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BMBF-Fördermaßnahme
„Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft –
Innovative Produktkreisläufe (ReziProK)“
AddRE-Mo
Werterhaltungsszenarien für urbane Elektromobilität der
Personen und Lasten durch additive Fertigung und
Refabrikation
Aktueller Stand und erste Ergebnisse
Prof. Dr.-Ing. Frank Döpper, Fraunhofer IPA
2. Digitale Statuskonferenz
am 11. und 12. Mai 2021
Gliederung
• Ziel des Projekts
• Aktueller Stand und bisherige Ergebnisse
• Nächste Schritte
11.-12.05.2021; 2
Ziel des Projekts
Ziel ist die pilothafte Umsetzung eines
Werterhaltungsnetzwerks, die damit einhergehende
Reverse Supply Chain und die Geschäftsmodelle
für die Refabrikation von
Elektrofahrradkomponenten mit Hilfe des Einsatzes
von additiven Fertigungsverfahren. Bildquelle: David Gnad /
ebike-solutions.com
AP 1 AP AP 2 AP 9
Umfeldanalyse
Projektkommunikation und Dissemination
Projektmanagement und Koordination
AP 3 AP 6 AP 7
Technologie- und
Komponentenscoping Supply Chain
AP5
und Geschäfts- Modellierung,
AP 4 AP 5 modelle der Simulation und
urbanen Szenario
Produktent- Digitale
Elektro- Analyse
wicklung für die Technologien
mobilität
additive für die additive
Refabrikation Refabrikation
Feldversuche zur Erprobung der Werterhaltungsstrategie
AP 8
Feldversuche zur entwickelten Werterhaltungsstrategie
Wertschöpfungspfade und Bewertungssystematik im
Werterhaltungsnetzwerk Projektinhalte und Arbeitspakte (AP)
11.-12.05.2021; 3
Aktueller Stand und Ergebnisse
AP2: Umfeldanalyse /
AP3: Technologie- & Komponentenscoping
✓ Veröffentlichung der Ergebnisse der Umfeldanalyse
als Studie »Zukunftstrend nachhaltige Elektrofahrräder?«
✓ Analyse der Demontagefähigkeit
von Mittelmotoren (u.a. Bosch, Brose, Shimano)
✓ Aufbau Demontagearbeitsplatz als Demonstrator
in der Lernfabrik des Fraunhofer IPA in Bayreuth
11.-12.05.2021; 4
Aktueller Stand und Ergebnisse
AP4: Produktentwicklung für die additive Refabrikation
✓ Rückführung von Bauteilen und Fertigung
Original
von Prototypen
✓ Aufbau eines Demonstrators für Getriebeteile
✓ Gegenüberstellung von Designrichtlinien
3D-Digitalisierung 3D-Modellierung
für Additive Fertigung und Refabrikation
CAD-Daten
✓ Erarbeitung der Empfehlungen für die
Auswahl geeigneter AF-Verfahren
o Konstruktionsoptimierung von zu
refabrizierenden Bauteilen
o Additive Fertigung weiterer Anwendungsfälle
Refabrikation
Prüfstand
Additive
o Veröffentlichung einer Studie:
»Design for Additive Remanufacturing«
11.-12.05.2021; 5
Aktueller Stand und Ergebnisse
AP5: Digitale Technologien für die additive Refabrikation
Klassifizierung von Objekten mittels Bilderkennung:
✓ Objekte für Klassifizierungsprozess
✓ Auswahl von Bafangmotoren
✓ Beschaffung von sechs verschiedenen Modellen (Klassen)
✓ Datensatz aus Farbbildern erstellt
✓ 1.000 Trainingsbilder je Klasse
✓ 250 Validierungsbilder je Klasse
✓ Netz aufgebaut und evaluiert Epoche
✓ Genauigkeit von 98,8% (200 Epochen)
✓ Verlust von 0.019 (200 Epochen)
✓ Evaluation des Netzes auf weiterer Datenbasis
✓ Optimierung des Netzes
11.-12.05.2021; 6
Aktueller Stand und Ergebnisse
AP6: Supply Chain und Geschäftsmodelle
Geschäftsmodelle
Beschreibung geeigneter Geschäftsmodelle für Remanufacturing
die Additive Refabrikation von Elektrofahrrädern
Servicemodelle Verkaufsmodelle
✓ Konzeptionierung von Geschäftsmodellen (Elektrofahrrad) (Komponenten)
✓ 3 Verkaufsmodelle für Elektrofahrrad-Komponenten ▪ Leasing ▪ Rücknahme ohne Service
▪ Leasing mit ▪ Rücknahme mit Service
✓ 3 Servicemodelle für Elektrofahrräder
Serviceangebot ▪ Mass Customization /
✓ Beschreibung der Geschäftsmodelle mittels Use- ▪ Pay per Use / Bikesharing Crowd Sourcing
Case Schablone und Business Model Canvas Key Key Value Customer Customer
Partners Activities Proposition Relationships Segments
o Auswahl geeigneter Geschäftsmodelle für
Werterhaltungsnetzwerke mit additiver Refabrikation
o Erstellung eines Konzepts zur Umsetzung Key
Resources
Channels
der Geschäftsmodelle
Cost Structure Revenue Streams
Quelle: Osterwalder, Alexander; Pigneur, Yves; Clark, Tim (2010). Business Model Generation. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons. ISBN 9780470876411. S. 44)
11.-12.05.2021; 7
Nächste Schritte
o Veröffentlichung der Projektergebnisse in Fach- /Branchenmagazinen und
wissenschaftlichen Konferenzen (z. B. Electric Drives Production Conference,
frontiers in Sustainability)
o AP4: Produktentwicklung für die Additive Refabrikaion:
o Konstruktionsoptimierung von zu refabrizierenden Bauteilen,
o Additive Refabrikation weiterer Anwendungsfälle in E-Fahrradbranche
o AP5: Digitale Technologien
o Evaluation des Neuronalen Netzes auf weiterer Datenbasis
o Optimierung des Neuronalen Netzes
o AP6: Supply Chain und Geschäftsmodelle
o Auswahl geeigneter Geschäftsmodelle für Werterhaltungsnetzwerke mit additiver Refabrikation
o Erstellung eines Konzepts zur Umsetzung der Geschäftsmodelle
o AP7: Modellierung und Simulation
o Modellierung und Simulation der Geschäftsmodelle: Quantifizierung der ökonomischen, ökologischen und
sozialen Effekte.
11.-12.05.2021; 8
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