Entwicklungsmethodik für die Integration von Nachhaltigkeitsaspekten in das Engineering Um Entwickler:innen bei der Gestaltung von nachhaltigen Systemen zu unterstützen, fehlt es oftmals an geeigneten Methoden. Soll ein Elektromotor lieber vergossen werden, um einen geringen Wärmeverlust zu haben, oder soll der Motor lieber nicht vergossen werden, damit das spätere Recycling einfacher ist? Welche Lösung spart am meisten CO2 ein? Mit Hilfe des Projekts „Sustainable Lifecycle Engineering“ sollen Entwickler:innen und Produktmanager:innen befähigt werden, Nachhaltigkeitsaspekte bereits in der frühen Phase des Engineerings in ihre Entscheidungsfindung mit einzubeziehen.

Forschungsbasierter Transfer für eine innovative Circular Economy Mit InCamS@BI, dem Innovation Campus for Sustainable Solutions, positioniert sich die Hochschule Bielefeld in der Region Ostwestfalen-Lippe als innovative Transferakteurin im Feld der Circular Economy. Im Fokus: Nachhaltige Materialforschung. Ressourcenknappheit, Klimaschutz, Regulierungen – die Kunststoffbranche steht vor großen Herausforderungen. Das interdisziplinäre Transferprojekt InCamS@BI möchte Unternehmen auf dem Weg in die Circular Economy begleiten und gemeinsam mit ihnen nachhaltige Lösungen im Bereich der Optimierung von Kunststoffen für die zirkuläre Wertschöpfung erarbeiten.

Entwicklung und Transformation zur Steigerung der Nachhaltigkeit mit Digitalen Zwillingen Wie können digitale Zwillinge dabei helfen, Unternehmen und deren Entwicklung nachhaltiger zu gestalten? Mit dieser Frage befasst sich das Projekt EcoTwin. Ein digitaler Zwilling ist ein digitales Abbild eines physischen Produkts und erfasst, verarbeitet und vernetzt ausgewählte Informationen. Dieser wird zunehmend als wettbewerbsvorteil wahrgenommen und kann im Rahmen der dualen Transformation die Nachhaltigkeit von Unternehmen steigern. Zusammen mit der Herbert Kannegiesser GmbH und dem Wuppertal Institut entwickelt das Fraunhofer IEM eine Herangehensweise für die Planung, Konzeptionierung, Entwicklung und Implementierung von Digitalen Grünen Zwillingen.

Künstliche Intelligenz in der Produktion von morgen Die »Datenfabrik NRW« ist ein Projekt des Spitzenclusters it´s OWL, in dem die Unternehmen CLAAS und Schmitz Cargobull gemeinsam mit NTT Data, Duvenbeck Kraftverkehr und MotionMiners sowie den Fraunhofer-Instituten IEM, IML, IOSB-INA und IAIS ein Modell für eine datengetriebene Fabrik der Zukunft entwickeln. Auf Grundlage innovativster Verfahren und unter Einsatz Künstlicher Intelligenz werden die Fabrikplanung, die Produktion, die Logistik und die Unternehmensarchitektur der Anwenderunternehmen analysiert und in Pilotbereichen transformiert. Außerdem wird ein strategischer Handlungsrahmen für das Veränderungsmanagement sowie eine IT-Infrastruktur erarbeitet, sodass Technologie- und Wissenstransfer in die Breite über die Grenzen von NRW Anklang findet. Die vier beteiligten Fraunhofer-Institute bringen ihre anwendungsorientierten Forschung und die praktische Umsetzungserfahrung in das Projekt ein und übernehmen den KI-Part im Projekt. Angesetzt wird an drei Punkten: Sie identifizieren und entwickeln konkrete Lösungen für den Einsatz Künstlicher Intelligenz in der industriellen Produktion. Zudem ermöglichen sie einen Transfer von Methoden- und Technologien aus der Wissenschaft in Unternehmen, um KI-gestützte Lösungen in bestehende Prozesse und Unternehmensarchitekturen zu integrieren. Außerdem erarbeiten sie ein ganzheitliches Veränderungsmanagement, das Unternehmen bei der Organisation neuer Prozesse für den Einsatz Künstlicher Intelligenz unterstützt. In den Fabriken von Claas und Schmitz Cargobull werden die Ergebnisse dann direkt umgesetzt und sollen auch von anderen Unternehmen genutzt werden können. Sowohl KI.NRW als auch der Spitzencluster it’s OWL unterstützen die Verbreitung der Projektergebnisse. Das Projekt Datenfabrik.NRW (Laufzeit 4 Jahre) hat ein Gesamtvolumen von 14,5 Mio. Euro und wird mit 9,2 Mio. Euro durch das Land Nordrhein-Westfalen gefördert.

Das Projekt fördert die Transformation zu einer nachhaltigen Wirtschaft in den Regionen Ostwestfalen-Lippe, Südwestfalen und dem Bergischen Städtedreieck. Durch die Kombination von Kreislaufwirtschaft, frugaler Innovation und regenerativem Wirtschaften sollen Unternehmen unterstützt werden, ressourcenschonende Geschäftsmodelle zu entwickeln und neue Märkte zu erschließen. Zum Angebot des Projekts gehören Workshops oder auch Veranstaltungen, wie Erfahrungsaustausche, um nachhaltige Produkt- und Prozessinnovationen umzusetzen.

Das Projekt Green.OWL hat das Ziel, Ostwestfalen-Lippe zu einer Modellregion für nachhaltiges Wirtschaften zu entwickeln. Unter der Leitung der OstWestfalenLippe GmbH arbeiten über 40 Partner aus Wirtschaft, Wissenschaft und Politik zusammen, um kleine und mittlere Unternehmen bei der Umsetzung von Kreislaufwirtschaft, Ressourceneffizienz und Klimaschutz zu unterstützen.

Das Projekt baut auf dem Vorgängerprojekt CirQualityOWL auf und verfolgt das Ziel, OWL als Modellregion für zirkuläres Wirtschaften weiterzuentwickeln. Durch die enge Zusammenarbeit von Unternehmen, Hochschulen, Forschungseinrichtungen und kommunalen Akteuren soll die Transformation hin zu einer ressourcenschonenden, kreislauforientierten Wirtschaftsweise beschleunigt werden. Unternehmen und gesellschaftliche Akteure werden dabei unterstützt, neue Kompetenzen für Circular Economy zu entwickeln, tragfähige Geschäftsmodelle zu etablieren und regionale Wertschöpfungsketten neu zu denken. Das Projekt verfolgt vier zentrale Aktionsfelder (Qualifizierung, Zirkuläre Lieferketten, Bauwende, Ressourcenmanagement). CirQualityOWL plus ist mit Mitteln der Europäischen Union und des Ministeriums für Wirtschaft, Industrie, Klimaschutz und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen finanziert.

Ziel der :bergischen rohstoffschmiede ist die Weiterentwicklung des Vorgängerprojekts :metabolon zu einem Hub für zirkuläre Wertschöpfung. Wichtige Forschungsschwerpunkte sind das Recycling von Kunststoffen, mineralischen Bauabfällen, Organischen Reststoffen sowie der Umgang mit Prozesswässern und Deponie‑Fragen. Ergänzend wird ein Netzwerk für kleine und mittlere Unternehmen aufgebaut, mit Beratungs‑ und Bildungsangeboten, Ausstellungen und Praxisbeispielen, um zirkuläre Wirtschaft in der Region sichtbar und umsetzbar zu machen.

Das Werkstoffforum der Zukunft ist ein neutraler Intermediär bestehend aus fünf Partnern, welches Unternehmen bei der Umsetzung ihrer Vorhaben rund um das Thema Kreislaufwirtschaft unterstützt. Ziel ist es, nachhaltige Materiallösungen zu fördern und die Abhängigkeit von fossilen Ressourcen zu reduzieren. Im Fokus stehen technische Produkte.

Für die Umsetzung der Kreislaufwirtschaft ist vor allem die Produktentwicklung von besonderer Bedeutung. Bereits in diesem Schritt werden Entscheidungen getroffen, die maßgeblich Einfluss haben auf die spätere Wiederverwendung, Reparierbarkeit oder auch Verwertbarkeit eines Produkts. Somit ist es notwendig, dass nachhaltigkeits- und zirkularitätssteigernde Designentscheidungen gefördert werden. Allerdings geht dies über die herkömmlichen Entwicklungsprozesse hinaus, sodass das Kompetenz- und Anforderungsprofil von (Entwicklungs-) Ingenieur:innen neben den klassischen ingenieurswissenschaftlichen Fähigkeiten auch aus Kenntnissen zur zirkulären und energieeffizienten Produktplanung bestehen sollte. Diese Kompetenzen bündeln Sustainability Engineers. Da allerdings die derzeitige ingenieurswissenschaftliche Aus- und Weiterbildung ein solches Kompetenzprofil kaum abbildet, wird ein Qualifizierungsangebot benötigt.

Ziel des Projekts war die Entwicklung von Strategien und Technologien, die es ermöglichen, große industrielle Maschinen länger zu nutzen statt sie zu ersetzen. Veraltete Anlagen wurden digital nachgerüstet, Sensorik und IoT-Lösungen eingesetzt und Methoden wie prädiktive Wartung, Ferndiagnose und Prozessoptimierung weiterentwickelt. Es wurde ein Entscheidungsunterstützungsrahmen geschaffen, der Firmen bei der Beurteilung hilft, wann Reparatur, Upgrade oder Austausch sinnvoll sind.

Das Forschungsprojekt Digi4Circular zielt darauf ab, die Kreislaufwirtschaft in der Automobilindustrie durch eine digitale Plattform zu fördern. Dabei werden Daten über den gesamten Lebenszyklus von Bauteilen erfasst, um umweltfreundliche Designs und Fertigungsprozesse zu entwickeln. Ein besonderer Fokus liegt auf der Reduzierung von CO₂-Emissionen, insbesondere durch den verstärkten Einsatz von recyceltem Aluminium. Das Projekt entwickelt eine digitale Infrastruktur, die physikbasierte Modellierung, maschinelles Lernen und digitale Produktpässe kombiniert, um die Transparenz und Nachhaltigkeit in der Produktentwicklung zu erhöhen. Ein Anwendungsfall ist die Aluminiumdruckgusstechnik in der Automobilindustrie, bei der durch optimierte Designs und Recyclingprozesse erhebliche CO₂-Einsparungen erzielt werden können.

Ziel des Projekts ist die Unterstützung von Unternehmen bei der Entwicklung nachhaltiger, zirkulärer Produkte und Geschäftsmodelle. Das Projekt richtet sich speziell an kleine und mittelständige Unternehmen und fokussiert sich auf die Bereiche Mechanik & Mechatronik, Verpackung, Kunststoff, Bau & Konstruktion. Es werden Strategien für kreislaufgerechtes Produktdesign erarbeitet, ein Aktionsplan entwickelt und Prototypen im Pilotverfahren herzustellen.