Nachhaltige Industrie

Resilienz ist die Eigenschaft, positiv mit einer teils unvorhersehbaren Krisen- und Störsituation umgehen zu können. Ein wichtiger Bereich, in dem produzierende Unternehmen auf Störungen reagieren müssen, ist die Instandhaltung. Ihre Aufgabe ist es, die Produktionsfähigkeit der Maschinen und Anlagen zu gewährleisten und bei vorübergehenden Störungen möglichst schnell den Originalzustand wiederherzustellen.

Diese Kurzstudie zeigt die Situation der Instandhaltung in Bezug auf Resilienz und wie eine smarte Instandhaltung auch zukünftig zur Resilienzfähigkeit eines Unternehmens beitragen kann.

Künstliche Intelligenz kann nicht nur Produktionsprozesse effizienter und damit wirtschaftlicher machen, sondern auch die Nachhaltigkeit steigern.

Gemeinsam mit einem Team aus dem Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO und dem Fraunhofer IPA wurden für die vom Wirtschaftsministerium Baden-Württemberg geförderte Studie eine Literaturrecherche und Interviews bei produzierenden Unternehmen durchgeführt. Das Ergebnis ist ein umfangreicher Bericht über die theoretischen Möglichkeiten und den praktischen Nutzen von KI zur Steigerung der Nachhaltigkeit. Die Liste der möglichen Anwendungen reicht von der Entwicklung bioabbaubarer beziehungsweise recyclingfreundlicher Produkte über material- und energiesparende Fertigungsprozesse, Effizienzsteigerungen durch frühzeitiges Aufspüren und Aussortieren defekter Bauteile, eine optimierte Steuerung von Klimaanlagen bis hin zu einer ökologischen Logistik mit maximal ausgelasteten Lieferfahrzeugen oder neuen Recycling-Konzepten, die eine Weiterverwertung der Produkte ermöglichen.

Unternehmen, die KI zur Verbesserung der Nachhaltigkeit nutzen wollen, bietet die Studie außerdem einen Leitfaden für die Umsetzung in die Praxis. Dieser beschreibt, wie sich in sieben Schritten Ziele definieren und prozess- sowie IT-technische, personelle und strategische Voraussetzungen prüfen lassen. Mitberücksichtigt wird hier auch der – mitunter nicht unerhebliche – Energiebedarf der KI.

Nachhaltiges Wirtschaften ist auf dem Weg zum »New-Normal« und bietet Unternehmen die Möglichkeit zur langfristigen Sicherung des Unternehmenserfolgs, unter anderem durch eine Erhöhung der Resilienz der eigenen Wertschöpfungskette. Wer heute erfolgreich Maßnahmen zur betrieblichen Emissionsverringerung implementiert, sichert seinem Unternehmen Wettbewerbsvorteile in der Zukunft. In der vorliegenden Studie wird der derzeitige Status des verarbeitenden Gewerbes auf dem Weg zu »Zero Emission« eingeordnet. Es werden erfolgreiche Anwendungsbeispiele von Maßnahmen zur Emissionsverringerung aufgezeigt.

Konkret werden in der Studie drei zentrale Fragen beantwortet:

1. Wie ist der aktuelle und branchenübergreifende Stand zur Erfassung, Bewertung und Verringerung der Emissionsintensität im verarbeitenden Gewerbe?
2. Was sind die bedeutendsten Herausforderungen bei der Erreichung der gesetzten Klimaziele?
3. Was sind sinnvolle Maßnahmen für die Reduktion der Emissionsintensität des verarbeitenden Gewerbes?

Elektrofahrräder bieten eine vielversprechende Möglichkeit, die globalen Emissionen zu reduzieren und den steigenden Mobilitätsanforderungen gerecht zu werden. Defekte elektronische Komponenten wie Akkumulator, Motor und Display werden jedoch selten repariert, sondern meistens als Ganzes gegen neue Komponenten getauscht. Im Projekt „AddRE-Mo“ wird ermittelt, wie die Kreislauffähigkeit von Elektrofahrrädern durch den Einsatz der additiven Refabrikation erhöht werden kann. Dafür evaluiert das Projektkonsortium unter Koordination des Fraunhofer Institut IPA in der vorliegenden Studie, ob und welche Ersatzteile additiv gefertigt werden können, um eine Refabrikation zu ermöglichen.

Dabei werden drei zentrale Fragen beantwortet:

• Wie können dreidimensionalen Datenmodelle, die für die additive Fertigung benötigt werden, generiert werden?
• Welche additiven Fertigungsverfahren sowie Werkstoffe sind geeignet?
• Wie kann sichergestellt werden, dass die Qualität von additiv gefertigten Ersatzteilen mindestens denen eines Originalteils entspricht?

Gemeinsam mit zwei Praxispartnern zeigt die vorliegende Studie erfolgreiche Umsetzungen und angewandte Lösungen.