Abfälle, Emissionen und Gewerbelärm sind häufige Begleiterscheinungen der industriellen Produktion. Sie wurde daher vielerorts in Industrie- und Gewerbegebiete ausgelagert. In der Regel liegen diese abseits von Wohngegenden am Stadtrand oder entstehen „auf der grünen Wiese“. Viele Arbeitnehmer müssen lange Wege zurücklegen.
Die Aussicht auf gut ausgebildete Arbeitskräfte kann ein Anreiz für Unternehmen sein, sich wieder stärker im urbanen Raum anzusiedeln. Die Voraussetzung dafür ist, dass die Produktion sauber und geräuscharm vonstattengeht und ein attraktives Arbeitsumfeld entsteht. Dies wäre ein großer Gewinn für Mensch und Umwelt.
Digitalisierung und neue Technologien schaffen Ultraeffizienzfabriken
Die Idee der Ultraeffizienz ist, Produktionsprozesse in Betrieben zu optimieren, Wachstum und Verbrauch weitestgehend voneinander zu entkoppeln. Dazu müssen Materialien und Energie so effektiv und effizient wie möglich eingesetzt werden.
Durch Digitalisierung und neue Technologien soll eine leise, emissions- und abfallarme Produktion entstehen. Digitale Vernetzung kann beispielsweise dabei helfen, Wertschöpfungsketten zu optimieren. So kann zeit- und ortsnah eine Möglichkeit zur Weiterverwertung von Materialien gefunden werden, die bei der Produktion wortwörtlich „abfallen“ (Stichwort: Kreislaufwirtschaft 4.0).
Das Projekt gliedert sich in mehrere Teilprojekte:
- Im Teilprojekt „Ultraeffizienzfabrik – Symbiotisch-verlustfreie Produktion im urbanen Umfeld" geht es um die Weiterentwicklung des Ultraeffizienz-Leitbildes und die Erarbeitung eines Konzepts für ein Ultraeffizienz-Zentrum.
- Das Teilprojekt „Industrielle Demontagefabrik 4.0“ befasst sich mit dem Aufbau eines funktionsfähigen Demonstrators zur roboterunterstützten Demontage, am Beispiel von elektrischen Antriebsmotoren aus Fahrzeugen.
- Das Teilprojekt „Ressourceneffizienz und Digitalisierung in der prozessorientierten Industrie“ betrachtet die Digitalisierungspotenziale in der Prozessindustrie am Beispiel der chemischen Industrie. In Form eines Ressourceneffizienz-Rankings industrieller Digitalisierungsstrategien sollen besonders aussichtsreiche Themengebiete identifiziert und bewertet werden.
- Im Teilprojekt „Gesamtbewertung von Ultraeffizienz und Digitalisierung“ stehen die ökologischen Auswirkungen der Digitalisierung im allgemeinen Kontext der Produktion im Blickpunkt.
- Das Teilprojekt „Material Flow Based Improvement Assessments“ entwickelt neue Methoden, um Wertstoffverluste in Produktionsprozessen zu erfassen und zu minimieren.
- Am Campus Schwarzwald in Freudenstadt wird im Rahmen eines Teilprojekts der „Aufbau eines hybriden Zentrums für Ultraeffizienzfabriken“ realisiert.
- Im Teilprojekt „Ultraeffizienzfabrik – Demonstration zur Realisierung ultraeffizienter Industriegebiete““ wird ein digitales Planungsinstrument entwickelt, mit dem Ultraeffizienzmaßnahmen für Industrie- und Gewerbegebiete dargestellt und bewertet werden können.
- Im Teilprojekt „Ressourcenschonung durch Distributed-Ledgers- und Blockchain-Technologie für die industrielle Produktion und Kreislaufwirtschaft “ sollen Daten für die Kreislaufwirtschaft mittels Distributed Ledger bzw. Blockchain (eine der Grundlagen für Kryptowährungen) abgebildet werden.
- Das Teilprojekt „KI-Tool für prädiktive Prozessoptimierung und -steuerung für mittelständische Prozessanlagenbetreiber“ betrachtet die Anwendung von Künstlicher Intelligenz in der industriellen Produktion, um die Ressourceneffizienz zu steigern.
Kurze Bewertung nach Nachhaltigkeitskriterien
Rohstoffe werden weltweit immer knapper und teurer, was eine funktionierende Kreislaufwirtschaft langfristig unabdingbar macht. Zudem gehen der Abbau und die Entsorgung vieler Rohstoffe mit großen Umweltschäden einher. Recycling und Weiterverwertung der Stoffe an Ort und Stelle reduzieren sowohl Transporte als auch den Energie- und Ressourcenverbrauch, der zum Abbau der Rohstoffe nötig wäre.
Für die Optimierung der komplexen Prozesse ist die Digitalisierung unabdingbar. Eine saubere Produktion ermöglicht das Zusammenrücken von Wohn- und Arbeitsstätte, was Arbeitswege verkürzt und Staus und Emissionen vermindert. So wird auch die Lebensqualität in den Städten gesteigert.
Eckdaten des Projekts
Das Projekt gliedert sich in mehrere Teilprojekte und Förderphasen.
Projektbeteiligte:
- Fraunhofer IPA
- Fraunhofer IAO
- Fraunhofer IGB
- Fraunhofer IGCV
- Clausthaler Umwelttechnik Forschungszentrum (CUTEC)
- Institut für Technische Chemie ITC, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
- INEC-Institut Hochschule Pforzheim
- Institut für Umweltinformatik Hamburg GmbH (ifu)
- Institut für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement der Universität Stuttgart
- Wirtschaftsförderung und Standortentwicklung Rheinfelden (Baden) GmbH
- Zentrum für Digitalisierung, Führung und Nachhaltigkeit Schwarzwald gGmbH (Campus Schwarzwald)
- MeetNow! GmbH
- Horvath GmbH
- fischer Consulting GmbH
Projektstart: 2017
Voraussichtlicher Abschluss des Projekts: 2024
