Neues DFG-Schwerpunktprogramm unter Leitung der Universit?t Paderborn
Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat sechs neue Schwerpunktprogramme eingerichtet, die im kommenden Jahr starten. Bei den Initiativen werden wissenschaftliche Grundlagen besonders aktueller Forschungsgebiete standortübergreifend untersucht. Prof. Dr.-Ing. Iris Gr??ler, Wissenschaftlerin an der Universit?t Paderborn, leitet eines der Programme. Ziel des gro?angelegten Vorhabens ist es, die Leistungsf?higkeit der interdisziplin?ren Produktentstehung zu erh?hen. Damit sollen die komplexen Herausforderungen der Kreislaufwirtschaft, globaler Abh?ngigkeiten und der digitalen Transformation im Maschinen- und Anlagenbau gemeistert werden. Im Kern geht es dabei um Grundlagenforschung zu Verfahren und Methoden von Data Science und künstlicher Intelligenz (KI), die künftig menschliche F?higkeiten erg?nzen k?nnen. Die sechs Programme werden über eine Dauer von zun?chst drei Jahren mit insgesamt 44 Millionen Euro gef?rdert.
Etablierte Verfahren sto?en an ihre Grenzen
?Technische Systeme sind zunehmend interdisziplin?r, komplex und immer st?rker miteinander vernetzt. Produkt und Produktionssystem erfordern deshalb eine Mehrzieloptimierung. Durch den Anspruch auf Nachhaltigkeit und Kreislauff?higkeit steiget die Komplexit?t noch weiter an“, erkl?rt Gr??ler, die am Heinz Nixdorf Institut der Universit?t Paderborn den Lehrstuhl für Produktentstehung leitet. Laut der Wissenschaftlerin treten viele der daraus resultierenden Anforderungen allerdings erst zu einem sp?teren Zeitpunkt im Produktleben auf, z. B. w?hrend der Nutzung, der Au?erbetriebnahme oder der Materialrückführung. Aber: Vor- und nachgelagerte Ressourcenverbr?uche sowie zukünftig verfügbare Rezyklatmengen – Stoffe, die beim Recycling von Kunststoffen gewonnen werden – müssen bereits w?hrend der Produktentstehung mitgedacht werden. Die Gesamtverantwortung dafür tragen die Produktentwickler*innen als zentrale Akteur*innen der Kreislaufwirtschaft. Gr??ler nennt ein konkretes Beispiel: ?Ein Elektrofahrzeug muss heute eine gro?e Reichweite haben, lange nutzbar sein und am Ende seines Lebens wiederverwendbar bzw. rezyklierbar sein. Zum Zeitpunkt der Produktentstehung sind allerdings noch gar nicht ausreichend Produkte im Betrieb, um tats?chliches Fahr- und Nutzerverhalten, Ladezyklen, Verschlei? oder die Technologiereife von Recycling-Verfahren sicher bewerten zu k?nnen. Technische Systeme müssen auf die Anforderungen zukünftiger M?rkte hin gestaltet werden, dabei aber auch auf Produktions-, Instandhaltungs- und Recyclingtechnologien ausgelegt werden. Die Leistungsf?higkeit bislang etablierter Verfahren der Ingenieurwissenschaften – wie Heuristiken, Modellbildung und Simulation – st??t in solchen F?llen an ihre Grenzen.“
Neues Wissen für zukünftige Prozesse
Die diversen Herausforderungen machen eine Leistungssteigerung der interdisziplin?ren Produktentstehung notwendig. Dieses Ziel wollen die Wissenschaftler*innen durch die systematische Einbeziehung von Daten erreichen. Mithilfe von Data Science und KI k?nnen z. B. relevante Zusammenh?nge zwischen der Produktnutzung und der Rückführung von Produktbestandteilen in den Materialkreislauf abgebildet werden. Gr??ler: ?Neue Konzepte sind erforderlich, um in der Produkt- und Produktionssystementwicklung mit schnell ver?nderlichen, extremen Daten in unterschiedlichen Formaten umzugehen und zukünftig erforderliche Datenlagen rechtzeitig vorzubereiten: Welche Daten brauchen wir heute, welche morgen? Welche Informationen müssen wir zu welchem neuen Wissen aggregieren, um es in zukünftigen Entwicklungsprozessen zu berücksichtigen?“ Methoden von KI und Data Science k?nnten künftig – als Erg?nzung menschlicher F?higkeiten – in Verbindung mit bisherigen Verfahren genutzt werden, um die Effizienz der Produktentstehung zu erh?hen.
