Damit Bauteile für künftige Automobile nicht mehr nur technologisch höchsten Ansprüchen genügen, sondern auch nachhaltig und rezyklierbar sind, soll künstliche Intelligenz den Ingenieurinnen und Ingenieure schon während der Produktplanung entsprechende Verbesserungsvorschläge machen. Diesen Ansatz verfolgt das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Projekt Cyclometric.
Recyclingrelevante Entscheidungen frühzeitig treffen
Recycling von Hochleistungsmaterialien scheitert häufig daran, dass sich die Werkstoffe nicht in ihre ursprünglichen Bestandteile trennen lassen. Cyclometric soll jetzt dafür sorgen, dass dieses Problem nicht erst am Ende des Lebenszyklus eines Produkts gelöst werden muss. Mit den derzeitigen Methoden und Werkzeugen werden Auswirkungen auf die Umwelt oft erst gegen Ende der Entwicklung oder sogar erst nach Produktionsbeginn untersucht – obwohl die relevantesten Entscheidungen über Produkteigenschaften deutlich früher getroffen werden.
Das neue System hilft, während der Entwicklung die richtigen Entscheidungen zu treffen. Dazu werden Daten, Informationen, Wissen über alle Entwicklungsphasen und Schnittstellen hinweg analysiert und bewertet. Dabei kommen Forschungsansätze des Advanced Systems Engineerings und Model-based Systems Engineerings in Verbindung mit Methoden der Ökobilanzierung sowie die Geschäftsmodellanalyse zum Einsatz.
Künstliche Intelligenz macht Verbesserungsvorschläge
Produktentwicklerinnen und Produktentwickler jonglieren täglich mit komplexen Parametern wie Produzierbarkeit, Rezyklierfähigkeit, Wiederverwendbarkeit, CO2-Emissionen und Kosten. Nicht zuletzt müssen die Erwartungen und Gewohnheiten der Kundinnen und Kunden mitgedacht werden. Ob bei der Auswahl des Materials oder der Planung von Produktionsschritten: das Tool berechnet die Auswirkungen und macht Verbesserungsvorschläge.
Als Anwendungsbeispiel für das digitale Werkzeug dient im Projekt Cyclometric eine Mittelkonsolenverkleidung. Sie besteht aus nachhaltigen Textilmaterialien und verfügt über in das Textil integrierte smarte Funktionen. Das fertige Tool ist dennoch nicht auf die Automobilbranche beschränkt. Es kann in allen Industriefeldern eingesetzt werden.
Recyclingfähige Materialien auswählen und prüfen
Einer der Projektpartner im Forschungsprojekt, das vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut wird, sind die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF). Aufgabe der DITF ist die Auswahl und Prüfung geeigneter Materialien. Das Team erarbeitet die passenden Fertigungs- und Verarbeitungsprozesse und erstellt einen Prototyp. An den Prüflaboren werden Testläufe zu Funktions-, Alltags-, Langzeit- und Extremtauglichkeit der textilen Strukturen und Faserverbundwerkstoffen durchgeführt, die bei der späteren Anwendung reproduzierbar sind. Zudem werden für die smarten Funktionen der Konsole Konzepte für Sensoren und Aktoren entwickelt.
Die DITF bringen als Partner im Forschungscampus Arena2036 umfangreiche Erfahrungen im Leichtbau durch Funktionsintegration bei Automobilen mit. Nach Abschluss des Projekts werden die Denkendorfer Forscherinnen und Forscher Unternehmen beraten, wie Textilien verstärkt im Fahrzeuginterieur eingesetzt werden können. gk