Forschungsprojekt de:karb soll CO2-Fußabdruck über die gesamte Lieferkette offenlegen

Geleitet von TRUMPF erforschen thyssenkrupp Materials Services, das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA und weitere Partner, wie sich der CO2-Verbrauch in der Blechfertigung senken lässt. Ziel ist eine frei zugängliche Online-Plattform, mit der Unternehmen den CO2-Abdruck ihres Bauteils genau ermitteln können. „Digitalisierung ist der Schlüssel zu mehr Klimaschutz in der Industrie. Als Leitanbieter und Leitanwender für die digital vernetzte Fertigung bringen wir alles mit, um zusammen mit unseren Partnern die Blechwelt nachhaltiger zu machen“, sagt Jens Ottnad, Projektleiter bei TRUMPF. Das Vorhaben ist im Juni gestartet und läuft drei Jahre. Das BMWK fördert es mit 8,3 Millionen Euro.

Onlineplattform macht Emissionsverbrauch transparent

Die Onlineplattform soll erkennbar machen, welche Maßnahmen in welchem Produktionsschritt die größten CO2-Einspareffekte bewirken würden. Hierfür binden TRUMPF und Thyssenkrupp Materials Services ihre IT-Systeme an die Plattform an. „Um Emissionen zu senken, müssen Unternehmen wissen, wie groß der eigene CO2-Fußabdruck ist. Die dafür notwendige Transparenz wollen wir über die Online-Plattform schaffen. So können wir die Umsetzung von Regularien vereinfachen und legen zudem die Grundlage zur Kreislaufwirtschaft“, sagt Sebastian Smerat, Projektleiter bei thyssenkrupp Materials Services. Über die gesamte Lieferkette hinweg können die Projektpartner dank Maschinen- und Produktionsdaten Maßnahmen für mehr Nachhaltigkeit bewerten. Dazu gehört beispielsweise die konkrete CO2-Ersparnis, wenn Anwender aus einer bestimmten Menge Metall zusätzliche Bauteile gewinnen oder unnötige Materialtransporte vermeiden. „Eine Besonderheit von de:karb ist die Reduktion der CO2-Nutzung durch Optimierungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Hier spielen Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) und des maschinellen Lernens eine zentrale Rolle“, erklärt Marco Huber, der am Fraunhofer IPA das Projekt verantwortet.

Technologien rund um KI und Vernetzung

Die deutsche Stahl- und Blechproduktion verursacht laut der Eröffnungsbilanz Klimaschutz des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) rund ein Viertel der Industrieemissionen in Deutschland. Besonders energieintensiv ist es, das Rohmaterial herzustellen. Die Materialausnutzung in der Fertigung zu verbessern ist deshalb ein Schwerpunkt im Forschungsvorhaben. TRUMPF arbeitet dafür an neuen Technologien für das Schachteln, um mithilfe von KI mehr Teile aus dem Blech herauszuschneiden. Ein weiterer Aspekt der Initiative ist die Optimierung des Scheduling-Verfahrens, also des zeitlichen Ablaufs in der Produktion. Hier arbeitet das Fraunhofer IPA daran, mithilfe von KI ökologische Rahmenbedingungen bei der Fertigung zu berücksichtigen. So wäre es beispielsweise möglich, besonders energieintensive Produktionsschritte wie die Laserbearbeitung dann stattfinden zu lassen, wenn möglichst viel Strom aus erneuerbaren Ressourcen vorhanden ist. Gleichzeitig sollen die Strategien Anwendern gewährleisten, Auftrage flexibel abzuarbeiten. Die Aufgabe von thyssenkrupp Materials Services ist es, die Material-, Wert- und Datenströme mittels einer zu entwickelnden digitalen Plattform zu orchestrieren. So lassen sich Einsatzmaterialien und deren Kenndaten zurückverfolgen. Einheitliche Standards sollen dabei die Vernetzung erlauben.

CO2-Abdruck als Wettbewerbskriterium

Da sich der ökologische Fußabdruck der Fertigung immer mehr zum Wettbewerbskriterium entwickelt, reagieren die Partner mit dem Projekt schon heute auf die sich verändernden Bedürfnisse von Kunden und Unternehmen.

„Vor allem in westlichen Märkten achten Kunden immer mehr auf den CO2-Ausstoß der Unternehmen. Wer besonders klimaschonende Wertschöpfungsketten nachweisen kann, sichert sich Wettbewerbsvorteile”, sagt Ottnad. Weitere Projektpartner sind die Unternehmensberatungen AEC und SES-Ingenieure, die duale Hochschule Baden-Württemberg, das KI-Start-up Nash und der Blechfertiger H.P. Kaysser.

Über thyssenkrupp Materials Services

thyssenkrupp Materials Services ist mit rund 380 Standorten – davon ca. 260 Lagerstandorte – in mehr als 30 Ländern der größte werksunabhängige Werkstoff-Händler und -Dienstleister in der westlichen Welt. Das vielseitige Leistungsspektrum der Werkstoffexperten ermöglicht es den Kunden, sich noch stärker auf die individuellen Kerngeschäfte zu konzentrieren. Im Rahmen der strategischen Weiterentwicklung „Materials as a Service“ fokussiert sich das Unternehmen auf die Lieferung von Roh- und Werkstoffen sowie Produkte und Dienstleistungen im Bereich Supply Chain Management. Digitale Lösungen sorgen für effiziente und ressourcenschonende Prozesse beim Kunden und bieten so die Grundlage für nachhaltiges Handeln. Ab 2030 wird Materials Services klimaneutral agieren.

Über das Fraunhofer IPA

Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, kurz Fraunhofer IPA, ist mit annähernd 1200 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern eines der größten Institute der Fraunhofer-Gesellschaft. Der gesamte Haushalt beträgt 82 Mio. €. Organisatorische und technologische Aufgaben aus der Produktion sind Forschungsschwerpunkte des Instituts. Methoden, Komponenten und Geräte bis hin zu kompletten Maschinen und Anlagen werden entwickelt, erprobt und umgesetzt. 19 Fachabteilungen arbeiten interdisziplinär, koordiniert durch 6 Geschäftsfelder, vor allem mit den Branchen Automotive, Maschinen- und Anlagenbau, Elektronik und Mikrosystemtechnik, Energie, Medizin- und Biotechnik sowie Prozessindustrie zusammen. An der wirtschaftlichen Produktion nachhaltiger und personalisierter Produkte orientiert das Fraunhofer IPA seine Forschung.