Ganzheitliche zirkuläre Produktentstehung für intelligente technische Systeme

Die Herstellung von mechatronischen Produkten, wie Halbleitern, zeichnet sich durch einen hohen Energiebedarf, den Einsatz von kritischen Rohstoffen und aufwändigen Fertigungsbedingen aus. Ein Ansatz, um dieses Problem zu lösen, ist die Kreislaufwirtschaft. Diese bedeutet, dass Abfälle durch Wiederverwendung und Reparatur bestehender Produkte vermieden werden. Ist dies nicht möglich, werden die Produkte wieder in ihre Ausgangsstoffe, also Rohstoffe, zerlegt, um diese wieder zu verwerten. Diesen Grundgedanken gilt es auch im Prozess der Produktentstehung umzusetzen. Ziel des Projekts ZirkuPro ist deshalb, eine Systematik zur ganzheitlichen zirkulären Produktentstehung für Intelligente Technische Systeme zu entwickeln. Ein wesentlicher Schwerpunkt wird dabei auf die Elektronik gelegt, da diese ein wesentlicher Bestandteil intelligenter technischer Systeme ausmacht, sie aus verschiedenen und zum Teil kritischen Materialkombinationen besteht (Seltene Erden), sie hinsichtlich der CO2-Emissionen häufig unterschätzt wird und sie zum anderen durch neue Gesetzgebungen und Regularien vor einem notwendigen Design-Wandel steht.

Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik

Luca Twardzik

Luca Twardzik

Details

Zirkupro

€3,000,000.00

Ministerium für Wirtschaft, Industrie, Klimaschutz und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen

it's OWL

Ziel und Ansatz

Ergebnisse und Werte

Das Gesamtziel des Vorhabens ist die Erstellung einer Systematik zur ganzheitlichen zirkulären Produktentstehung für intelligente technische Systeme. Ein wesentlicher Schwerpunkt wird dabei auf die Elektronik gelegt, da diese ein wesentlicher Bestandteil intelligenter technischer Systeme ausmacht, sie aus verschiedenen und zum Teil kritischen Materialkombinationen besteht (Seltene Erden), sie hinsichtlich der CO2-Emissionen häufig unterschätzt wird und sie zum anderen durch neue Gesetzgebungen und Regularien vor einem notwendigen Design-Wandel steht. Die übergeordnete Zielsetzung gliedert sich in zwei Handlungsstränge. Zum einen erfolgt die methodische Erarbeitung der Systematik, die Ansätze zur Potentialidentifikation, Hinweise zur Produktgestaltung und -modularität, funktionale Lösungsaspekte und geschäftsmodellspezifische Hilfsmittel integriert. Zum anderen sollen die Inhalte der Systematik basierend auf der Gestaltung und Umsetzung von realen industriellen Pilotprojekten fortlaufend entwickelt, adaptiert und validiert werden. Dafür werden geeignete Produkte der Partner-Unternehmen ausgewählt. Anschließend erfolgt die Umsetzung im Rahmen von abstrahierten Demonstratoren gemäß den zuvor identifizierten Zielbildern (z.B. Modularisierung zur Steigerung der Reparierbarkeit, Eco-Design oder Obsoleszenz). Auf diese Weise wird ein abgesichertes detailliertes Verständnis aufgebaut und gleichzeitig eine Systematik entwickelt, die weiteren Unternehmen den Zugang zur ganzheitlichen zirkulären Produktentstehung ermöglicht.  

Beteiligte Partner