Forschungsinfrastruktur für die SMART RECYCLING FACTORY (FIS SRF)

Kreislaufwirtschaft, Circular Economy, Digitaler Produktpass, Industrial Metaverse, zirkuläres Bauen, Digitaler Zwilling, Computer Vision, KI, Ob-jektdetektion, Robotik, Simulation, Sensorik, Hochfrequenz, Regulatorik, zirkuläres Bauen, Gebäuderessourcenpass, Verbundbaustoffe, Ökodesign-Verordnung, ESPR

Hochschule Bielefeld

Fachbereich Campus Minden

Artilleriestr. 9

32427 Minden

Kooperationspartner

Kreis Minden-Lübbecke, KAVG (Projektkoordination)

TH OWL

DIN e.V.

Projektlaufzeit

01.11.2024 - 31.10.2027

Projektförderung

 EFRE/JTF-Programm NRW – Forschungsinfrastrukturen

Kurzbeschreibung

Das Gesamtziel des Vorhabens „Forschungsinfrastruktur für die SMART RECYCLING FACTORY (FIS_SRF) adressiert die Herausforderungen der Kreislaufwirtschaft durch die Schaffung einer baulichen und digitalen For-schungsinfrastruktur, die Forschungsvorhaben zur sortenreinen Rückge-winnung, zur hochwertigen Rückführung und Weiterverwendung von Wertstoffen sowie zur Konstruktion ressourceneffizient und kreislauffähig gestalteter Materialien und Produkte ermöglicht und optimal unterstützt. Ziel ist es, die Basis für eine zukunftsweisende, transdisziplinäre For-schung zur Circular Economy zu schaffen, um aus der Region Ostwestfa-len-Lippe heraus signifikant dazu beizutragen, Ressourcen einzusparen, den CO2- Ausstoß zu vermindern und die Wirtschaft in der Region zu stär-ken.

Teilprojekt Industrial Metaverse

Mit dem Teilprojekt Industrial Metaverse wird eine virtuelle Infrastruktur geschaffen, die perspektivisch Simulationen und automatisierte Entschei-dungen für das gesamte Ressourcenzentrum ermöglicht. Anwendungs-zweck

kann z.B. die dynamische Anpassung der Sortierung an den Bedarf an re-cycelten Rohstoffen unter Berücksichtigung von Rohstoffpreisen und Ver-fügbarkeit sein. Das Industrial Metaverse ist die Plattform zur simulations-basierten Optimierung der Betriebsführung der Anlage unter Berücksichti-gung von Nachhaltigkeitsaspekten, wie z. B. Wirtschaftlichkeit und Ener-giebedarf. Das Hardwaresetup, bestehend aus einem Förderband mit Greifroboter, das Pick-and-Sort-Prozesse im Labormaßstab zeigt, ermög-licht die reale Umsetzung von Anwendungsfällen: Auf einem Förderband werden Objekte in einem Materialstrom per Hochfrequenz und Kamera de-tektiert und erkannt. Dazu sollen effiziente KI-Methoden entwickelt wer-den. Ein Roboter greift diese Objekte und sortiert sie aus.

Teilprojekt Digitaler Produktpass

Das Teilprojekt Digitaler Produktpass (DPP) schafft die Grundlage für die Optimierung der Kreislauffähigkeit von Materialien und Produkten und bil-det eine Schnittstelle zur Materialbibliothek im Forschungszentrum. Er setzt sich zusammen aus einer physischen Kennzeichnung, die am Produkt angebracht ist, dem sog. Hardwarecode sowie der damit digital verknüpf-ten Information. Durch Einbindung von Herstellern und juristischer Exper-tise wird eine ganzheitliche Entwicklung gewährleistet, die sowohl die Nut-zersicht als auch den komplexen Rechtsrahmen berücksichtigt. Dieser be-findet sich durch die Ökodesign-Verordnung (ESPR) und darauf basierend den Erlass von Durchführungsverordnungen und delegierten Rechtsakten stark im Wandel. Passend zum Bauvorhaben soll hinsichtlich geeigneter Produkte der Fokus zunächst auf Bauelemente der Gebäudehülle gelegt und mit dem Gebäuderessourcenpass verbunden werden.

Teilprojekt Begleitforschung am Bau

Das Teilprojekt Begleitforschung am Bau erforscht den Planungs- und Bauprozess des Vorhabens in Hinblick auf Nachhaltigkeit, Ressourceneffi-zienz und Ressourcenschonung. Zentral ist dabei auch die Dokumentation des Neubaus mit Hilfe des Gebäuderessourcenpasses als Schnittstelle zum DPP. Parallel und kontinuierlich zum Planungs- und Bauprozess des Neu-baus der baulich-räumlichen Infrastruktur werden ausgewählte Methoden und Bilanzierungswerkzeuge (z.B. Madaster ZI-Score, Urban Mining Index, Concular-Index, etc.) eingesetzt, die Erkenntnisse vergleichend evaluieren und die Ergebnisse als Entscheidungsgrundlagen in den Bauprozess ein-zuspeisen. Ein Fokus liegt hierbei auf der innovativen Holzbauweise sowie auf Verbindungsdetails und Dämmung im Sinne der Post-Zirkularität hin-sichtlich Demontierbarkeit und Rückbaufähigkeit sowie des Wiederverwen-dungspotentials von Materialien und Bauteilschichten. Die Prüfung und Optimierung der Trennbarkeit von Verbunden und deren Funktionalität steht im Vordergrund. Die Anwendung verschiedener Baustoffe wird im Hinblick auf die Trennbarkeit beurteilt und im Zusammenhang mit der Re-cyclingfreundlichkeit bewertet.