KICE

Das Umweltcluster Bayern startet ein gemeinsames Projekt mit dem Cluster Mechatronik und Automation, dem KI-Produktionsnetzwerk und der Themenplattform Digital Production & Engineering der Bayern Innovativ. Ziel ist es, die Methoden der Künstlichen Intelligenz mit den Potenzialen der nachhaltigen Kreislaufwirtschaft zu kombinieren. Profitieren sollen davon kleine und mittelständische Unternehmen aus Bayerisch-Schwaben und darüber hinaus.

Gründe für das Projekt

Circular Economy ist dabei, sich zu einem Marktmodell der Zukunft zu entwickeln. Darunter wird eine Kreislaufwirtschaft verstanden, die im Gegensatz zum derzeit verbreiteten „Take-Make-Waste“-Industriemodell steht und darauf abzielt, Wachstum neu zu definieren und sich auf den positiven Nutzen für die gesamte Gesellschaft zu konzentrieren. Im Projektverbund werden die Möglichkeiten und Hemmnisse eines bestmöglichen Zusammenspiels von Künstlicher Intelligenz und den Zielen der Circular Economy betrachtet.

Zur Circular Economy gehört die schrittweise Entkopplung der Wirtschaftstätigkeit vom Verbrauch endlicher Ressourcen und die systematische Vermeidung von Abfällen. Unterstützt durch einen Übergang zu erneuerbaren Energiequellen baut das Kreislaufwirtschaftsmodell wirtschaftliches, natürliches und soziales Kapital auf. Dabei wird eine Transformation hin zur Circular Economy nicht nur als ökologische, sondern auch als große ökonomische Chance verstanden.

Für die Umsetzung dieser Vorhaben können unterschiedliche Methoden der Künstlichen Intelligenz genutzt werden. Ziel der Künstlichen Intelligenz ist es durch eine Datenanalyse Muster zu erkennen und basierend auf diesen Mustern Vorhersagen zu treffen. Die Methoden der Künstlichen Intelligenz bieten Unternehmen, die zirkuläre Innovationen umsetzen möchten, neue Möglichkeiten Problemstellungen zu analysieren und Lösungen zu identifizieren.

Bayerisch-Schwaben soll profitieren

Die Region Bayerisch-Schwaben ist gekennzeichnet durch einen überdurchschnittlich hohen Anteil an Beschäftigten im produzierenden Gewerbe. Insbesondere in dieser Branche fallen viele Abfallstoffe an, für welche es im Zuge der Nachhaltigkeit gilt eine zirkuläre Lösung zu finden. In diesem Sinne zielt auch die Bayerische Ressourcenstrategie ab. Auch die KI kann dabei unterstützend beitragen, z.B. bei der Sortierung von Abfällen.

Basierend auf diesen Erkenntnissen gilt es Produkte und Produktionsprozesse neu zu gestalten indem diese für eine lange Lebensdauer, für eine Wiederaufbereitung und schlussendlich für ein hochwertiges Recycling optimiert werden. Ein Umdenken bringt auch neue, zirkuläre Geschäftsmodelle wie Produkt-Service-Modelle und somit neue Marktpotenziale mit sich. KI und andere digitale Technologien fungieren dabei als "Enabler" solcher geschlossenen Kreisläufe in der Produktion.

Bsp.: Bravobike - Aufbereitung von Gebraucht-E-Bikes: erst durch die KI überhaupt marktfähig, da Margen sehr klein. Durch die schnelle Diagnose der Reparierbarkeit durch KI öffnet sich Marktpotenzial.

Die Ergebniss der Auftaktveranstaltung

Bei der Auftaktveranstaltung vom 7. April 2022 wurden von den Teilnehmenden vier Themen im Detail bearbeitet. Die Ergebnisse können Sie hier nachlesen:

Digitale und zirkuläre Geschäftsmodelle

• Die Herausforderungen für die erfolgreiche Einführung digitaler und zirkulärer Geschäftsmodelle sind vielfältiger Natur und betreffen sowohl technische als auch organisatorische Aspekte. Hervor sticht die Einbindung aller Stakeholder sowie die Erarbeitung eines digitalen Produktpasses.
• Es gibt eine Vielzahl an Ideen für digitale und zirkuläre Geschäftsmodelle, die von rein digitalen Geschäftsmodellen wie Datenplattformen bis zu Geschäftsmodellen mit einem physischen Produkt im Kern wie bspw. Sharing Modellen und Pay-per-Services eine große Bandbreite abdecken.
• Es gibt bereits bayerische Firmen, die als Pioniere digitale und zirkuläre Geschäftsmodelle umgesetzt haben.

KI für eine zirkuläre Produktentwicklung

• Bei der zirkulären Produktentwicklung muss neben des ganzen Produktlebenszyklus auch die Wertschöpfungskette mit einbezogen werden (z.B. was Recycler für Ansprüche an das Design haben).
• Ohne neues/angepasstes Geschäftsmodell ist zirkuläres Design in der Regel nicht wirtschaftlich. Das Geschäftsmodell bestimmt zu großen Teilen das Produktdesign und die Produktentwicklung
• Als vielversprechend wird im Rahmen der Digitalisierung der Produktentwicklung der digitale Material- bzw. Produktpass sowie die Definition und Standardisierung von Schnittstellen und des Ökodesigns.

KI für eine verlängerte Produktnutzung

• Zu den Herausforderungen zählt der wirtschaftliche Anreiz für die verlängerte Produktnutzung. Dem könnte man mit der Umstellung auf ein Servicegeschäftsmodell reagieren. Fingerprintverfahren wie RFID und BIM können für die Implementierung von KI-Methoden wie Predicitve Maintenance zu dessen Umsetzung beitragen.
• Der Vorteile für die Nutzer bzw. Konsumenten der Produkte muss bei einer verlängerten Produktnutzung klar aufgezeigt werden. Deren Umsetzung kann auch als Anreiz für Investoren dienen.
• Ein Anreiz für die Fertigung langlebiger Produkte muss auch durch Einflüsse von außen wie z.B. durch die Politik oder der Gesellschaft passieren.

KI für die Wertstoffrückgewinnung

• Ausschlaggebend für den erfolgreichen Einsatz von KI für die Wertstoffrückgewinnung ist die Datenverfügbarkeit. Diese wird idealerweise über Förderprojekte verbessert um Open-Source Daten zu generieren.
• Zentrale Herausforderung für die Erhöhung der Datenverfügbarkeit ist die Gestaltung eines funktionierenden Anreizsystems für Unternehmen Daten z.B. Recyclern zur Verfügung zu stellen ohne dabei Geschäftsgeheimnisse preis zu geben.
• KI hat seine Grenzen im Einsatz für die Wertstoffrückgewinnung – Es braucht einen digitalen Produktpass.

Ziel der Zusammenarbeit

Durch die Kombination zweier innovativer Themen und den fachübergreifen den Austausch ermöglicht das Projekt den Mitgliedern und Partnern aller beteiligten Partner die Entwicklung integrierter Systemlösungen auf der Basis von innovativen Produkten und Dienstleistungen und versetzt sie in die Lageermöglicht ihnen so, sich besser den globalen Herausforderungen wie Klima- und Ressourcenschutz zu stellen. Gleichzeitig kann die eigene Marktposition im internationalen Wettbewerb durch den beschleunigten Übergang zur Circular Economy mithilfe des Einsatzes digitaler Technologien wie Künstlichen Intelligenz gesichert werden.