Forschungsthema »Green Logistics«

DISPO 4.0 zeigt Unternehmen aus der Investitionsgüterindustrie deren Chancen einer Digitalisierung der verbrauchsgesteuerten Materialdisposition auf. Durch ein zukunftsweisendes zu entwickelndes, auf „Total Cost of Ownership“ sowie stochastischen Absatzprognosen basierendes Vorgehensmodell soll dies ermöglicht werden. Mit dem Vorgehensmodell soll die steigende Komplexität der Vielzahl an Abläufen, Tätigkeiten sowie innovativen und vielfältigen Prognose-, Losgrößen- und Optimierungsverfahren in der verbrauchsgesteuerten Materialdisposition beherrschbar gemacht werden. Das Vorgehensmodell soll der Materialdisposition als Werkzeug dienen, um auf immer volatilere Marktänderungen rasch und kostenoptimal reagieren zu können. Durch den Nachweis von mehr Effizienz und nachhaltiger Kosteneinsparung sollen österreichische Unternehmen insbesondere KMUs in der Digitalisierung und Automatisierung der verbrauchsgesteuerten Materialdisposition bestärkt werden.

Ausgangssituation:

Die in einem volatilen, globalen Marktumfeld komplexer werdende Materialdisposition muss sich neu ausrichten, sonst steht die Wettbewerbsfähigkeit des ganzen Unternehmens auf dem Spiel. Disruptionen durch Digitalisierung, zunehmende Variantenvielfalt, kleinere Losgrößen, schwankende Absatzmengen sowie Kostendruck sind nur ein Auszug an Komplexitätstreibern in der Materialdisposition. Bestehende Arbeitsweisen stoßen mittlerweile an ihre Grenzen. Die dynamische Interaktion der verschiedenen, stark verknüpften dispositiven Einflussgrößen muss transparent und beherrschbar gemacht werden. Dadurch kann mehr Effizienz, verringerte Kosten und steigende Wettbewerbsfähigkeit erzielt werden.

Ziele und Innovationsgehalt:

Ziel dieser grundlagenorientierten Anwendungsforschung Dispo 4.0 ist es, Unternehmen aus der Investitionsgüterindustrie deren Möglichkeiten zur Digitalisierung der verbrauchsgesteuerten Materialdisposition aufzuzeigen. Um dies zu erreichen, müssen die Komplexitätstreiber der verbrauchsgesteuerten Materialdisposition transparent und beherrschbar gemachen werden. Dabei gilt es die verflochtene Parametervariation zwischen den verschiedenartigen Dispositions sowie den komplexen Prognose- und effizienzsteigernden Losgrößen- und Optimierungsverfahren zu berücksichtigen. Durch ein zukunftsweisendes zu entwickelndes, auf „Total Cost of Ownership“ sowie stochastischen Absatzprognosen basierendes Vorgehensmodell soll dies
ermöglicht werden. Das Vorgehensmodell bildet Muster, Funktionsweisen und Charakteristika der verbrauchsgesteuerten Materialdisposition ab und formuliert den Kern für deren Digitalisierung.

Angestrebte Ergebnisse:

Durch ein innovatives, auf „Total Cost of Ownership“ (TCO) sowie stochastischen Absatzprognosen basierendes Vorgehensmodell in der Materialdisposition soll die Grundlage für mehr Effizienz, verringerte Kosten und eine verbesserte Wettbewerbsfähigkeit in österreichischen Unternehmen mit Fokus auf KMUs geschaffen werden. Durch Use-Cases mit Unternehmenspartnern soll mehr Effizienz und nachhaltige Kosteneinsparung durch das TCO-basierte Vorgehensmodell nachgewiesen werden. Dadurch sollen österreichische Unternehmen insbesondere KMUs in der Digitalisierung und Automatisierung der verbrauchsgesteuerten Materialdisposition bestärkt werden.

In Europa werden jährlich rund 25,8 Millionen Tonnen Plastikmüll produziert, wobei davon 59% auf den Bereich der Verpackungen, inklusive Palettenverpackungen, entfallen. Vor allem bei Palettenwicklungen in der produzierenden Industrie und im Handel besitzt Plastik den Status einer Einwegverpackung. Plastik als herkömmlicher Kunststoff basiert zu einem Großteil auf fossilen Rohstoffen (Erdöl, Erdgas, Kohle). Eine Substitution dieser durch biobasierte Kunststoffe im Sinne der Nachhaltigkeit ist zwingend notwendig und wird mittels nationaler und internationaler politischer Maßnahmen stark forciert. Trotz der derzeit stattfindenden Erforschung und Entwicklung von biobasierten Kunststoffen sind diese jedoch preislich noch nicht konkurrenzfähig. Daher finden biobasierte Kunststoffe gegenwärtig kaum bzw. nur für spezielle Nischenprodukte Anwendung.

Projektziele

Ziel von EFFIE ist die Reduktion des Einsatzes von auf fossilen Rohstoffen basierenden Wickelfolien für die Verpackung bzw. Sicherung von Ladeeinheiten um 30% im Jahr 2025 im Vergleich zum Jahr 2016. Hierdurch kann eine Plastikmüllreduktion von bis zu 5% erreicht werden. In diesem Kontext wird eine Reduktion von Treibhausgas-Emissionen um 10% angestrebt. Zudem wird ein Beitrag zur Umsetzung von nationalen und internationalen (EU-) Richtlinien und Zielen geleistet.

Projektergebnisse

• Demonstratorhafter Prototyp der biobasierten, recyclebaren und biomimetisch funktional strukturierten Stretchfolie sowie Funktionsnachweis in Laborumgebung
• Mathematisches Modell, um mittels Simulation eine funktionale und bioinspirierte Strukturierung der Folie entwickeln und optimieren zu können
• Dokumentierter Anforderungskatalog der Umfeldbedingungen und Anforderungen an eine Stretchfolie im Verpackungsprozess
• Dokumentiertes Konzept für eine adaptive Wicklung inkl. Prozessbeschreibungen und Anlagengrobkonzept
• Kosten-Nutzen-Rechnung für einen breiteren Einsatz in der produzierenden Industrie und im Handel

Durch die (global) voranschreitende Transformation der Mobilität in Richtung „Zero Emission“ Mobilität befindet sich die u.a. Automobilindustrie in einem sozio-technologischen Umbruch. In der EU wird dieser Wandel durch die EU-Kernziele1, die eine Verringerung der Treibhausgasemissionen um mindestens 40% bis 2030 gegenüber dem Stand von 1990 anvisieren, beschleunigt. Als Folge wird von den führenden OEM und Systemlieferanten intensiv in neue R&D-Zentren investiert, um Potenziale dieses Branchenumbruchs nutzbar zu machen. Auch weitere Stakeholder, z.B. die öffentliche Hand, investieren u.a. in Infrastrukturausbau – was jedoch auch zu kritischen Stimmen führt: Es kommen zunehmend Fragen nach dem Return on Invest auf; oder auch Empörung nach einem Abbau von Stellen (siehe TESLA – Abbau von 3.000 Stellen im Januar 2019). So weisen unterschiedliche Studien zwar grundsätzlich positive Wertschöpfungs- und Beschäftigtenpotenziale aus3,4. Durch welche konkreten Maßnahmen die Transformation in und für Österreich positiv genutzt und unterstützt werden kann, wurde bislang nicht untersucht.

Zielsetzung

Hier knüpft die aktuelle Studie „E-MAPP 2“ an: Ziel ist, dem Auftraggeber eine
wissenschaftlich fundierte Argumentationsbasis zur Darstellung der Effekte der „Zero Emission“ Mobilität hinsichtlich zusätzlicher Wertschöpfung und der realisiserbaren Anpassung von Berufsfeldern zu liefern.

Die wichtigsten erwarteten Ergebnisse:

• messbares Wertschöpfungspotenzial für Elektrofahrzeugkomponenten, Elektrofahrzeuge und elektrische Infrastrukturen sowie weitere Null- und Ultra-Niedrig-Emissions- Technologien für Österreich (in Mrd. €; Anzahl der zusätzlichen Arbeitsplätze (in FTE)
• neue Produktionstechnologien, -prozesse und -wertschöpfungsketten für die Herstellung spezifischer Komponenten, die in Österreich entwickelt und/oder produziert werden
• Katalog mit dem Ausbildungsbedarf und neuen Berufsbildern, die für die Umstellung auf eine emissionsfreie Mobilität erforderlich sind
• Roadmap für österreichische Unternehmen und die wichtigsten Stakeholder auf dem Weg zur emissionsfreien Mobilität