickelt wurde und die Bereitstellung der erforderlichen Daten und Intelligenz über alle Phasen des Produktlebenszyklus (Entwicklung, Produktion und Nutzung) mittels Digitaler Schatten ermöglicht. Für das IoSP werden diese Grundlagen zu Digitalen Produktakten erweitert, die umfassende Daten zur Produktzusammensetzung, zum Produktzustand und zur Produktnutzung über den gesamten Produktlebenszyklus erfassen und kontinuierlich aktualisieren. Digitale Produktakten bilden die Grundlage für optimierte Entscheidungen, wann und wie Produkte aus der Nutzung in die Entwicklung und Produktion zurückgeführt werden. Wir gestalten die industrielle Aufwertung von Produkten durch entsprechende Prozesse, Produktmodularität, technologische Befähiger, Produktionssysteme und deren Orchestrierung innerhalb und außerhalb neuer Produktionsnetzwerke. Zur Optimierung der Entscheidungen für eine nachhaltige Produktion entwickeln wir neuartige, energieeffiziente KI-Techniken, die berücksichtigen, wann die Speicherung von Daten und die Durchführung komplexer Berechnungen sinnvoll sind. Die Konzepte und Methoden werden in neuen koordinierten, verteilten Ökosystemen integriert, die eine sichere, unternehmensübergreifende Zusammenarbeit und den Datenaustausch gewährleisten. Unser Konsortium setzt sich aus renommierten Forschenden der Produktions- und Fertigungstechnik, Informatik, Material-, Daten-, Wirtschafts- und Sozialwissenschaften zusammen. Mit breiter Expertise in der Produktion und den Grundlagen, die durch das IoP geschaffen wurden, bietet die RWTH Aachen University eine einzigartige Umgebung, um den Weg zu einer nachhaltigen Produktion maßgeblich zu prägen. Der RWTH Campus mit seinen zahlreichen Industrieunternehmen und Kooperationsnetzwerken gewährleistet eine anwendungsorientierte Validierung und erfolgreichen Transfer in die Praxis.

• DFG-Verfahren: Exzellenzcluster (ExStra)
• Antragstellende Institution: Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen
• Beteiligte Institution: Forschungsinstitut für Rationalisierung e.V. (FIR); an der RWTH Aachen; Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik (FIT); Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT); Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie (IPT); Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV); an der RWTH Aachen
• Sprecherinnen / Sprecher: Professor Dr. Wil van der Aalst; Professor Dr.-Ing. Christian Brecher; Professorin Dr.-Ing. Verena Nitsch
• beteiligte Wissenschaftlerinnen / beteiligte Wissenschaftler: Professor Dr.-Ing. Thomas Bergs; Professorin Dr.-Ing. Kirsten Bobzin; Professor Dr. Stefan Decker; Professorin Dr. Sandra Geisler; Professorin Dr. Kathrin Greiff; Professor Dr.-Ing. Thomas Gries; Professor Dr. Holger Hoos; Professor Dr.-Ing. Christian Hopmann; Professor Dr. Constantin Leon Häfner; Professorin Dr. Julia Kowalski; Professor Dr.-Ing. Ulrich Krupp; Professorin Carmen Leicht-Scholten, Ph.D.; Professorin Dr. Saskia K. Nagel; Professor Dr. Frank Thomas Piller; Professor Dr. Bernhard Rumpe; Professor Dr.-Ing. Robert Heinrich Schmitt; Professor Dr.-Ing. Günther Schuh; Professor Dr. Sebastian Trimpe; Professorin Dr.-Ing. Heike Vallery; Professorin Dr. Sandra Venghaus; Professor Dr.-Ing. Klaus Wehrle; Professorin Dr. Martina Ziefle