Konzepte für die ressourceneffiziente und sichere Produktion von Leichtbaustrukturen (KORESIL)

Der moderne Systemleichtbau verknüpft viele Teilbereiche der Ingenieur- und der Arbeitswissenschaften. Die Forschung und Entwicklung fokussierte dabei bisher auf die Identifikation und Behebung von technologischen Defiziten in den Fertigungsprozessketten. Heute dominieren die rasant fortschreitende Digitalisierung, die immer stärkere Verschmelzung der realen und der virtuellen Welt und die Einbindung des Menschen in den Fertigungsprozess. Besonders herausfordernd sind dabei die Beherrschung der innovativen Prozessketten des modernen Systemleichtbaus mit Verarbeitung unterschiedlicher Werkstoffe und zunehmender Funktionsintegration. Die Fabrik der Zukunft bleibt dabei ein soziotechnisches System mit dem Menschen im Mittelpunkt. Daher kann nur die soziotechnische und die ökologisch-ökonomische Bewertung neuer Technologien zu nachhaltigen Innovationen führen.

Erfolgsfaktor der Plattform FOREL ist die experimentelle Entwicklung von Technologien und Methoden, die weit über den Stand der Technik hinausweisen. Dieses Prinzip soll im neuen FOREL-Vorhaben KORESIL weiterverfolgt werden. Im Zuge der zukunftsgerichteten Technologieentwicklung werden nun moderne Produktionshilfsmittel, wie online Life Cycle Assessment (LCA), Augmented Reality (AR) und Kollaborierende Roboter (Cobotik), im Mittelpunkt der Arbeiten stehen. Über den gesamten Produkt-Lebenszyklus – von der Entwicklung und Produktion über die Nutzung bis hin zur Stoffkreislaufführung durch Demontage und Recycling – sollen so die Potenziale aktueller soziotechnischer Methoden demonstriert und deren Einfluss auf eine sichere und attraktive Arbeitsplatzgestaltung aufgezeigt werden.

Am Beispiel der fünf Technologieszenarien Strangpressen, Laserauftragsschweißen, Partieller Kunststoffspritzguss, Fügen/Entfügen sowie Recycling und Stoffkreislaufführung für den Produktlebenszyklus einer Metall/Kunststoff-Leichtbau-Hybridstruktur werden die typischen Arbeitsplatz-Anforderungen, wie beispielsweise Qualifizierungsbedarf, Einarbeitungszeit, körperliche Beanspruchung und Ressourcenverbrauch, ermittelt. Auf Basis der umfassenden Prozessdatenerfassung werden innovative Lösungen für die Arbeitsplatzgestaltung erarbeitet. Die virtuelle Verknüpfung der einzelnen Prozessschritte zu einer durchgehenden Prozessroute soll dabei größtmögliche Planungssicherheit gewährleisten. Der Einsatz neuer Produktionshilfsmittel wird im Rahmen von Laborversuchen erprobt.

Die Ergebnisse und Erfahrungen aus diesen Technologie-Demonstrationen werden im Rahmen mehrerer Kolloquien mit interessierten Anwendern aus der Industrie diskutiert. Im letzten Drittel des Projektes werden daraus Handlungsempfehlungen abgeleitet, die den jeweils aktuellen Stand der Technik detailliert beschreiben und einen Ausblick über einen Zeithorizont von 5-10 Jahren geben. Damit werden der projektübergreifende Austausch in der Analysephase weiter intensiviert und die Ergebnisse durch die Beteiligung einer Vielzahl von Erfahrungsträgern in die Anwendung überführt.

• Technische Universität Bergakademie Freiberg
• Technische Universität Dortmund
• Technische Universität Dresden
• Technische Universität München
• Universität Paderborn