Digitale Zwillinge im Kontext des Bergbaus im städtischen Bereich

Wie so viele andere Konferenzen wurde auch die eigentlich für Cardiff geplante ICE/IEEE ITMC Conference in ein virtuelles Format überführt. Daher musste die wissenschaftliche Leiterin des OFFIS Bereichs Produktion, Professor Dr. Sabine Baumann, nicht in die walisische Hauptstadt reisen, um den gemeinsam mit Frau Dr.-Ing. Pehlken erstellten Beitrag "Urban Mining: Applying Digital Twins for Sustainable Product Cascade Use" zu präsentieren.

Die Konferenz bringt führende Forscherinnen und Forscher sowie Vertreterinnen und Vertreter aus der Praxis zusammen. Dabei legt sie ein besonderes Augenmerk auf eine nachhaltige und sozialverträgliche Anwendung von technologischen Innovationen für Wirtschaft und Gesellschaft.

Der Beitrag der OFFIS Kolleginnen greift das Leitthema der Konferenz: „Digitalization through Digital Twins – Innovation in the analysis and management of environmental and physical engineered complex systems“ auf und untersucht Einsatzmöglichkeiten von Digitalen Zwillingen (virtuelle Repräsentanzen von materiellen oder immateriellen Objekten) im Kontext des Bergbaus im städtischen Bereich. Diese werden anhand der Fallbeispiele Altfahrzeuge und gebrauchte Rotorblätter aus Windkraftanlagen veranschaulicht.

Urban Mining für kürzere Lieferketten und einen effizienteren Umgang mit Rohstoffen

Urban Mining verfolgt das Ziel, anthropogene Abfälle als Lagerstätten sekundärer Rohstoffe zu erschließen und zu nutzen. Der städtische Bergbau ist an sich nicht neu, aber die zunehmende Knappheit vieler primärer Rohstoffe aufgrund von schwindenden bzw. zunehmend schwerer zugänglichen Quellen macht ihn wirtschaftlich immer interessanter - nicht zuletzt zur Sicherung des Bedarfs an Rohstoffen und Materialen für vielfältige Produktionsprozesse. Dazu kommt der positive Effekt, dass Urban Mining oft im eigenen Land stattfinden kann und somit die Lieferketten deutlich kürzer und weniger krisenanfällig sind.

Die besondere Herausforderung dabei besteht in fehlenden Informationen, sowohl über die genaue Zusammensetzung sekundärer Rohstoffe enthaltender „Abfälle“ (z. B. am Ende ihrer Nutzung angekommene Autos, Gebäude oder Elektrogeräte) als auch über mögliche Veränderungen während der Nutzungsphase. Genau diese Informationen lassen sich mit Hilfe von Digital Twins erfassen und am Ende des Produktlebens an die Recycler übermitteln. Dies kann dazu beitragen, dass Produkte vermehrt kaskadierend in einem Kreislauf geführt werden, da genug Informationen über den Lebensweg bekannt sind und damit in der Kreislaufhierarchie eine höherwertige Verwertung angestrebt werden kann. Im Ergebnis wird der Einsatz neuer Primärrohstoffe vermieden, nachhaltiger gewirtschaftet und gleichzeitig ein Versorgungsproblem der Produktion gelöst.

Der Beitrag von Alexandra Pehlken und Sabine Baumann ist im IEEE Xplore erschienen und hier zu finden:

https://ieeexplore.ieee.org/document/9198462

Weiterführende Informationen:

ICE/IEEE ITMC Conference: https://www.ice-conference2020.org/

Nachhaltigkeit und IT: https://www.offis.de/offis/blog/artikel/nachhaltigkeit-und-it.html