Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung eines Digital Twin für Low-Cost-Montageeinheiten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Parametric Technology GmbH durchgeführt. Basierend auf der Problemstellung und den Zielen des Gesamtvorhabens, sind aus Sicht der IT-Architekturen sowie der entsprechenden Software-Lösungen und Methoden heute noch keine durchgängigen Lösungen verfügbar. Der heutige Stand der Technik adressiert Werkzeuge nur für in sich gekapselte Domänen wie das 3D-Design, die Verwaltung von Engineering-Informationen, die Steuerung der Auftragsabwicklung in der Produktion, die Visualisierung und quantitative Erfassung von Qualitätszielen und Istzuständen etc. Es finden derzeit verschiedene Ansätze statt, Architekturen im Kontext des Zukunftsprojekts Industrie 4.0 des Bundesministeriums für Bildung und Forschung auszuarbeiten, die eine Grundlage zur Zielrichtung des Gesamtvorhabens darstellen könnten. Aus informationstechnischer Sicht wurden bisher weder Methoden und Ansätze ausreichend untersucht noch in einer ganzheitlichen Sicht im Kontext eines E-Fahrzeug-Montagekonzepts erprobt. Mit diesem Teilvorhaben wird zwar auf vorhandenen Architekturen aufgesetzt, neue Methoden sind jedoch zu entwickeln und in Form eines Demonstrators aufzuzeigen, wie Lösungsansätze und -modelle zur Erreichung des Gesamtziels des Vorhabens beitragen werden. Im Rahmen des Gesamtvorhabens wird eine reale Low-Cost-Montage physisch in Aachen aufgebaut. Als notwendige Ergänzung derselben wird auf Basis der Ergebnisse dieses Teilvorhabens ein digitaler Demonstrator (digitaler Zwilling) der physischen Low-Cost-Montage entstehen. Arbeitspaket 1 (AP1): Selbstfahrende E-Fahrzeug-Chassis 'Arbeitspaket 2 (AP2): Rapid Fixture 'Arbeitspaket 3 (AP3): Toleranzausgleich durch 3D-Druck-Justage 'Arbeitspaket 4 (AP4): Montagestruktur und -steuerung 'Arbeitspaket 5 (AP5): Geschäftsmodelle 'Arbeitspaket 6 (AP6): Demonstrator 'Arbeitspaket 7 (AP7): Projektmanagement.
Das Projekt "Teilvorhaben: Konzeption, Entwicklung und Demonstration von Produktionstechnologien für Low-Cost-Montageeinheiten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Lehrstuhl für Production Engineering of E-Mobility Components durchgeführt. Übergeordnetes Ziel ist der Aufbau einer funktionsfähigen Demonstratormontage für Elektrofahrzeuge zur Validierung von disruptiven Technologien für die Wertschöpfungsstruktur in der elektromobilen Endmontage bis zum Projektende: - Selbstfahrende E-Fahrzeugchassis in der Endmontage. - Automatisierter Vorrichtungsbau durch den Einsatz von additiven Fertigungsverfahren. - Substitution von hochiterativen Justageprozessen durch automatisiert generierte und additiv gefertigte Toleranzausgleichselemente. - Neukonfiguration der Montageumfänge und echtzeitfähige Steuerung der selbstfahrenden Chassis. Die betrachteten Technologiefelder müssen dazu zunächst erforscht werden, damit diese innerhalb einer Montageeinheit umgesetzt werden können. Dabei verfolgt das PEM als Konsortialführer des Vorhabens das Ziel der Konzeption der Einzeltechnologien innerhalb der dargestellten Handlungsfelder sowie die Integration in das Zielbild einer investitionsreduzierten und hocheffizienten Kleinserienmontage zur Befähigung der Wettbewerbsfähigkeit der Elektromobilproduktion. Entsprechend ist die Erarbeitung der folgenden Arbeitspakete angestrebt: - AP1: Selbstfahrende E-Fahrzeug-Chassis - AP2: Rapid Fixture - AP3: Toleranzausgleich durch 3D-Druck-Justage - AP4: Montagestruktur und -steuerung - AP5: Geschäftsmodelle - AP6: Demonstrator - AP7: Projektmanagement.
Das Projekt "Teilvorhaben: Montagestruktur, -steuerung und Gesamtdemonstrator" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen University, Werkzeugmaschinenlabor (WZL), Lehrstuhl für Produktionssystematik durchgeführt. Das übergeordnete Gesamtziel des Teilvorhabens 'Montagestruktur, -steuerung und Gesamtdemonstrator' besteht darin, eine Montagestruktur und zugehörige Montagesteuerung zu entwickeln, die die Flexibilität durch selbstfahrende E-Fahrzeug-Chassis und die damit einhergehenden Potenziale bestmöglich nutzen können, und diese in einem physisch erlebbaren Gesamtdemonstrator umzusetzen. Zur Erreichung dieses Gesamtziels wurden Arbeitsziele für die drei Arbeitspakete, an denen das WZL beteiligt ist, definiert: Arbeitsziele in Arbeitspaket 4 'Montagestruktur und -steuerung' - Entwicklung eines Anforderungskataloges für das Montage- und Layoutkonzept (bis Projektmonat 18) - Entwicklung eines Strukturbaukastens für das Montagekonzept (bis Projektmonat 20) - Entwicklung eines Grundmodells der notwendigen Informationsvernetzung zwischen den Montage-objekten und -personen (bis Projektmonat 21) - Konzeption einer echtzeitfähigen Montagesteuerung (bis Projektmonat 23) - Konzeption der notwendigen Informationsverarbeitung (bis Projektmonat 25) Arbeitsziele in Arbeitspaket 6 'Gesamtdemonstrator' - Konzeption des Gesamtdemonstrators inkl. umsetzungsfähigem 2D-Layout (bis Projektmonat 29) - Integration der Montagesteuerung in den physischen Gesamtdemonstrator (bis Projektmonat 33) Arbeitsziele in Arbeitspaket 7 'Projektmanagement und Dokumentation' - Sicherstellung der Einhaltung von Kosten- und Zeitplänen sowie des effizienten Einsatzes der Ressourcen (bis Projektmonat 36) - Veröffentlichung von mindestens vier Artikeln in wissenschaftlichen und praxisorientierten Journals bzw. Magazinen (jeweils zwei; bis Projektmonat 36 bzw. in Einzelfällen noch danach (aufgrund langer Durchlaufzeit bei hochwertigen Veröffentlichungen mit Review).
Das Projekt "Teilvorhaben: Konstruktion und Aufbau selbstfahrender E-Fahrzeug-Chassis für investitionsreduzierte Montageeinheiten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von e.GO Mobile AG durchgeführt. Das übergeordnete Ziel des Vorhabens besteht darin, ein umsetzungsfähiges Konzept der hochflexiblen, investitionsarmen und dezentralen Low-Cost-Montage von E-Fahrzeugen in der Zukunft zu gestalten, zu demonstrieren und zu validieren.
Im Teilvorhaben 'Konstruktion und Aufbau selbstfahrender E-Fahrzeug-Chassis für investitionsreduzierte Montageeinheiten' übernimmt die e.GO Mobile AG die Umsetzung der produktseitigen Anforderungen zur Realisierung von Low-Cost-Montageeinheiten in zwei Demonstratorfahrzeugen. Hierzu werden die E-Fahrzeugchassis konstruiert und aufgebaut, die sich zum vollautomatisierten Fahren in der Produktion befähigen lassen und die Möglichkeit bieten, hochiterative Justageumfänge in der Endmontage durch additiv gefertigte Toleranzausgleichselemente zu substituieren.
Folgenden konkreten Handlungsfelder werden adressiert: - Befähigung von selbstfahrenden E-Fahrzeug-Chassis zur Schaffung von struktureller Flexibilität und Reduktion von Infrastrukturinvestitionen - Automatisiertes Ableiten von Montagekonstruktionszeichnungen aus Produkt-Konstruktionszeichnungen und Drucken von Vorrichtungen - Aufbrechen teurer und hochiterativer Justageprozesse in der Montage durch Nutzung von gedruckten Elementen zum Ausgleich von Toleranzen - Informationsvernetzung in der Produktion: Befähigung der Mitarbeiter zu Flexibilität und Varianz durch Einsatz von Augmented-Reality-Anwendungen - Erforschung flexibler Low-Cost-Montagestrukturen (inkl. Layouts) und der notwendigen echtzeitfähigen Steuerungslogik - Erforschung möglicher Geschäftsmodelle zur Umsetzung der Low-Cost-Montage und Integration dieser in die Wertschöpfungskette.
Auf Basis der aggregierten Forschungsergebnisse in diesen Handlungsfeldern wird eine reale Low-Cost-Montage physisch aufgebaut werden, mit Hilfe derer die Forschungsergebnisse an einem realen Prototypenfahrzeug schließlich ganzheitlich evaluiert und validiert werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Aerosol Akademie e. V" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Aerosol Akademie e.V. durchgeführt. Die Arbeiten der Aerosol Akademie im Projekt umfassen einerseits die fortwährende Beobachtung und Analyse von Entwicklungen insbesondere im Bereich der kostengünstigen Messinstrumente für Partikel und Gase sowie die Prüfung einer möglichen Integration in laufende Projektarbeiten (Arbeitspaket 1), insbesondere die Intensivmesskampagnen. Andererseits entfällt ein wesentlicher Teil der Arbeiten im Projekt auf die Verwertung der Projektergebnisse (Arbeitspaket 5). Dies reicht von der kontinuierlichen Aufbereitung und Darstellung der Projektergebnisse in Fachkreisen und Öffentlichkeit über die Identifikation und Dokumentation neuer Vermarktungskonzepte bis hin zur 'horizontalen Vernetzung' mit Firmenvertretern, kommunalen Stakeholdern und interessierten Bürgern. Ein wichtiger Aspekt ist im Rahmen der Wissenschaftskommunikation auch die fachgerechte Aufbereitung der Ergebnisse für spezielle Stakeholder, z.B. aus Politik und Wissenschaft.
Der Arbeitsplan der Akademie umfasst folgende Punkte:
- Infrastruktur für Webauftritt und projektinterne Kommunikation
- Laufende Markt- und Technologiebeobachtung
- Öffentlichkeitsarbeit und Netzwerken
- Vermarktung und
- Anwenderbeirat.
Das Projekt "ilvorhaben: Karlsruher Institut für Technologie (KIT)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Telematik, Lehrstuhl für Pervasive Computing Systems durchgeführt. Dieses Teilvorhaben des Karlsruher Instituts für Technologie ist Teil des Verbundvorhabens 'Smart Air Quality Network (SmartAQnet)'. Es soll zeigen, wie Daten, die in dem Gesamtvorhaben mit Ultra-Low Cost Sensorik mit mobilen Geräten (Smartphones) gewonnen werden und die durch weitere Daten von existierenden oder noch zu schaffenden Messnetzen und Datenquellen ergänzt werden, in eine stadtklimatische Datenerfassung eingebracht werden können. Das Vorhaben ist in 5 Arbeitspakete aufgeteilt innerhalb derer das KIT TECO mit den anderen Partnern zu Themenblöcken zusammenarbeitet. Die Arbeitspakete sind nach verschiedenen Phasen einer datenorientierten Wertschöpfung orientiert. Im Zentrum der Datenerhebung steht die Erprobung innerhalb der Modellregion Augsburg (AP1). Hierzu werden in AP2 Basistechnologien erarbeitet, welche die Erfassung der Luftqualität in einer neuartigen mobilen und partizipativen Weise ermöglichen. Dies sind zum einen neue Geräte aber auch neuartige Nutzerschnittstellen für den Messprozess. Die mit Hilfe dieser Technologien gewonnenen Daten bekommen ihren Mehrwert durch die Datenaggregation mit vielfältigen Datenquellen und die darauf aufbauende Datenanalyse (AP3). Dieser Mehrwert soll durch neue Dienste und Anwendungen prototypisch gehoben werden (AP4).
Das Projekt "Teilvorhaben: GRIMM Aerosol Technik Ainring GmbH" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Grimm Aerosol Technik GmbH & Co.KG durchgeführt. Anforderungsanalyse. Herausforderungen bei der Erarbeitung neuer Sensorik umfassen unter anderem niedrige Investitionskosten (um eine hohe Dichte zu erreichen), dabei aber - trotz der gegenüber bestehenden Systemen niedrigeren Präzision - das Erreichen einer hohen zeitlichen Auflösung und einer hohen Toleranz gegen Umgebungseinflüsse (Belastung, Temperatur, Druck und Feuchte). Weitere Aspekte wie Netzwerkfähigkeit und Smartphone-Anbindung (zur Einbindung in moderne Telematik Systeme oder Gebäudeüberwachungssysteme), Langzeitstabilität und Wartungsarmut müssen betrachtet und in ihrer Gesamtheit mit anderen Systemparametern (z.B. Algorithmen zur Kompensation geringerer Präzision) gegeneinander abgewogen werden. Dabei sind Methoden zu definieren, um eine einheitliche zeitliche Normierung (Zeitstempel) und zeitliche Auflösung aller Sensoren im Netz zu gewährleisten. Entwicklung/Herstellung von einsetzbaren, autonomen, kommunizierenden Scientific Scouts (Partikelmessgeräten) zum mobilen und stationären Einsatz (z.B. auf öffentlichen Nahverkehrsplattformen, Straßenbeleuchtung, etc.). Dies beinhaltet die Entwicklung von zwei unterschiedlicher Messgerätetypen, einerseits Messgeräte die primär Partikelmassen bestimmen (PM-Werte) und andererseits Partikelmessgeräte die Ihren Messfokus auf die Partikelanzahl und -größenverteilung legen um wichtige Informationen zur Ursachenanalyse der Belastung durch Feinstaub zu erhalten (Quellenidentifikation). Dabei ist es wichtig, dass die Systeme Selbstdiagnosetools erhalten, um z.B. Verschmutzungsgrade und damit verbundene Messwertdriften einschätzen und selbständig korrigieren zu können. Abhängig vom Messfokus beruht das Messprinzip auf einer optischen Summen- (Nephelometrie) und/oder Einzelpartikelanalyse (Optical Particle Counting). Optimalerweise sollte beides durch ein kostengünstiges Nephelometer abgedeckt werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Helmholtz Zentrum München Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz Zentrum München Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH) - Institut für Epidemiologie II durchgeführt. Das Gesamtvorhaben SmartAQnet integriert Daten unterschiedlicher Herkunft und Qualität zu einem dynamischen Luftqualitätsmessnetzwerk über die gesamte Fläche der Stadt Augsburg. Das Teilprojekt etabliert in Kooperation mit den Projektpartnern ein Messnetz mit Scientific Scouts und Ultra-Low-Cost Sensoren in Augsburg und begleitet die Messungen durch Qualitätssicherungsmaßnahmen. Umfangreiche Referenzmessungen incl. der Quantifizierung von Aerosolquellen sollen zeigen, dass die im Rahmen des Gesamtvorhabens entwickelten Sensoren und Messgeräte Luftqualitätsdaten mit hinreichender Genauigkeit und Aussagekraft liefern, um die hohe räumliche und zeitliche Auflösung von Luftschadstoffdaten im urbanen Gebiet in ausreichender Qualität zu charakterisieren.
Flächendeckende und gleichzeitig geographisch stark aufgelöste Erfassung bzw. Abschätzung der Schadstoffbelastung wird zunehmend auch für epidemiologische Forschung erforderlich. Im Rahmen dieses Teilvorhabens soll ebenfalls abgeschätzt werden, inwieweit die gewonnenen Daten für epidemiologische Studien genutzt werden können.
Ziele des Teilvorhabens sind im Einzelnen: (a) Validierung der im Rahmen des Gesamtvorhabens entwickelten Scientific Scouts in stationären und mobilen Messungen durch Einsatz von stationären Referenzmessgeräten und tragbaren Messgeräten sowie Anwendung von Methoden zur Quellenidentifikation und Quellenquantifizierung (b) Durchführung von Feldmessungen mit den entwickelten Scientific Scouts im stationären und mobilen Einsatz mit dem Ziel qualitätsgesicherte Daten für das SmartAQNet bereitzustellen (c) Durchführung von personenbezogenen Messungen (begleitend zur Messkampagne mit Scientific Scouts und Ultra-Low-Cost Sensoren) sowie Validierung und Qualitätssicherung der Daten (d) Abschätzung der Eignung der neu gewonnen Daten (Scientific Scouts, Ultra-Low-Cost Sensoren) für künftige epidemiologische Forschung.
Das Projekt "Teilvorhaben: Viessmann" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Viessmann Werke Allendorf GmbH durchgeführt. Der Projektantrag zielt auf die Entwicklung eines 5 kWel SOFC-KWK-Systems (Solid Oxide Fuel Cell Kraft-Wärme-Kopplung) für Hotels, Gewerbe und Mehrfamilienhäuser ab. Dabei sollen elektrische Wirkungsgrade von 60 % und eine Gesamteffizienz von 95 % inklusive Warmwasserproduktion und/oder Heizungsanwendungen erreicht werden. Das System soll mit Erdgas oder Biomethan betrieben werden und wird ausgelegt, aufgebaut und getestet, um geringe Beschaffungskosten (Capital Expenditure (CAPEX) kleiner als 2000 EUR/kWel), eine hohe Lebensdauer (80.000 h) sowie eine gute Teillastfähigkeit, inklusive der Möglichkeit einer stromgeführten Betriebsweise bei Jahresbetriebsstunden von größer als 6.000 h, zu erreichen. Abhängig vom Betriebsszenario ergeben sich CO2-Einsparpotentiale von 1.000-10.000 t/a. Die Realisierung einer 5 kWel SOFC-KWK-Anlage ist das Ergebnis von Arbeitspaketen (WPs), die gemeinsam von Partnern aus Deutschland und Österreich bearbeitet werden. Das Projekt wird in zwei Teile unterteilt, wobei ein Teil durch das PtJ und ein Teil durch die FFG gefördert wird. An den meisten Arbeitspaketen nehmen Partner aus Deutschland (IKTS, AVL Schrick, Viessmann) und Österreich (AVL, Plansee, BIOS, FB) teil. Systempartner sollen im ersten Schritt die bereits vorhandenen Ideen für ein 5 kW-System in detaillierte Spezifikationen überführen. Ausgehend von der Systemspezifikation werden die Anlagenkomponenten entsprechend der neuen Anforderungen optimiert und in zwei Hardware-Generationen erprobt. Parallel zu Systementwicklung und Erprobung werden die kosten- und wirkungsgradkritischen Komponenten wie Stack, Stack-Modul, Gebläse und Wärmeauskopplung entwickelt. Ausgehend von den Systemtests und Wirtschaftlichkeitsanalysen soll ein Pfad für die Markeinführung der 5kW SOFC-Geräte erarbeitet werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Werkstoff-,Steck-und Modellentwicklung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme durchgeführt. Der Projektantrag zielt auf die Entwicklung eines 5 kWel SOFC-KWK-Systems (Solid Oxide Fuel Cell Kraft-Wärme-Kopplung) für Hotels, Gewerbe und Mehrfamilienhäuser ab. Dabei sollen elektrische Wirkungsgrade von 60 % und eine Gesamteffizienz von 95 % inklusive Warmwasserproduktion und/oder Heizungsanwendungen erreicht werden. Das System soll mit Erdgas oder Biomethan betrieben werden und wird ausgelegt, aufgebaut und getestet, um geringe Beschaffungskosten (Capital Expenditure (CAPEX) kleiner als 2000 EUR/kWel), eine hohe Lebensdauer (80.000 h) sowie eine gute Teillastfähigkeit, inklusive der Möglichkeit einer stromgeführten Betriebsweise bei Jahresbetriebsstunden von größer als 6.000 h, zu erreichen. Abhängig vom Betriebsszenario ergeben sich CO2-Einsparpotentiale von 1.000-10.000 t/a. Die Realisierung einer 5 kWel SOFC-KWK-Anlage ist das Ergebnis von Arbeitspaketen (WPs), die gemeinsam von Partnern aus Deutschland und Österreich bearbeitet werden. Das Projekt wird in zwei Teile unterteilt, wobei ein Teil durch das BMWi und ein Teil durch die FFG gefördert wird. An den meisten Arbeitspaketen nehmen Partner aus Deutschland (IKTS, AVL Schrick, Viessmann) und Österreich (AVL, Plansee, BIOS, FB) teil. Systempartner sollen im ersten Schritt die bereits vorhandenen Ideen für ein 5 kW-System in detaillierte Spezifikationen überführen. Ausgehend von der Systemspezifikation werden die Anlagenkomponenten entsprechend der neuen Anforderungen optimiert und in zwei Hardware-Generationen erprobt. Parallel zu Systementwicklung und Erprobung werden die kosten- und wirkungsgradkritischen Komponenten wie Stack, Stack-Modul, Gebläse und Wärmeauskopplung entwickelt. Ausgehend von den Systemtests und Wirtschaftlichkeitsanalysen soll ein Pfad für die Markteinführung der 5kW SOFC-Geräte erarbeitet werden.
