In BioFusion 4.0 wird für die Integration biologischer Prinzipien der gesamte Produktlebenszyklus betrachtet. Die Vernetzung der verschiedenen Teilprojekte ist von entscheidender Bedeutung, um eine effektive Zusammenarbeit und Koordination entlang des gesamten Lebenszyklus zu ermöglichen. Die Projektergebnisse lassen sich den Phasen Begin of Life, Mid of Life und End of Life zuordnen.
Zunächst werden Optimierungsmöglichkeiten für Geschäftsmodelle ausgearbeitet, um die biologische Transformation in Unternehmen zu integrieren. Ein wichtiger Aspekt dabei ist die Kreislaufwirtschaft. Damit diese sichergestellt wird, werden im nächsten Schritt biogene Materialien entwickelt, welche biologisch abbaubar sind und sich somit am Ende des Lebenszyklus vollständig zersetzen. Des Weiteren sollen nachhaltige Produktdesigns ermöglicht werden. Dafür werden bereits früh bioinspirierte, biointegrierte und biointelligente Produkte sowie deren digitalen Zwillinge entwickelt. Die digitalen Zwillinge sammeln während des kompletten Lebenszyklus des Produktes Daten, welche im Anschluss ausgewertet werden können. Damit ist die biologische Transformation im Begin of Life abgeschlossen. Es folgt Mid of Life; dieses bildet die Produktion des zuvor entwickelten Produktes ab. In dieser Phase werden biologische Prinzipien zum einen durch das Prinzip der Selbstheilung integriert. Das bedeutet, dass Abweichungen im Prozess automatisch erkannt und eigenständig wieder in den Ausgangszustand gebracht werden. Darüber hinaus ist es in der Produktion essenziell, dass Menschen, Maschinen und IT-Systeme miteinander kommunizieren, um eine selbstkoordinierte und biointelligente, optimierte Produktion zu ermöglichen. Während der Produktion werden die Werker durch biointelligente Werker-Assistenzsysteme entlastet. Damit ein Kreislauf entsteht, werden im End of Life die Produkte wieder nutzbar gemacht. Zusätzlich kann hier durch die im digitalen Zwilling gesammelten Daten der CO2-Fußabdruck ausgegeben werden. Diese ganzen Ansätze, biologische Transformation in die Industrie zu übertragen, sollen so umweltverträglich wie möglich umgesetzt werden. Aus diesem Grund werden begleitend Ökobilanzen durchgeführt, um die Umweltwirkungen zu ermitteln und die Ansätze gegebenenfalls anzupassen.
Geschäftsmodelle für die Biologische Transformation
Ziel dieses Teilprojektes ist, Unternehmen bei der Analyse ihres bestehenden Geschäftsmodells hinsichtlich Potenzialen der Biologischen Transformation und darauf aufbauend bei der Gestaltung und Implementierung von Maßnahmen zur Weiterentwicklung des Geschäftsmodells zu unterstützen.
Additive Fertigung mit biogenen und abbaubaren Polymeren
Ziel dieses Teilprojektes ist die Identifikation von aktuellen Potentialen und Limitierungen, die innerhalb der bestehenden Fertigungsprozessketten für den Einsatz des angestrebten biologischen Transformationsprozesses geeignet sind.
Engineering biologisch transformierter Produkte
Ziel des Teilprojektes ist es, aufzuzeigen, wie die Biologische Transformation die Produktentstehung der Zukunft verändern wird und wie dessen Prinzipien hier systemisch zusammenwirken.
Bionische Integration für vernetzte Produktionssysteme
Kernaufgabe des Teilprojekts ist die Analyse (Inspiration) und Identifikation der Integration von Bionischen Prinzipien, inwieweit und unter welchen Randbedingungen sie ganzheitliche Produktionssysteme ergänzen oder auch für deren Elemente alternativ verwendet werden können.
Ökologisch intelligente Services für vernetzte Produktionssysteme
Ziel dieses Teilprojektes ist es, ein dezentrales System zu schaffen, um eine flexible und adaptive Vernetzung bereitzustellen, bei dem Teilnehmer (Maschinen, IT-Systeme oder/und Menschen) untereinander kommunizieren können.
Biointelligente Werker-Assistenzsysteme
Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines Konzeptes, die technologische Erprobung und Demonstration eines MRK-Arbeitsplatzes 4.0 mit intelligenter Ergonomieunterstützung durch Smart Wearable Robotics und einer I4.0-Cloudanbindung mit Ergonomie-Mehrwertdiensten sowie Geschäftsmodellen.
Intelligente Rückführung von Wertstoffen
Die Vision einer solchen Kreislaufwirtschaft betrifft dabei die Entwicklung bzw. Optimierung von wirtschaftlichen Prozessen, welche durch geeignete Instrumente einen Informationsfluss ermöglicht, der zukünftig entlang der gesamten Wertschöpfungskette Aufschluss über die Lebensdauer, Zusammensetzung, ökologische Belastung etc. gibt.