Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV
Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV

MobiDig | Digitalisierung für nachhaltige Kunststoffverpackungen

Mobilisierung der Nachhaltigkeit in der Kunststoff- und Recycling-Industrie mit CO2-Fußabdruckoptimierung von Verpackungskunststoffen durch Digitalisierung

Datenbasierte Prozessoptimierung für PET-Verpackungen und Kreislaufwirtschaft

Ausgangslage: Rezyklate sind da, Prozesse bleiben unsicher

In der Verpackungsindustrie schwanken Rezyklate oft in Zusammensetzung und Eigenschaften. Das erhöht den Aufwand beim Einrichten von Extrusion und Thermoforming, steigert den Ausschuss und begrenzt den Rezyklatanteil, der bei gleichbleibender Produktqualität verwendet werden kann. Gleichzeitig wächst durch regulatorische Anforderungen der Bedarf an Nachverfolgbarkeit und einem digitalen Produktpass entlang des Produktlebenszyklus.

 

Zentrale Probleme: Daten sind verteilt und nicht durchgängig verknüpft

Material-, Prozess-, Qualitäts- und Nutzungsdaten entstehen über viele Prozessschritte, liegen aber in unterschiedlichen Formaten und Systemen über Unternehmensgrenzen hinweg vor. Ohne gemeinsame Struktur fehlen schnelle Auswertungen, belastbare Vergleiche, automatisierte Berichte und eine durchgängige Sicht vom Rohstoff bis zum Rezyklat.

 

Zielgruppen: Industrie, Datenanalyse und Nachhaltigkeit

Adressiert werden Verantwortliche aus der Prozessführung und Maschineneinrichtung, dem Qualitätsmanagement, dem Nachhaltigkeitsmanagement sowie Daten- und Simulationsbereiche. Auch Forschung und Entwicklung profitieren durch die bessere Nutzbarkeit von Mess- und Simulationsdaten.

Ziel: Software für den digitalen Kreislauf

Das Fraunhofer IGCV entwickelt die Softwarebasis, um Lebenszyklusdaten (z.B. Prozessparameter, Materialdaten) semantisch zu strukturieren, automatisiert zu importieren und die heterogenen Datenquellen zu verknüpfen. Die verknüpften Daten werden dann über verschiedene Statistikverfahren und Graph Neural
Networks ausgewertet, um Korrelationen zu finden, bspw. zwischen Prozessstabilität und Rezyklateinsatz und einen digitalen Produktpass bereitzustellen, der die CO₂-Bilanz der Kunststoffverpackung enthält.

Projektstand und Ausblick

Zu Beginn des Projektes steht die strukturierte Definition der User-Stories im Vordergrund, damit klar ist, welche Informationen die Software später bereitstellen soll.


Als nächste Schritte werden auf Basis der Anforderungen Datenquellen, Schnittstellen und Austauschformate entlang der Prozessschritte harmonisiert und die Ontologie modelliert. Darauf aufbauend entwickelt das Fraunhofer IGCV die Software-Bausteine für automatisierten Datenimport, IT-Architektur (u. a. Triplestore & Anbindung zur Plattform Material Digital). Parallel dazu wird die prototypische Abfrage-, Korrelations- und Optimierungsplattform entwickelt.


Dabei verwendete Methoden und Infrastruktur bauen auf Vorarbeiten aus den Projekten SeMplex, ODE_AM und HybridDigital auf, insbesondere das Ontologie-Framework, die Importer, das Triplestore-Setup und die Datenbereitstellung für Anwendungen wie den Produktpass und die Prozessoptimierung.