Bericht

Nachhaltige Kreislaufwirtschaft

Der digitale Zwilling liefert die Daten, die für eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft unerlässlich sind. Mit den Themen digitales Typenschild und digitaler Produktpass haben wir über die Verbindung von Nachhaltigkeit und Verwaltungsschale bereits berichtet.

Mit dem Dokument „Digitale Kreislaufwirtschaft mit Industrie 4.0“ liegt eine empfehlenswerte Anforderungsanalyse und Vision der Umsetzung vor. Auf acht Seiten erläutern Sten Grüner, Thomas Gamer, Ralf Gitzel und Marco Ulrich, tätig im ABB Corporate Research Center Germany, wie die Anforderungen der Kreislaufwirtschaft mit der standardisierten Infrastruktur der Verwaltungsschale der Plattform Industrie 4.0 bedient werden können.

Teilmodelle für verschiedene Anwendungsfälle

Für eine geschlossene Kreislaufwirtschaft sind viele Informationen nötig, z.B. muss das Recycling-Unternehmen wissen, aus welchen Materialen ein Produkt besteht. Auch werden Verbraucher Kaufentscheidungen immer häufiger aus Gründen der Nachhaltigkeit treffen und wollen z.B. über Energieverbrauch oder CO2-Fussabdruck informiert sein. Die Verwaltungsschale (Asset Administration Shell) der Plattform Industrie 4.0 schafft die Infrastruktur, um diese Informationen über den gesamten Lebenszyklus eines Produktes oder einer Maschine abzubilden. Verschiedene Teilmodelle liefern die notwendigen Daten je nach Anwendungsfall. Die IDTA-Webseite mit den Templates gibt einen Überblick, welche Teilmodelle in Arbeit und welche bereits umgesetzt sind. Hinter der Überschrift „Digital Nameplate for Industrial Equipment“ verbirgt sich das oben erwähnte digitale Typenschild.

Die Verwaltungsschale überzeugt, da sie den Lebenszyklus begleitet, auf offenen Schnittstellen basiert und damit Interoperabilität über Unternehmensgrenzen hinweg ermöglicht sowie eine sichere und belastbare Infrastruktur für statische und dynamische Daten bereitstellt.

Beispiele aus der Industrie

Anwendungsfälle der Kreislaufwirtschaft mit positiven Auswirkungen auf unsere Umwelt teilen die Autoren in zwei Kategorien. Beispielsweise benötigt man für Systemoptimierungen viele Prozessdaten, um Energieverbrauch oder Transportwege zu minimieren. Bei Reparaturen, Up- oder Recycling sind eher Informationen über den gesamten Lebenszyklus eines Produkts gefragt. Die Möglichkeit der Verwaltungsschale sowohl statische als auch dynamische Daten zu speichern und zu kommunizieren, kommt beiden Anwendungsfällen sehr entgegen. Der Bericht greift gute Beispiel dafür auf:

  • Umweltgesetze verlangen bestimmte Dokumentationen zu Materialien und Gefahrstoffen. Ein Produzent muss dafür die vorgefertigten Bauteile der Zulieferer kennen und deren Konformität sicherstellen. In der realen Produktionsumgebung entstehen aus einzelnen Bauteilen und Komponenten funktionsfähige Schaltschränke, die zu Maschinen und vernetzten Anlagen zusammengeführt werden. Hat jede Komponente eine Verwaltungsschale setzt sich diese ebenso zu einem Gesamtbild aller Einzelteile zusammen. So ergibt sich das Gesamtbild einer Anlage aus den digitalen Zwillingen der installierten Hard- und Software sowie aus den zusätzlichen Informationen der in der Anlage ablaufenden Prozesse.
  • Der Verkauf und die Rücknahme von Elektro- und Elektronikgeräten müssen nachgehalten werden. Dies und auch die passende Demontageanleitung sind über den digitalen Zwilling schnell und einfach zu finden.
  • Nationale Gesetzgebung birgt hinsichtlich der Dokumentation und Kennzeichnung große Herausforderungen. Mit Einsatz der Verwaltungsschale ist die eindeutige Zuordnung automatisch gegeben. Die entsprechenden Dokumente sind in der Verwaltungsschale abgelegt, Versionen können zuverlässig nachverfolgt werden.

Digitally enabled circular economy with Industry 4.0: https://www.vulkan-shop.de/digitally-enabled-circular-economy-with-industry-4-0

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