ALICIA – Ett EU-projekt för cirkulära produktionslinjer

Kretsloppsekonomi möter Industri 4.0!

Hur digitala verktyg kan bana väg för hållbar produktion.

ALICIA är ett EU-projekt som syftar till att etablera en cirkulär ekonomi för industriproduktion. Målet är att minimera andelen maskiner och komponenter som skrotas i förtid och se till att befintliga tillgångar nyttjas till 100 procent.

Projektet utvecklar fem digitala verktyg som kopplar samman tillverkande industriföretag med marknaden för begagnade maskiner. 

I nuläget skrotas en stor andel av alla produktionsmedel i förtid. Inom fordonsindustrin visar exempelvis bedömningar att upp till 70 procent av alla produktionsmedel tas ur drift, kasseras eller i bästa fall säljs som reservdelar långt innan den faktiskt möjliga livslängden har uppnåtts.

ALICIA-projektet syftar till att öka nyttjandegraden för robotarmar, transportband och andra maskindelar till en tid som motsvarar deras faktiskt möjliga drifttid. Ett sådant systemskifte vore ekonomiskt fördelaktigt och långsiktigt hållbart. Dessutom ligger det väl i linje med EU-kommissionens målsättning, att EU ska bli klimatneutralt till 2050 genom den “europeiska gröna given”.

ALICIA – EU-projekt för cirkulära produktionslinor

Ett förverkligat cirkulärt ekosystem för industriproduktion (Circular Manufacturing Ecosystem, CME) skulle spara både kostnader och resurser. Vad som i dagsläget saknas är effektiva gränssnitt mellan olika tillverkare och mellan tillverkare och marknaden för begagnade maskiner. Att få sådana kopplingar på plats är en grundförutsättning för en smidig handel med maskiner och komponenter som ska fortsätta att användas eller återbrukas.

EU-projektet ALICIA är tänkt att bidra till en förbättring av dessa kopplingar och gränssnitt.

På ett kickoff-möte lärde ALICIA-deltagarna känna varandra.

Inom ramen för projektet ska utvecklingen av innovativa digitala verktyg användas för att skapa smidiga ekonomiska kopplingar mellan aktörer inom industriell tillverkning å ena sidan och marknaden för begagnade maskiner å andra sidan. Med stöd av sådana strategiska gränssnitt kan tillgångarna utnyttjas till sin fulla potential och  optimera av resursanvändningen för att skapa långsiktig hållbarhet. De utvecklade digitala verktygen skapar därmed en ny typ av kretsloppsekonomi för industrin.

Projektets vision: Genom ALICIA ska vi inom fem till tio år uppnå en marknadssituation där alla produktionsresurser, oavsett om det gäller maskiner, reservdelar eller hela tillverkningslinjer, har blivit varor som säljs och köps mellan Europas tillverkningsanläggningar och fabriker tills deras faktiska livslängd har uppnåtts.

En del av ALICIA är den marknadsplats på nätet där säljare och köpare av produktionsmedel enkelt får kontakt med varandra. Plattformen ska även integrera små och medelstora företag som erbjuder intresserade producenter tjänster som renovering, återanvändning eller återvinning.

Plattformen stöds av en rad innovativa, digitala verktyg som förenklar processen att identifiera och välja lämpliga begagnade utrustningar för nya produktionslinjer samt som gör det möjligt att integrera den begagnade utrustningen med moderna monteringssystem.

Fem digitala verktyg kompletterar CME-kretsloppet

Låt oss säga att vi har en ägare eller en ledning som behöver en ny produktionsanläggning. Med hjälp av en maskinläsbar ontologi skapas en digital avbildning av kravspecifikationerna för begagnade maskiner. Dessa krav avser tillverkningstekniska faktorer, men innefattar även sociala, ekonomiska och miljömässiga aspekter. Detta helhetsgrepp behövs eftersom det inte är meningsfullt att förvärva en maskin som inte passar personalen eller vars återstående drifttid inte kan ge tillräcklig avkastning. Det mänskliga perspektivet ska säkerställa att projektet även kan skapa möjlighet till omskolning och fortbildning av anställda. Den maskinläsbara ontologin ska vidare struktureras så att kvinnor har samma möjligheter som män att delta i och ekonomiskt utnyttja det ekonomiska kretsloppet.

Online Marketplace skapar en mötesplats för alla som är verksamma inom handel med begagnade maskiner. Marknadsplatsen är därför inte bara öppen för säljare och köpare av begagnade maskiner utan även för aktörer som arbetar med renovering eller återvinning inom den industriella sektorn. CME-aktörerna kan nyttja plattformen i egna cykliska ekonomiförlopp, först för att som kund hitta en lämplig maskin och senare för att sälja vidare den avskrivna maskinen till andra producenter.

Market 4.0 är en redan startad plattform som under projektets gång kommer att utökas med verkliga data, bland annat från Surplex, ett industriauktionshus för begagnade maskiner. Surplex kommer därmed att verka som ett stödjande och förmedlande nav mellan intressenterna. Surplex kommer inte endast göra sin egen databas över begagnade inventarier åtkomlig utan även hela sin kunskapsbas och sina erfarenheter av kring handel med begagnade maskiner, inklusive interna datastrukturer och processer.

En AI-driven matchningsmaskin jämför marknadsplatsens utbud av fabriksinterna produktionsmaskiner samt andra begagnade anläggningar och maskiner med kundens kravspecifikationer enligt den maskinläsbara ontologin. I de fall aktuella krav på monteringslinjen inte kan fyllas komplett med begagnade enheter, kompletteras konfigurationen med nytillverkad utrustning. AI:n väljer sedan den bästa kombinationen av befintliga resurser för önskad monteringslinje.

För den sammanställda produktionsanläggningen skapas en digital skugga som presenteras för intressenten. Den digitala skuggan är en modell som representerar en möjlig begagnad produktionslinje. ALICIA ska expandera och utveckla tekniken kring digitala skuggor genom en ”halvautomatisk” metod för att kombinera uppgifter om tillgängliga produktionsresurser som automatiskt laddas från marknadsplatsen med manuellt inmatade modelldata i CAD-format. Denna digitala avbildning av en möjlig produktionslinje med begagnad utrustning simulerar den möjliga produktionskapaciteten genom att kombinera data från de enskilda maskinerna. När den virtuella, ”begagnade” produktionslinjen har realiserats, använder man den digitala skuggan som utgångspunkt för att utveckla en digital tvilling. Den digitala tvillingen utgör då den virtuella avbildningen av den faktiska produktionslinjen som i realtid matas med produktionsdata från maskinsensorer och andra datakällor.

För att säkerställa problemfri uppställning och snabb driftsättning av den begagnade produktionslinjen nyttjas en mellanprogramvara med plug and produce-förmåga. Plug and produce är ett koncept som baseras på att varje tillgång tilldelas och utrustas med ett administrativt skal (administration shell). Skalet innefattar en beskrivning av maskinens alla egenskaper, parametrar och gränssnitt, vilket enligt strategin för den Industri 4.0, den“fjärde industriella revolutionen“ är en förutsättning för att alla produktionsdelar ska kunna kommunicera störningsfritt. Kommunikationen utgår från en automatiskt läsbar dokumentation som är lagrad i det administrativa skalet.

Plug and produce-mellanprogramvaran säkerställer på så sätt maximal interoperabilitet även för tillverkningsmiljöer som blandar nya och begagnade maskiner av olika fabrikat.

För att kunna tillhandahålla lösningar som ger önskad nivå av skydd för användaruppgifter erbjuder ALICIA såväl molnbaserade som lokala lösningar, där de sistnämnda ger användaren full kontroll över hur uppgifterna behandlas. Vid behov kan dessa lösningar installeras och driftas lokalt.

Vad erbjuder ALICIA den europeiska industrin?

Produktionsansvariga kommer att kunna förvärva en begagnad produktionslinje upp till 40 procent snabbare och minst 50 procent billigare i jämförelse med installationen av nya maskiner . Samma jämförelse visar att nyttjandet av maskinernas fulla livslängd kan ge upp till 80 procent lägre material- och energiförbrukning.

ALICIA:s slutna kretslopp gör det möjligt att återanvända existerande tillgångar till 100 procent.

Sammanfattningsvis kan EU-projektet ALICIA sägas stå i främsta ledet när det gäller hållbar produktion och användning av digitala innovationer. Målsättningen är att skapa nya ingångar till en mer effektiv och miljövänlig användning av produktionsresurser.

ALICIA står för strategiska initiativ och samverkansmetoder som banar väg för en framtid där den cirkulära ekonomins principer hjälper tillverkningsindustrin att utvecklas mot långsiktig hållbarhet och effektiv användning av resurser. På så sätt bidrar ALICIA till att öka den europeiska unionens motståndskraft mot störningar i globala leverantörskedjor och att på ett betydelsefullt sätt bidra till framväxten av en cirkulär ekonomi.

Om projektet

ALICIA står för Assembly Lines In CirculAtion, det vill säga produktionslinjer i kretslopp. Tolv partner inom forskningen och industrin ska under tre år gemensamt utveckla smarta, digitala verktyg som underlättar en hållbar användning av produktionsresurserna. Projektet koordineras av Münchens Tekniska Universitet.

ALICIA erhåller ca 68,4 miljoner kronor i stödmedel från EU under projektets löptid på tre år. Stödet ges inom det europeiska ramprogrammet Horizon. ALICIA har projektnummer 101091577 och det officiella startskottet gick i januari 2023. Projektets tolv partner är följande:

• Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb), Technische Universität München (Tyskland) – iwb ansvarar för projektets koordination
• Comau S.p.A., Grugliasco (Italien)
• Conti Temic microelectronic GmbH, Ingolstadt (Tyskland)
• DIN Deutsches Institut für Normung e. V., Berlin (Tyskland)
• ECI-Mechatronics GmbH, Schwaz (Österrike)
• INTRASOFT International S.A., (Luxemburg)
• Institut Mines-Télécom (IMT), Palaiseau (Frankrike)
• Laboratory for Manufacturing Systems & Automation (LMS), Patras University (Grekland)
• mts Consulting & Engineering GmbH, Fürstenbeck (Tyskland)
• Surplex Iberica SLU, Barcelona (Spanien)
• Institut für Maschinenbau- und Betriebsinformatik (mbi), Technische Universität Graz (Österrike)
• YAGHMA B.V., Delft (Nederländerna)

ALICIA har under projektnummer 101091577 erhållit stödmedel från Europeiska unionens (EU) forsknings- och innovationsprogram Horizon Europe. Här återgivna perspektiv och åsikter är endast författarnas och delas inte nödvändigtvis av Europeiska unionen eller European Health and Digital Executive Agency (HaDEA), vilket innebär att varken Europeiska unionen eller tillståndsgivande myndighet kan göras ansvariga för dem.