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Vor dem Hintergrund eines global steigenden Ressourcenverbrauchs verfolgt der Ansatz des Adaptiven Remanufacturing in "ReLIFE" das Ziel, die Ressourceneffizienz durch eine Verlängerung des Lebenszyklus von Investitionsgütern zu steigern. Dazu wird der Einsatz von Instandhaltungs-maßnahmen technisch, ökonomisch sowie ökologisch optimiert. Die Steuerung der Maßnahmen erfolgt basierend auf Auswertungen von Sensorik-Applikationen mit dem Ziel, ein definiertes Produktivitätsniveau der Maschine zu erhalten.

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Ressourceneffiziente Lebenszyklusverlängerung

Das Forschungsprojekt "ReLIFE" zielt auf eine Erhöhung der Ressourceneffizienz durch die Verlängerung des Lebenszyklus von Investitionsgütern. Dazu wird der innovative Ansatz des Adaptiven Remanufacturing entwickelt. Dieser beschreibt eine adaptive Instandhaltungsstrategie, die basierend auf Sensorik-Auswertungen unter technischen, ökonomischen sowie ökologischen Gesichtspunkten den optimalen Zeitpunkt und Umfang von Instandhaltungs-maßnahmen bestimmt.

Im Zuge von "ReLIFE" wird die prototypische Anwendung an einem realen Investitionsgut erarbeitet. Weiterhin werden auf dem Adaptiven Remanufacturing basierende Geschäftsmodelle entwickelt, die es Unternehmen ermöglichen, Wettbewerbsvorteile zu generieren. So werden die Voraussetzungen für die erfolgreiche Implementierung des Ansatzes in der Industrie geschaffen.

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Innovation des Adaptiven Remanufacturing

Der innovative Charakter des Adaptiven Remanufacturing liegt in der zeitlichen sowie inhaltlichen Anpassungsfähigkeit des Verfahrens. Basierend auf dem sensorisch überwachten Verschleißzustand von Komponenten werden präventive, situativ abgestimmte Remanufacturing-Maßnahmen vorge-schlagen. Die dadurch sichergestellte Leistungsfähigkeit der Investitionsgüter bildet die Grundlage für innovative Geschäftsmodelle zur Gewährleistung langfristiger Produk-tivität. Beispielhaft können Verschleißteile wie Filter oder Lager sensorisch überwacht und bei Bedarf instandgesetzt werden, um die vereinbarte Mindestleistung der Maschine zu erhalten.

Parallel zur Entwicklung von Remanufacturing-Ansätzen werden Richtlinien für ein Produktdesign mit dem Fokus auf integrierter Sensortechnologie entwickelt und in einem Demonstrator implementiert. Darauf aufbauend wird ein Modell zur Entscheidungsunterstützung hinsichtlich des optimalen Einsatzes von Remanufacturing-Maßnahmen konzipiert und in einer Software-Applikation umgesetzt. Simultan werden Geschäftsmodelle auf Basis des Adaptiven Remanufacturing entwickelt.

Erste Ergebnisse

Im bisherigen Projektverlauf wurden Remanufacturing und Instandhaltungsmaßnahmen bestimmt und in einem Katalog aggregiert und bewertet. Zudem wurde eine Kennzahl zur Bestimmung der Remanufacturing-Relevanz von Anlagenkomponenten entwickelt. In dieser Phase des Projekts wurde ebenso festgelegt, welche ökonomischen, ökologischen und technischen Kennzahlen die optimale Auswahl einer Maßnahme beeinflussen. Basierend auf den entwickelten Kennzahlen und den Zielen der ökologischen und ökonomischen Nutzenmaximierung wurde ein Schema zur Entscheidung über die anwendungsfallspezifisch anzuwendende Maßnahme entwickelt. Dieses Schema wird innerhalb des Projektes an einem Demonstrator validiert.

Zur Fokussierung der Aktivitäten wurden zunächst die Remanufacturing-relevanten Komponenten des Demonstrators auf Basis einer detaillierten Produktstrukturanalyse bestimmt. Zu den relevanten Komponenten wurden die technischen Eigenschaften sowie die treibenden Verschleißmechanismen ermittelt. Anhand der berechneten Remanufacturing-Relevanz, welche die detektierten Verschleißmechanismen mit einbezieht, wurden die wirtschaftlich zu überwachenden Komponenten des Demonstrators priorisiert. Zur Zustandsüberwachung der Komponenten kann zum Teil auf bestehende Sensorik zurückgegriffen werden. Für die restlichen Komponenten wurde ein Sensorkonzept entwickelt und in die Beschaffung und Implementierung überführt. Für alle Remanufacturing-relevanten Komponenten wurden technisch anwendbare Remanufacturing- und Instandhaltungsmaßnahmen identifiziert und in einer Vorauswahl eingegrenzt.

Aufbauend auf den bisherigen Vorarbeiten wird im nächsten Schritt das zentrale Entscheidungsmodell zur intelligenten Methodenauswahl entwickelt und in eine Software-Applikation implementiert. Dazu werden Sensordaten sowie die ökonomischen, ökologischen und technischen Kennzahlen berücksichtigt.

Konsortium aus Forschung und Wirtschaft

Die entwickelten Remanufacturing-Maßnahmen werden in einem Katalog konsolidiert. Zur prototypischen Anwendung
des Adaptiven Remanufacturing wird eine Produktionsmaschine mit digital vernetzter Sensorik zu
einem Demonstrator aufgerüstet. Das zu entwickelnde Entscheidungsmodell wird in einer Software-Applikation umgesetzt. Die Kombination aus physischem Demonstrator und Software-Applikation ermöglicht die Validierung des Adaptiven Remanufacturing. Die aufbauenden Geschäftsmodelle werden parallel entwickelt und in einem Business Model Canvas dokumentiert.

Die Ergebnisse werden gemeinsam durch die Konsortialpartner erarbeitet. Das  Werkzeugmaschinenlabor (WZL) der RWTH Aachen ist Konsortialführer des Projektes und übernimmt schwerpunktmäßig die Entwicklung von Remanufacturing-Maßnahmen sowie die Konzeption des Entscheidungsmodells zum Einsatz dieser Maßnahmen. Der Fokus des Lehrstuhls für International Production Engineering and Management (IPEM) der Universität Siegen liegt auf der Entwicklung Remanufacturingbasierter Geschäftsmodelle. Die Achenbach Buschhütten GmbH & Co. KG ist maßgeblich am Aufbau des Demonstrators mit integrierter Sensorik beteiligt.

Die Ergebnisse des Projekts können in der Forschung sowie von nationalen, internationalen und insbesondere kleinen und mittelständischen Unternehmen genutzt werden, um durch die proaktive Lebenszyklusoptimierung ihrer Investitionsgüter ökonomische Potenziale zu heben.

Erste Ergebnisse des Projekts

Finden Sie hier erste Antworten um den idealen Zeitpunkt und Umfang von Remanufacturing-Maßnahmen zu bestimmen.


Publikationen

Adaptive remanufacturing for lifecycle optimization of connected production resources – A literature review (Juli 2020)

 

Projektflyer der Fördermaßnahme (deutsch / englisch) (März 2021)

Die Projektflyer bieten einen Einblick in die Inhalte und Ziele der ReziProK Projekte und stellen jeweils erste Ergebnisse vor.

Projektblätter der Fördermaßnahme (deutsch) (August 2019)

Die Projektblätter bieten eine Kurzübersicht über die einzelnen Projekte und deren Ziele.

 

Beiträge zu der ReziProK Kick-off Veranstaltung im Dezember 2019

Poster (Dezember 2019)

Präsentation (Dezember 2019)

Bildnachweis: WZL