Biologische Transformation 4.0: Weiterentwicklung von Industrie 4.0 durch Integration biologischer Prinzipien (BioFusion)

Problemstellung
„Weniger ist Mehr“ ist ein essentieller Aspekt biointelligenter Wertschöpfungssysteme. Mit Hilfe der biologischen Transformation wird die Anwendung des Wissens über natürliche Prozesse bzw. die Biologie systematisch für die Entwicklung einer zukunftsfähigen industriellen Wertschöpfung genutzt. Durch das Verknüpfen technischer, biologischer und informatorischer Systeme sollen die Chancen biologischer Prozesse erkannt und erschlossen werden. Als Ergebnisse können (selbst-) transformierende Produktionssysteme, biointelligente Produktionsmittel und -verfahren, agile Produktionsregelungen, automatisiertes Engineering, d. h. vor allem Maschinelle Selbstgestaltung und -optimierung, u. v. m. entstehen.

Projektziel
Ziel des Forschungsprojekts BioFusion 4.0 ist es, Lösungen zu entwickeln, die die Biologische Transformation im Produktionsumfeld nachhaltig anwendbar machen. Die Ergebnisse werden anhand von industriellen Anwendungsfällen demonstriert sowie konkrete Umsetzungshilfen in Form von Methoden, Werkzeugen, Technologien und Modellen für die Biologische Transformation 4.0 abgeleitet, die auch auf weitere Technologiebereiche, Branchen und Regionen übertragbar sind.

Vorgehensweise
In einem ersten Schritt werden Prinzipien der Biologischen Transformation und Zukunftsszenarien modellhaft für den Berliner Produktionsstandort erarbeitet. Darauf aufbauend folgt die Entwicklung von Modellen und Methoden zur Förderung der Biologischen Transformation in enger Abstimmung mit den industriellen Partnern. Diese werden sowohl bei den beteiligten Großunternehmen als auch in kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) eingesetzt und erprobt. Hierzu werden passende Werkzeuge und Prozesse in acht unterschiedlichen Anwendungsfällen entwickelt. Daraus entsteht ein integrierter Technologiedemonstrator für eine bioinspirierte, biointegrierte und biointelligente Wertschöpfung. Das Vorhaben verzahnt mit seinen acht Demonstratoren die industriellen Anwendungsbereiche der Entwicklung, Montage und Herstellung. Beispielhafte Anwendungen sind Batteriesteuerungsmodule für die Elektromobilität, Nockenwellenkomponenten, Hochtemperatursysteme von Gasturbinen, elektrische Antriebe für industrielle Automatisierungslösungen sowie Kreislauf-Lösungen für die Entsorgungswirtschaft. In diesen und weiteren Bereichen werden die technischen und technologischen Erprobungen der Biologischen Transformation direkt in der industriellen Anwendung möglich gemacht.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Die Anwenderunternehmen erhoffen sich eine nachhaltigere, insbesondere ressourcenschonendere und ergonomische Produktion durch die entwickelten Lösungen. Die Technologieunternehmen planen, die erarbeiteten Methoden, Werkzeuge, Technologien und Modelle in ihr Produktportfolio aufzunehmen und damit sowohl ihre Kunden zu nachhaltiger Produktion zu befähigen als auch ihren Marktanteil zu steigern bzw. neue Zielkunden zu erreichen. Eine Übertragbarkeit ist durch die Diversität der Anwendungsfälle und beteiligten Partner gesichert.

• 5thIndustry GmbH
• ARBURG GmbH + Co KG
• budatec GmbH
• Collin Lab & Pilot Solutions GmbH
• CONTACT Software GmbH
• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein
• GreenDelta GmbH
• KleRo GmbH Roboterautomation
• Mercedes-Benz AG
• ModuleWorks GmbH
• Technische Universität Berlin