TU BRAUNSCHWEIG

Forschungsprofil

Die Professur Nachhaltige Produktion und Life Cycle Engineering des IWF verfolgt einen systemischen Ansatz zur integrierten Gestaltung von Produkten und Prozessen unter den Anforderungen einer Nachhaltigen Entwicklung (technisch-wirtschaftlich und ökologisch). Die Arbeiten strukturieren sich als „Matrixorganisation“ in die Abteilungen „Nachhaltige Produktion“ und „Life Cycle Engineering“ sowie „Die Lernfabrik“ einschließlich der Infrastruktur für einen forschungsorientierten Lehr-Lernansatz. Ergänzt werden die Abteilungen zum einen durch die Gruppe „Ökoeffizienter Leichtbau“, die sich im Rahmen der Open Hybrid LabFactory (OHLF) auf die energie- und ressourceneffiziente Produktion und das Life Cycle Engineering von hybriden Bauteilen mit Funktionsintegration für Anwendungen in heutigen und zukünftigen Fahrzeugkonzepten konzentriert. Zum anderen bündelt die Gruppe „Ökoeffiziente Batterieproduktion“ unsere Forschung zu "grünen“ Batterien. Hier forschen wir in der Battery LabFactory Braunschweig (BLB) an Ansätzen zur Herstellung von Batteriezellen mit minimaler Umweltbelastung und hoher Wirtschaftlichkeit.

Zu unseren Forschungsfeldern gehören:

Integrated Computational Production und Life Cycle Engineering

Wir kombinieren komplementäre Modellierungs- und Simulationsparadigmen zur Analyse und Bewertung komplexer dynamischer Systeme auf Prozess-, Prozessketten-, Fabrik- und Lebenszyklus-Ebene. Mit multiskalaren Ansätzen zielen wir auf ein tiefes Verständnis von Produkt-Prozess-Interdependenzen und identifizieren damit Hebel, um Kosten sowie Material- und Energieeinsatz zu minimieren.

Projektbeispiele:

  • DaLion – Data-Mining in der Produktion von Lithium-Ionen Batteriezellen
  • MultiMaK2 – Entwicklung von Design- und Bewertungstools für nutzungsgerecht ökologisch optimierte Multi-Material-KFZ-Bauteilkonzepte in der Großserie
  • MEMAN – Integral Material and Energy Flow MANagement in MANufacturing Metal Mechanic Sector
  • Sim2Pro – Multi-Level-Simulation von Produkt-Prozess-Wechselwirkungen
  • EmKoZell – Ergebnisdatenbank, Modell- und Kommunikationsmanagement für das Kompetenzcluster Batteriezellproduktion
  • Fleets Go Green – Ganzheitliche Analyse und Bewertung der Umwelteffizienz von Elektro- und Plug-In-Hybrid-Fahrzeugen in der Alltagsnutzung am Beispiel des Flottenbetrieb
  • Synus - Methoden und Werkzeuge für eine synergetische Konzeptionierung und Bewertung von Industrie 4.0-Lösungen

Cyber-Physical Production Systems

Industrie 4.0 adressiert die zunehmende Konvergenz der industriellen Produktion mit digitalen Technologien. Mit dem Ziel der Realisierung energie- und ressourceneffizienter Fabriken entwickeln wir integrierte Lösungen basierend auf innovativen Ansätzen zur Datenerfassung, -verarbeitung und -analyse sowie der Modellierung von Material- und Energieflüssen.

Projektbeispiele:

  • DaLion – Data-Mining in der Produktion von Lithium-Ionen Batteriezellen
  • ESIMA – Verbesserte Ressourceneffizienz in der Produktion durch energieautarke Sensorik und Interaktion mit mobilen Anwendern
  • Galvanik 4.0 – Entwicklung einer Produktionstechnik zur sicheren und effizienten Großserienbeschichtung hochfester Verbindungselemente für die Automobilindustrie
  • PERFoRM – Production harmonizEd Reconfiguration of Flexible Robots and Machinery
  • SiGgI – Silicon Graphite goes Industry
  • Synus - Methoden und Werkzeuge für eine synergetische Konzeptionierung und Bewertung von Industrie 4.0-Lösungen

Circular Economy and Industrial Symbiosis

Wir analysieren und bewerten Produkte und Prozesse entlang ihrer Lebenszyklen basierend auf den Ansätzen des Life Cycle Costing (Lebenszykluskostenrechnung) und Life Cycle Assessment (Ökobilanzen). Wir forschen zu Methoden und Werkzeugen zur Unterstützung einer die umwelt- und recyclinggerechten Produktgestaltung sowie der Planung und Auslegung von Demontage- und Recyclingsystemen. Aufbauend auf dem Ansatz der Industriellen Symbiose entwickeln wir Methoden und Werkzeuge, damit Nebenprodukte und Abfälle effizient genutzt werden können.

Projektbeispiele:

  • BiNa – Neue Wege, Strategien, Geschäfts- und Kommunikationsmodelle für Biokunststoffe als Baustein einer Nachhaltigen Wirtschaft
  • JOSITURF – Joint SIMTech-TU Braunschweig Research Factory for Urban and Energy Efficient Manufacturing through ICT

Factories of the Future

Wir sehen die Fabrik als einen Ort der Wertschöpfung, der positiv auf seine Umgebung wirken kann. Wir arbeiten an der Produktion der Zukunft und sehen sowohl Produktionsprozesse und -systeme als auch Fabriken nicht als abgeschlossene Systeme an, sondern im Zusammenhang mit ihrer Umgebung. Die Stadt wird als Ort für innovative Fabriken der Zukunft ein wichtiger Standort sein. Dabei arbeiten wir am Grundverständnis urbaner Produktionssysteme und nutzen neue digitale Technologien.

Projektbeispiele:

  • Urban Factory– Ressourceneffiziente Fabriken in der Stadt
  • LinkUP – Logistic Impact of Urban Production (DAAD)
  • MEMAN – Integral Material and Energy Flow MANagement in MANufacturing Metal Mechanic Sector
  • PERFoRM – Production harmonizEd Reconfiguration of Flexible Robots and Machinery
  • SynErgie (Kopernikus-Projekt)
  • JOSITURF – Joint SIMTech-TU Braunschweig Research Factory for Urban and Energy Efficient Manufacturing through ICT

“Die Lernfabrik” and Engineering Education

Unsere Lernfabrik bietet eine einzigartige Infrastruktur, um unsere erzielten Erkenntnisse aus der Forschung zu verbreiten und für neue Ideen zu begeistern. Innovative Lehrmethoden – wie z.B. game-based learning – helfen Studierenden und Fachleuten dabei, ein tieferes Verständnis über Nachhaltigkeit in der Produktion und geeignete Konzepte, Methoden und Werkzeuge zu erlangen. Adaptive Lehr-/Lernsysteme passen sich dem Lernfortschritt individueller Lernender an.

Projektbeispiele:

  • JInGEL – Join Indo-German Experience Lab
  • ILehLe – Die Intelligente Lehr-Lernumgebung
  • Mittelstand 4.0 – Expertenfabrik für Digitalisierung

Sustainable production technologies

Unsere Forschung konzentriert sich auf Produktionstechnologien zur Maximierung der Energie- und Ressourceneffizienz. Wir untersuchen beispielsweise alternative Kühlschmierstoffe mit dem Ziel einer mineralölfreien Fabrik.

Projektbeispiele:

  • Glyzerin II – Entwicklung eines Glyzerin basierten Kühlschmierstoffes für verschiedene Metalle
  • ViLAr – Verwendung innovativer Bio-Polymerer Lösungen in der Aluminiumzerspanung
  • KSS-Schnelltest

  aktualisiert am 19.10.2017
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