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PROJEKT DES KOOPERATIONSPARTNERS RIF E.V.

DiKueRec

© IPS​/​TU Dort­mund
Nutzung digitaler Abbilder zur effizienten Steuerung von Aufbereitungsprozessen der Kreislaufwirtschaft am Bei­spiel von Kühlgeräterecyclinganlagen
(Projektlaufzeit April 2021 bis März 2023; Projektbearbeitung erfolgt durch RIF e.V., Abteilung Pro­duk­tions­sys­te­me)

Problemstellung

Pro Jahr wer­den in Deutsch­land mehr als 3 Mil­lio­nen Kühlgeräte entsorgt und müs­sen in dedizierten Abfallbehandlungsanlagen recycelt wer­den. Dabei kön­nen viele Stoffe wie Plastik, Eisen und Kupfer rückgewonnen wer­den. Die in den aufkommenden Kühlgeräten enthaltenen Fluide wie die voll- oder teilhalogenierten Fluorkohlenwasserstoffe (FCKW) sowie leicht entzündbare Kohlenwasserstoffe (KW) besitzen ein beachtliches Treibhauspotential und müs­sen bei der Aufbereitung mit besonderer Sorgfalt aufgefangen wer­den. Die Viel­falt der aufkommenden Geräte und der eingesetzten Treib- und Kältemittel  zwingen die Anlagenbauer dazu, immer komplexere Prozessketten zu implementieren. Eine wirtschaftliche Anpassung der vorhandenen Kühlgeräteverwertungsanlagen an die Heterogenität der Altgeräte ist mit den der­zeit eingesetzten Technologien nicht mög­lich.

Zielsetzung

Um den hohen An­for­de­run­gen an die Recyclingprozesse auch in Zukunft gerecht zu wer­den, müs­sen diese durch Sensoren und di­gi­ta­le Zwillinge erweitert wer­den. Eine intelligente Verknüpfung der Daten und Al­go­rith­men wird zu einer effizienten Steuerung der Recyclinganlagen beitragen. Die Vision des Projekts DiKueRec ist es, sichere und effiziente Behandlung der aktuellen und zukünftigen Kühlgerätemodelle zu garantieren. Gleichzeitig müs­sen die technologisch erweiterten Anlagen wirtschaftlich betrieben wer­den kön­nen, um Arbeitsplätze in der Entsorgungsindustrie zu si­chern.

© IPS​/​TU Dort­mund

Vorgehensweise und Arbeitsteilung

Das For­schungs­pro­jekt ist auf eine Laufzeit von 24 Monaten ausgelegt. Zu Beginn der Forschungs­arbeiten wird die Datenbasis geschaffen, indem Messkampangen zur Zusammensetzung des Abfallstroms durch­ge­führt wer­den. Zudem wird der Ist-Zustand der Verwertungsanlagen in Form von Wertstromanalyse auf­ge­nom­men, um die möglichen Ansatzpunkte für geeignete Erweiterung durch Sensorik und intelligente Steuerung aufzudecken. Danach wird auf Basis der erhobenen Daten ein Datenmodell der di­gi­ta­len Zwillinge für die Kühlgeräte, Anlagen und Stoffströme erstellt.

In den nächsten Arbeitsabschnitten wird eine tech­ni­sche Um­set­zung der Datenerhebung und intelligenter Steuerung an den Praxisanlagen angestrebt. Die in di­gi­ta­le Zwillinge fließende Daten sollen mit­hil­fe vom Ma­schi­nel­len Ler­nen (ML) analysieren wer­den, um  Prognosen zu treffen und daraus konkrete Handlungsempfehlungen in re­le­van­ten Teilprozessen abzuleiten. Neben der wirkungsgradsteigernden Datenerfassung und -nutzung muss eine anschauliche Darstellungsform der Anlagenzustände, der historischen Daten sowie Datenzugriffskonzept für die Stakeholder geschaffen wer­den. Die Mög­lich­keiten zukünftiger Gerätekennzeichnungen durch die Kühlgerätehersteller sind zu un­ter­su­chen. Die in den beschriebenen Arbeitspaketen entwickelten Lö­sun­gen unterliegen der Validierung und Optimierung mit starkem Bezug auf das Know-How des vor Ort be­schäf­tig­ten Personals und unter Beachtung ökonomischer und ökologischer Aspekte.

Forschungs-, Entwicklungs- und Anwendungspartner

Förderhinweis

Das Vorhaben (Förderkennzeichen: 033D016D) wird im Rah­men des Aktionsplans "Natürlich.Digital.Nachhaltig" vom Bun­des­mi­nis­te­ri­um für Bil­dung und For­schung (BMBF) ge­för­dert und vom Projektträger Jülich (PTJ) betreut. 

Anfahrt & Lageplan

Der Cam­pus der Technischen Uni­ver­si­tät Dort­mund liegt in der Nähe des Autobahnkreuzes Dort­mund West, wo die Sauerlandlinie A45 den Ruhrschnellweg B1/A40 kreuzt. Die Abfahrt Dort­mund-Eichlinghofen auf der A45 führt zum Cam­pus Süd, die Abfahrt Dort­mund-Dorstfeld auf der A40 zum Cam­pus-Nord. An beiden Ausfahrten ist die Uni­ver­si­tät ausgeschildert.

Direkt auf dem Cam­pus Nord befindet sich die S-Bahn-Station „Dort­mund Uni­ver­si­tät“. Von dort fährt die S-Bahn-Linie S1 im 20- oder 30-Minuten-Takt zum Hauptbahnhof Dort­mund und in der Gegenrichtung zum Hauptbahnhof Düsseldorf über Bochum, Essen und Duis­burg. Außerdem ist die Uni­ver­si­tät mit den Buslinien 445, 447 und 462 zu erreichen. Eine Fahrplanauskunft findet sich auf der Homepage des Verkehrsverbundes Rhein-Ruhr, au­ßer­dem bieten die DSW21 einen interaktiven Liniennetzplan an.
 

Zu den Wahrzeichen der TU Dort­mund gehört die H-Bahn. Linie 1 verkehrt im 10-Minuten-Takt zwischen Dort­mund Eichlinghofen und dem Technologiezentrum über Cam­pus Süd und Dort­mund Uni­ver­si­tät S, Linie 2 pendelt im 5-Minuten-Takt zwischen Cam­pus Nord und Cam­pus Süd. Diese Strecke legt sie in zwei Minuten zu­rück.

Vom Flughafen Dort­mund aus gelangt man mit dem AirportExpress innerhalb von gut 20 Minuten zum Dort­mun­der Hauptbahnhof und von dort mit der S-Bahn zur Uni­ver­si­tät. Ein größeres Angebot an inter­natio­nalen Flugverbindungen bietet der etwa 60 Ki­lo­me­ter entfernte Flughafen Düsseldorf, der direkt mit der S-Bahn vom Bahnhof der Uni­ver­si­tät zu erreichen ist.

Die Ein­rich­tun­gen der Technischen Uni­ver­si­tät Dort­mund verteilen sich auf den größeren Cam­pus Nord und den kleineren Cam­pus Süd. Zudem befinden sich einige Bereiche der Hoch­schu­le im angrenzenden Technologiepark. Genauere In­for­ma­ti­onen kön­nen Sie den Lageplänen entnehmen.

Interaktive Karte

Die Ein­rich­tun­gen der Technischen Uni­ver­si­tät Dort­mund verteilen sich auf den größeren Cam­pus Nord und den kleineren Cam­pus Süd. Zudem befinden sich einige Bereiche der Hoch­schu­le im angrenzenden Technologiepark.

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