Demontage
Zerstörungsfreie Demontage
Die zerstörungsfreie Demontage von Altgeräten/Komponenten stellt im Rahmen des Remanufacturings die ressourcenschonendste Vorgehensweise beim Demontageprozess dar. Die Demontage kann hierbei manuell oder mithilfe von Assistenzrobotern erfolgen, wobei die manuelle Demontage äußerst kostenintensiv* Sprenger, K.; Klein, J.-F.; Wurster, M.; Stricker, N.; Lanza, G. und Furmans, K. (2021): : Industrie 4.0 im Remanufacturing – Analyse und Bewertung aktueller Forschungsansätze. In: Industrie 4.0 Management, 37 (4), (abgerufen am: 29.06.2023), S. 37. ist.
Roboterassistenzsysteme können das Demontagepersonal bei schweren körperlichen Arbeiten unterstützen und so die Produktivität des Demontagebetriebs erhöhen. Der Einsatz von Roboterassistenzsystemen setzt jedoch umfassende Kenntnisse zum Geräteaufbau, insbesondere zu den vorhandenen Verbindungsarten (Schraubverbindungen etc.), durch den Demontagebetrieb voraus.* Jungbluth, J.; Gerke, W. und Plapper, P. (2016): Demontage von Elektroantrieben mit Assistenzrobotern zum wirtschaftlichen Recycling (online). In: Fachkolloquium "Automatisierungstechnik
Adaptive Demontagesysteme
Adaptive Demontagesysteme sind in der Lage, den Demontageprozess auf Basis der Informationen von Sensorik- und KI-Systemen eigenständig anzupassen, sodass unterschiedliche Produktzustände bzw. Produktvarianten demontiert werden können. Das Demontagesystem ist dabei so konzipiert, dass entsprechend der automatisierten Zustandsbewertung der Handlungsablauf der Demontage bzw. die Position der Werkzeuge variabel ist.* Schmitt, R. H.; Göppert, A.; Sohnius, F.; Frye, M.; Elsner, J.; Briele, K.; Bergs, L.; Balzereit, F.; Bitter-Krahe, J.; Drechsel, M.; Geyer, I.; Greshake, T.; Häring, T.; Mishra, D.; Kokott, C.; Nilgen, G. und Schmitt, S. (2023): Schließen des Kreislaufs mit adaptiver automatisierter Demontage (online). In: Schmitt, R. H.; Bergs, T.; Brecher, C. und Schuh, G., Hg. AWK'23 – Empower Green Production, Aaachen, (abgerufen am: 22.06.2023), S. 87-89.
Ein adaptives Demontagesystem bietet somit die Möglichkeit, auf die zunehmende Variantenvielfalt* Wegener, K.; Andrew, S.; Raatz, A.; Dröder, K. und Herrmann, C. (2014): Disassembly of Electric Vehicle Batteries Using the Example of the Audi Q5 Hybrid System. In: Procedia CIRP 23, (abgerufen am: 28.07.2023), S. 156. und damit auf die steigende Komplexität des Remanufacturing-Prozesses zu reagieren.
Automatisierte Demontagesysteme
Die automatisierte Demontage bietet im Rahmen des Remanufacturings Potenzial zur Zeit- und Kosteneinsparung. Jedoch setzt eine erfolgreiche Automatisierung umfassende Kenntnisse hinsichtlich des Produktaufbaus, des Materialeinsatzes und der vorhandenen Verbindungsarten (z. B. Kleb- oder Schraubverbindung) voraus. Sind die Informationen des herstellenden Unternehmens diesbezüglich unzureichend, lassen sich die notwendigen Daten zum Produktaufbau mithilfe einer Zerlegestudie generieren.* Radaschin, A.; Filipescu, A.; Mînzu, V. und Minca, E. (2011): Adaptive disassembly sequence control by using mobile robots and system information (online). In: Institute of Electrical and Electronics Engineers, Hg. Proceedings of the 15th International Conference on System Theory, Control and Computing, (abgerufen am: 25.07.2023), S. 2f.; 6.
In einer Datenbank hinterlegt, kann das Demontagesystem anschließend zur Produkt- und Komponentenidentifizierung auf relevante Produktdaten zugreifen. Nach der Identifizierung legt das System den Demontageprozess, inklusive aller zugehörigen Arbeitsschritte, fest. Im Anschluss stellt das System die Steuerungssequenz zusammen, wobei für den Demontageprozess zunächst die technologische Machbarbarkeit, aber auch die Werkzeugverfügbarkeit zu prüfen ist.* Radaschin, A.; Filipescu, A.; Mînzu, V. und Minca, E. (2011): Adaptive disassembly sequence control by using mobile robots and system information (online). In: Institute of Electrical and Electronics Engineers, Hg. Proceedings of the 15th International Conference on System Theory, Control and Computing, (abgerufen am: 25.07.2023), S. 2f.; 6.
Agile (teil-)automatisierte Demontagesysteme
Agile Demontagesysteme sind in der Lage, sich anhand künstlicher Intelligenz an ungewisse Produktzustände von Altgeräten/-komponenten des Remanufacturings anzupassen. Nach der Befundung des Demontageobjektes mittels Multi-Sensorik wird die Demontageanweisung auf Basis von Echtzeitdaten (Anzahl/Lage der Fügestellen, fehlende Teile, Oberflächenbeschädigung durch Korrosion usw.) erstellt und durch robotische Systeme ausgeführt.* Lanza, G.; Asfour, T.; Beyerer, J.; Deml, B.; Fleischer, J.; Heizmann, M.; Furmans, K.; Hofmann, C.; Cebulla, A.; Dreher, C.; Kaiser, J.-P.; Klein, J.-F.; Leven, F.; Mangold, S.; Mitschke, N.; Stricker, N.; Pfrommer, J.; Wu, C.; Wurster, M. und Zaremski, M. (2022): Agiles Produktionssystem mittels lernender Roboter bei ungewissen Produktzuständen am Beispiel der Anlasser-Demontage. In: at - Automatisierungstechnik, 70 (6), (abgerufen am: 23.06.2023) S. 504-508; 513 f.
Eine adaptive Materialflusssteuerung, gekoppelt an ein autonomes Infralogistiksystem, stellt eine individuelle Demontage entsprechend dem Produktzustand sicher. Durch den gezielten Einsatz digitaler Zwillinge wird eine Lernumgebung für die automatisierte Demontage geschaffen, sodass das selbstlernende System einer stetigen Verbesserung unterliegt.* Lanza, G.; Asfour, T.; Beyerer, J.; Deml, B.; Fleischer, J.; Heizmann, M.; Furmans, K.; Hofmann, C.; Cebulla, A.; Dreher, C.; Kaiser, J.-P.; Klein, J.-F.; Leven, F.; Mangold, S.; Mitschke, N.; Stricker, N.; Pfrommer, J.; Wu, C.; Wurster, M. und Zaremski, M. (2022): Agiles Produktionssystem mittels lernender Roboter bei ungewissen Produktzuständen am Beispiel der Anlasser-Demontage. In: at - Automatisierungstechnik, 70 (6), (abgerufen am: 23.06.2023) S. 504-508; 513 f.
Simulation von Demontageprozessen auf Basis von Zerlegestudien
Im Rahmen des Remanufacturings kann die Simulation von Demontageprozessen helfen, das Arbeitsplatzlayout der Demontage, inklusive aller Arbeitsabläufe, zu optimieren. Auf diese Weise lässt sich nicht nur der Demontageprozess effizienter gestalten, sondern es kann auch besser auf schwankende Personalverfügbarkeiten reagiert werden. Gleichzeitig lässt sich die Arbeitssicherheit steigern, da die Mitarbeiter*innen optimal entsprechend ihrer Qualifikation eingesetzt werden. Zerlegestudien liefern zusätzlich wichtige Daten zur Dauer, optimalen Reihenfolge der Zerlegevorgänge und Demontagetiefe. Die gewonnenen Daten lassen sich anschließend als Basis für die Demontagesimulation nutzen, welche wiederum den Grundstein für die spätere Demontageplanung legt.* Spitzbart, M.; Schneider, F.; Salhofer, S.; Stengeli, A. und Luger, T. (2008): Semimanuelle Demontage von Elektro(nik)-Kleingeräten, Wien, Berichte aus Energie- und Umweltforschung, 22/2008 (abgerufen am: 22.06.2023), S. 6; 19; 26; 30.
Dokumentation in Form von Demontageanleitungen
Der Einsatz von Demontageanleitungen hilft seitens des Demontagebetriebs, ein sachgerechtes Vorgehen beim Demontageprozess sicherzustellen. Im Rahmen des Remanufacturings lassen sich so nicht nur Unfälle, sondern auch Sachbeschädigungen durch ungeeignete Demontagepraktiken verhindern. Das Demontagewissen kann von der Herstellerfirma in standardisierter Form in intelligenten Produkten hinterlegt oder über einen Webservice durch die produktnutzende Person/den Demontagebetrieb abgerufen werden.* Jungbluth, J.; Gerke, W. und Plapper, P. (2016): Demontage von Elektroantrieben mit Assistenzrobotern zum wirtschaftlichen Recycling (online). In: Fachkolloquium "Automatisierungstechnik Sollten seitens der Herstellerfirma keine Informationen zur Demontage vorliegen, ist es insbesondere für externe Demontagebetriebe empfehlenswert, das jeweilige Vorgehen in eigenen Demontageanleitungen zu dokumentieren.
Schulung des Personals
Die Durchführung von Schulungen bzw. das Durchlaufen von Zertifizierungen hilft, eine sachgerechte Demontage von Altgeräten durch den Remanufacturing-Betrieb zu gewährleisten* Deutsche Umwelthilfe e.V. (2021): Kreislaufwirtschaft in der Solarbranche stärken – Alte Photovoltaik-Module für den Klima- und Ressourcenschutz nutzen, Radolfzell (abgerufen am: 10.07.2023), S. 9. . Personalschulungen sind zudem ein wichtiges Instrument, um Arbeitsabläufe zu trainieren und Mitarbeiter*innen gegenüber Gefahren am Arbeitsplatz zu sensibilisieren. Eine regelmäßige Schulung des Personals steigert daher nicht nur die Produktivität des Remanufacturing-Betriebs, sondern hilft auch, Arbeitsunfälle langfristig zu vermeiden.
Beispiele aus der Forschung und Entwicklung
Kreislauffähigkeit des Elektro-Antriebsstrangs durch intelligente Demontage und Nachverfolgung (ZirkulEA)
Industrielle Demontage von Batteriemodulen und E-Motoren (DeMoBat)
Verbundvorhaben IREAK: Konzeption und Realisierung eines industriell geprägten Verwertungsbetriebs für Elektronik-Altgeräte
Industrieller Rückbau von Elektronik-Altgeräten (IREAK): Informationstechnik für industriell geprägte Verwertungssysteme
Agiles Produktionssystem mittels mobiler, lernender Roboter mit Multisensorik bei ungewissen Produktspezifikationen (AgiProbot)
Recyclinggerechte Produktkonzeption von Elektro(nik)geräten – Erstellung eines Kriterienkatalogs und dessen praktische Anwendung
Didaktische und lernförderliche Gestaltung VR-/AR-basierter Lern- und Assistenzsysteme für komplexe (De-)Montagetätigkeiten in der Produktion (LeARn4Assembly)
Zirkuläre Produktion für hochintegrierte Komponenten der Elektromobilität (ZIRKEL)
Entwicklung von Lösungen zur recyclinggerechten Herstellung und Verarbeitung von Polstermöbeltextilien als Beitrag zum produktbezogenen Umweltschutz (Teil 2)
Gute Praxis Beispiele
Reman-Lab
Ressourceneffizienz durch Remanufacturing
