Neues Forschungsprojekt
Mehr als 40 Wissenschaftler arbeiten gemeinsam daran, die Produktentwicklung auf Nachhaltigkeit auszurichten. Künstliche Intelligenz und Data Science sollen dabei helfen. Das Ziel: die bestmögliche Kreislaufwirtschaft zu ermöglichen.
Mehr Kreislaufwirtschaft: KI und Data Science optimieren Produktentwicklung
Die Universität Paderborn leitet ein neues Schwerpunktprogramm der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), das die Produktentwicklung fit für die Zukunft machen soll. Unter dem Titel „Hybride Entscheidungsunterstützung in der Produktentstehung“ erforschen elf Universitäten mit über 40 Wissenschaftlern, wie Data Science und Künstliche Intelligenz (KI) bereits in der Produktentwicklung eingesetzt werden können, um Kreislaufwirtschaft, Nachhaltigkeit und Digitalisierung im Maschinen- und Anlagenbau voranzubringen. Die DFG fördert das Programm für drei Jahre mit rund sechs Millionen Euro.
„In den Projekten erforschen wir, wie wir durch die systematische Einbeziehung von Daten und KI Herausforderungen im Bereich der Produktentstehung überwinden können“, erläutert Professor Iris Gräßler, Koordinatorin des Schwerpunktprogramms und Leiterin der Fachgruppe Produktentstehung am Heinz Nixdorf Institut (HNI) der Universität Paderborn. Eine Schwierigkeit liegt dabei in der Verfügbarkeit und Auswertung der benötigten Daten, die oft in großen Mengen, unterschiedlichen Formaten oder lückenhaft vorliegen.
„Menschliche Fähigkeiten erweitern“
Ziel des Projekts ist es daher, diese Daten durch hybride Entscheidungsunterstützung nutzbar zu machen. „Data Science und KI sollen menschliche Fähigkeiten in etablierten Verfahren der Ingenieurwissenschaften erweitern“, so Gräßler. So soll es in Zukunft möglich sein, Produkte auf einem möglichst hohen Zirkularitätsniveau in den Kreislauf zurückzuführen. „Das Zirkularitätsniveau quantifiziert, wie effizient Ressourcen innerhalb eines geschlossenen Kreislaufs genutzt, wiederverwendet und recycelt werden, um Abfall zu minimieren und den Abbau neuer, endlicher Ressourcen zu reduzieren“, heißt es seitens der Universität.
Ein Beispielprojekt mit dem Titel „DeCap – Fähigkeitsgerechte Produktentstehung“ widmet sich der Frage, wie bestehende Fähigkeiten in der Produktion bereits während der Entwicklung berücksichtigt werden können. Dazu werden Daten erfasst, automatisiert ausgewertet und in Fähigkeitsprofile überführt. So könnten Ingenieure künftig Produkte so entwickeln, dass sie nicht nur einmal montiert, sondern auch wieder demontiert und wiederverwendet werden können.
Weitere beteiligte Universitäten sind die RWTH Aachen, die TU Berlin, die Ruhr-Universität Bochum, die TU Chemnitz, die Leibniz Universität Hannover, die TU Kaiserslautern, die Universität Trier und das KIT. Sie untersuchen unter anderem den Einsatz von maschinellem Lernen für verbesserte Produktsimulationen, die Optimierung von Montagesystemen sowie die Unterstützung von Designprozessen durch KI.
