電池存儲系統(tǒng)的模塊。圖片來源：Fraunhofer IWU

目前，二手車和發(fā)生事故的汽車通常通過能源密集型報廢過程進行處理，即使許多部件仍然可以使用。

在德國，EKODA 項目（高效和經(jīng)濟的循環(huán)導向拆解和修復）中的 Fraunhofer IWU（德國弗勞恩霍夫機床與成型技術研究所）研究人員旨在開發(fā)一種更好的報廢舊車替代品。研究人員團隊正在開發(fā)和優(yōu)化一個評估系統(tǒng)，使電動汽車零件在回收前得到最佳再利用。

該軟件搭載人工智能算法，是EKODA項目的核心技術之一。它旨在通過高效、經(jīng)濟上可行的拆解和加工實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟。

據(jù) Fraunhofer IWU 的研究人員稱，所有組件都首先在復雜的測試程序中進行檢查。然后，評估系統(tǒng)會就如何重用這些組件提出建議。通過對各個組件的考慮和分析，根據(jù)聲明的目標，應該更換整個系統(tǒng)的經(jīng)典回收。

EKODA 的循環(huán)經(jīng)濟戰(zhàn)略旨在打破對回收的一味執(zhí)著。圖片來源：Fraunhofer IWU

該概念優(yōu)化了各個部件的使用壽命，并促進了移動領域可持續(xù)循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展。電池、傳動軸或齒輪也可能最終用于汽車以外的應用。EKODA項目的核心任務包括電池領域的性能、荷電狀態(tài)、功能等參數(shù)的拆解分析。

攝像頭系統(tǒng)首先記錄類型、型號、序列號和功率等級（以千瓦為單位）以及從舊車或撞車中取出的電池組的序列號，并將它們與內(nèi)部數(shù)據(jù)庫進行比較。在下一步中，電池蓋將半自動取下。隨后進行進一步分析，以便測量系統(tǒng)記錄當前充電狀態(tài)、控制電子設備的功能以及單個電池單元的狀況。

由 Fraunhofer IWU 開發(fā)的評估軟件使用數(shù)據(jù)創(chuàng)建詳細的條件配置文件，對其進行分析，并提出進一步使用的建議。例如，據(jù)該研究所稱，因此可以將狀況良好的完整電池轉移到二手車中，而較舊的儲能設備可以用于“小型農(nóng)業(yè)機械”。如果幾個電池有缺陷，電池仍然適合固定使用，例如，作為您家中光伏系統(tǒng)的電力存儲設備。

同樣的檢查和再利用原則也可以應用于其他汽車零件?！拔覀兿Ｍ麛[脫傳統(tǒng)的回收利用，而是將汽車的每個部件都視為寶貴的資源——無論它們目前在車輛中發(fā)揮的作用如何。這就是為什么我們正在研究一項策略，以測試這些單獨的組件是否可以在各種情況下重復使用或重新利用?！盕raunhofer IWU 車身制造、組裝和拆卸部門負責人 Uwe Frie? 博士解釋道。

研究人員還在研究自動拆卸各個組件的過程。通過系統(tǒng)地實施這一戰(zhàn)略，他們希望能夠?qū)⑺薪M件作為循環(huán)經(jīng)濟的一部分進行再利用。位于開姆尼茨的研究人員不僅在分析電池存儲系統(tǒng)——他們還專注于車身和傳動系統(tǒng)等部件。傳動系統(tǒng)的某些部件，例如由金屬或鋼制成的軸或嵌齒輪，也適用于再制造。

“我們正在構建的評估系統(tǒng)被設計為復雜而全面的。生態(tài)標準將被賦予與技術和經(jīng)濟因素相同的權重，例如二氧化碳排放量和再利用過程中消耗的能源。”Fraunhofer IWU 的研究員 Patrick Alexander Schmidt 解釋道：“評估系統(tǒng)還將根據(jù)相關的每日數(shù)據(jù)以動態(tài)方式考慮電價波動。”

德國弗勞恩霍夫制造工程與自動化研究所( Fraunhofer IPA)是Fraunhofer-Gesellschaft最大的研究機構之一，成立于1959年，擁有近1000名員工。我們的領先和未來主題包括電池生產(chǎn)，通過生物智能，數(shù)字化轉型，節(jié)儉的制造系統(tǒng)，用于生產(chǎn)的人工智能和具有彈性的價值創(chuàng)造的增值。

Fraunhofer IPA的研發(fā)工作重點是與制造業(yè)相關的組織和技術問題。我們開發(fā)，測試和實施方法，組件和設備，直至完整的機器和生產(chǎn)線。Fraunhofer IPA的15個專業(yè)部門涵蓋了制造工程的整個領域。他們由六個業(yè)務部門協(xié)調(diào)，并與以下行業(yè)的工業(yè)企業(yè)跨學科合作：汽車，機械和設備，電子和微系統(tǒng)，能源，醫(yī)療工程和生物技術以及過程工業(yè)。

未來是我們的產(chǎn)品：可持續(xù)，個性化和智能

我們的研發(fā)工作致力于經(jīng)濟高效地生產(chǎn)可持續(xù)性和個性化產(chǎn)品。這基于兩個戰(zhàn)略基石：大規(guī)?？沙掷m(xù)性（旨在最大程度地減少資源消耗，同時使生活水平最大化）和大規(guī)模個性化，我們希望將大規(guī)模生產(chǎn)的成本優(yōu)勢（規(guī)模經(jīng)濟）與相關的優(yōu)點相結合具有靈活性（范圍經(jīng)濟）。我們的目標是使批量生產(chǎn)1的個性化產(chǎn)品與批量生產(chǎn)產(chǎn)品的價格相同。

S-TEC將公司與研究和政治聯(lián)系起來

S-TEC由弗勞恩霍夫大學，斯圖加特大學和巴登-符騰堡州政府共同創(chuàng)立，旨在推進面向未來的研究主題并將其迅速推向市場。燈塔研究，校園產(chǎn)業(yè)項目和初創(chuàng)企業(yè)以及培訓課程和繼續(xù)教育計劃在校園內(nèi)進行。S-TEC通過斯圖加特高度多樣化的研究環(huán)境為公司聯(lián)網(wǎng)。

從數(shù)字到生物的轉變

數(shù)字化價值鏈之后會發(fā)生什么？如今，F(xiàn)raunhofer IPA已經(jīng)在生物智能增值系統(tǒng)的開發(fā)中發(fā)揮了關鍵作用。未來，生物轉化將把自然與技術融合在一起，即生物圈和技術圈。經(jīng)過長達三年半的發(fā)展歷程中的優(yōu)化，原理，過程和有機體正逐漸進入工業(yè)價值鏈。得益于生物工程和信息技術方面的創(chuàng)新，現(xiàn)在可以將其培育并整合到眾多工業(yè)過程中。這使價值鏈更有效，更高效，更可持續(xù)-造福人類，尤其是環(huán)境。

歷史

故事要追溯到卡爾·馬丁·多萊扎萊克(Carl Martin Dolezalek)擁有的一家私立機構，他于1955 年在斯圖加特大學創(chuàng)立了工業(yè)制造和工廠管理研究所(IFF)。

1958 年 12 月，在巴登符騰堡州經(jīng)濟部的建議下，Dolezalek聯(lián)系了慕尼黑的弗勞恩霍夫協(xié)會，以便使大學研究更加實用，同時能夠與工業(yè)界更緊密地合作。與慕尼黑應用研究學會的合作始于 1959 年 7 月 1 日的行政協(xié)助。這一天被視為生產(chǎn)工程與自動化研究所 IPA 的成立日期。1971 年 IPA 完全并入弗勞恩霍夫?qū)W會，并已從那時起被稱為 Fraunhofer 生產(chǎn)工程和自動化研究所 IPA。

Dolezalek退休后，Hans-JürgenWarnecke于 1971 年 1 月接管了 IPA 和 IFF。1970 年代，Warnecke 將該研究所擴展為弗勞恩霍夫協(xié)會最重要和最大的個體研究所。在隨后的幾年里，個別部門被外包以創(chuàng)建更多的弗勞恩霍夫研究所。弗勞恩霍夫生產(chǎn)系統(tǒng)和設計技術研究所IPK于 1978 年從 1976 年成立的 IPA 柏林部門中誕生。

越來越多的硬件項目導致 1980 年在斯圖加特成立了弗勞恩霍夫技術開發(fā)集團 TEG。一年后，即 1981 年，弗勞恩霍夫工業(yè)工程與組織IAO研究所從 IPA 工業(yè)工程系中脫穎而出。

Warnecke 的繼任者是 1993 年的Rolf Dieter Schraft。從 1995 年到 2014 年，IPA 的負責人總是有兩名研究所所長。Schraft于 1993 年至 2007 年擔任該職位，Engelbert Westk?mper從 1995 年至 2011 年擔任。AlexanderVerl于 2007 年取代 Schraft 并擔任該職位至 2014 年。此后，Thomas Bauernhansl于 2011 年與 Verl 一起接管了研究所的管理工作。 Fraunhofer IPA 的負責人。Alexander Sauer 于2020 年 1 月 1 日加入Fraunhofer IPA 的管理團隊。

研究與開發(fā)

Fraunhofer IPA 研究生產(chǎn)組織(1)、表面技術(2)、自動化(3) 和工藝技術(4) 等領域。這些總體主題由 15 個專業(yè)部門處理。Fraunhofer IPA 以所謂的矩陣結構組織其與工業(yè)的接近度，具有六個業(yè)務領域：汽車 (1)、機械和設備工程 (2)、電子和微系統(tǒng)技術（3）、能源（4）、醫(yī)療和生物技術（5）和加工工業(yè)（6）。業(yè)務領域充當行業(yè)的聯(lián)系人，并在 Fraunhofer IPA 的所有部門中處理各自的研發(fā)需求，這是必要的。這種跨學科深度的網(wǎng)絡旨在確保技術發(fā)展用于各個行業(yè)，并從新發(fā)展中受益。例如，3D 打印用于假肢的醫(yī)療技術，用于輕型結構的車輛或飛機結構。研究領域的多樣性及其組織結構凸顯了弗勞恩霍夫 IPA 的異類研究和開發(fā)范圍。

業(yè)務領域

汽車

“汽車”業(yè)務領域針對汽車（供應商）行業(yè)。它結合了行業(yè)的要求和各個專業(yè)部門的能力。例如，在輕型結構和電動汽車領域開展研究工作。

機械和設備工程

“機械和設備工程”業(yè)務領域為機器、設備或組件開發(fā)單獨的流程和程序，并在生產(chǎn)技術方面實施它們。該產(chǎn)品組合還包括設計和優(yōu)化工廠和生產(chǎn)組織。

電子和微系統(tǒng)技術

大量創(chuàng)新的高科技產(chǎn)品只有借助電子系統(tǒng)和微系統(tǒng)技術才能實現(xiàn)?！半娮雍臀⑾到y(tǒng)技術”業(yè)務領域提供從基礎到生產(chǎn)技術最終應用的支持，并且經(jīng)常推動新型組件的制造。

能源

“能源”業(yè)務領域針對電能存儲、能源效率、太陽能和風能等主題實施可持續(xù)生產(chǎn)和自動化解決方案。由于該領域捆綁了各個專業(yè)部門的核心能力，因此可以為能源轉型的挑戰(zhàn)提供創(chuàng)新和跨學科的發(fā)展。重點是制造企業(yè)。

醫(yī)學和生物工程

“醫(yī)療和生物技術”部門處理醫(yī)療技術、生物技術和制藥以及診所的診斷和干預三個主要主題。重點是質(zhì)量和法規(guī)事務、生命科學行業(yè)的純度以及生產(chǎn)和流程優(yōu)化等領域?？鐚W科團隊擁有開發(fā)跨行業(yè)解決方案的最佳先決條件。

過程工業(yè)

“流程工業(yè)”業(yè)務領域涉及直接連續(xù)執(zhí)行的生產(chǎn)步驟。與普通貨運行業(yè)相比，這里使用流動而不是固體材料。重點是化工行業(yè)。子領域包括表面技術和清潔技術。對于 IPA 科學家來說，重要的是不僅要解決大公司的問題，還要解決具有“流程工業(yè)”業(yè)務領域的中小型企業(yè)的問題。

部門

15 個專業(yè)部門研究生產(chǎn)組織、表面技術、自動化和工藝技術等領域。

可持續(xù)生產(chǎn)和質(zhì)量

“可持續(xù)生產(chǎn)和質(zhì)量”部門調(diào)查公司如何可持續(xù)運營。重點是開發(fā)和優(yōu)化資源節(jié)約型和節(jié)能型生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品或技術。工業(yè)和研究項目涉及整個產(chǎn)品生命周期，但也涉及特定的產(chǎn)品生命階段。

工業(yè)能源系統(tǒng)

該部門負責識別生產(chǎn)設施中的效率和靈活性潛力，并為運營能源管理系統(tǒng)開發(fā)量身定制的概念。

工廠規(guī)劃和生產(chǎn)管理

“工廠規(guī)劃和生產(chǎn)管理”部門的服務范圍從工廠場地的規(guī)劃到生產(chǎn)的戰(zhàn)略調(diào)整及其在運營過程中的優(yōu)化，再到基于價值的產(chǎn)品設計以及相關的制造和裝配過程。

企業(yè)戰(zhàn)略與發(fā)展

該部門成立于 2019 年 1 月，其核心任務是全面了解公司。除了制定戰(zhàn)略計劃，例如數(shù)字公司轉型，重點是創(chuàng)新商業(yè)模式、商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)和智能組織等主題的有條不紊的進一步發(fā)展。

DigITools - 生產(chǎn)中的數(shù)字工具

DigITools 能力中心的研發(fā)重點是數(shù)字化生產(chǎn)的 IT 架構、數(shù)據(jù)和應用服務以及實施方法。她支持公司開發(fā)數(shù)字工具并將其集成到生產(chǎn)中。除了為計算機和通信基礎設施的各個方面提供咨詢和開發(fā)解決方案外，服務還包括數(shù)字化和集成解決方案，例如用于系統(tǒng)和數(shù)據(jù)集成的制造服務總線 (MSB)。

機器人和輔助系統(tǒng)

“機器人和輔助系統(tǒng)”部門為工業(yè)應用和服務行業(yè)設計機器人和自動化解決方案。關鍵技術在創(chuàng)新工業(yè)機器人、服務機器人和智能機器中開發(fā)和應用。服務組合包括市場和可行性研究、運動學仿真、原型開發(fā)和優(yōu)化等。

潔凈室制造

“純微生產(chǎn)”部門處理與小型化和污染關鍵生產(chǎn)過程相關的生產(chǎn)相關問題。工作領域從概念階段延伸到實施，再到系統(tǒng)或整個生產(chǎn)設施的調(diào)試。這包括純度技術、精密組裝和應用技術、數(shù)字印刷技術以及設計和控制領域的研發(fā)服務。