HORIZON 2020 EU Rahmenprogramm für Forschung und Innovation

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1 HORIZON 2020 EU Rahmenprogramm für Forschung und Innovation Factories of the Future Topics 2016 Jens Korell, Nationale Kontaktstelle Produktion Projektträger Karlsruhe

2 Factories of the Future - Topics 2016 FOF FOF FOF FOF FOF FOF (ICT) Novel hybrid approaches for additive and subtractive manufacturing machines Machinery and robot systems in dynamic shop floor environments using novel embedded cognitive functions Zero-defect strategies at system level for multi-stage manufacturing in production lines Continuous adaptation of work environments with changing levels of automation in evolving production systems Support for the further development of Additive Manufacturing technologies in Europe Digital automation FOF (ICT) Photonics Laser-based production

3 Factories of the Future - Topics 2016 FOF Novel hybrid approaches for additive and subtractive manufacturing machines Challenge Kombination von subtraktiven und additiven Fertigungstechnologien in einer einheitlichen Plattform Ausgleich steigender Produktionskosten durch Realisierung von zusätzlichem Mehrwert des Produkts Überführen additiver Fertigungstechnologien in die Massenproduktion Type Research and Innovation Action Expected Contribution 3 5 Mio. TRL 4-6 Deadline

4 Factories of the Future - Topics 2016 FOF Novel hybrid approaches for additive and subtractive manufacturing machines Scope Einstufige Bearbeitung (keine Nachbearbeitungsprozesse nötig) Verbindung von subtraktiven und additiven Prozessen Produktion mit gewünschter Endqualität (z.b. Genauigkeit, Oberflächengüte, Toleranzen) Realisierung neuer Eigenschaften (bspw. durch hybride Komponenten) Expected Impact 20% Zeit- und Kosteneinsparung 15% Steigerung der Produktivität bei additiver Fertigung großer Stückzahlen Reduktion von Produktionsfläche Verkürzung der Versorgungskette Stärkung der globalen Position der europäischen additiven Fertigung Beitrag zu Standardisierung und Zertifizierung Background Beschleunigung der Integration additiver Fertigungstechnologien in die Produktion; Komplementär zu FoF

5 Factories of the Future - Topics 2016 FOF Machinery and robot systems in dynamic shop floor environments using novel embedded cognitive functions Challenge Zusammenarbeit zwischen Menschen, Maschinen und Robotern in einer realistischen, teilbegrenzten Umgebung Automatisierte Behandlung unvorhergesehener Ereignisse sowie einer Vielzahl verschiedener Aufgaben Type Innovation Action Expected Contribution 4 6 Mio. TRL 5-7 Deadline

6 Factories of the Future - Topics 2016 FOF Machinery and robot systems in dynamic shop floor environments using novel embedded cognitive functions Scope Wahrnehmung als integrierte kognitive Fähigkeit Intelligente, geschickte, universelle Geräte Zu jeder Zeit garantierte Sicherheit; Maschinen und Roboter sollen ihre Umgebung wahrnehmen Behandlung von nicht programmierten, unvorhergesehenen Situationen sicherstellen Expected Impact Automatisierung von zuvor manueller Produktion Stärkung der globalen Position der europäischen produzierenden Industrie 20% Reduktion der Aufbau- und Produktumstellungs-Kosten Effizienzsteigerung Background Komplementär zu anderen Themen dieses Bereichs, die unter FoF und LEIT- ICT Robotics gefördert werden.

7 Factories of the Future - Topics 2016 FOF Zero-defect strategies at system level for multi-stage manufacturing in production lines Challenge Umgang mit zunehmendem Wettbewerb und Nachhaltigkeitsfragen durch Verhindern von Fehlerentstehung und -fortpflanzung Online Nachbearbeitung oder Reparatur von Werkstücken Auswertung von Qualitäts- / Produktivitäts-Zielkonflikten auf Systemebene Reduktion der Komplexität mehrstufiger Fertigungsprozesse Type Innovation Action Expected Contribution 4 6 Mio. TRL 5-7 Deadline

8 Factories of the Future - Topics 2016 FOF Zero-defect strategies at system level for multi-stage manufacturing in production lines Scope Integration von Produktions- und Qualitätsüberwachungssystemen in mehrstufige Produktionsprozesse Wissensmanagement-Werkzeuge (Erleichterung von Problemlösungen, Alarmauslösung, frühzeitige Erkennung, etc.) Verteilte Online-Datenerfassung + Fehlermanagement-Systeme (Teilstrom- Kontrollstrategien; selektive Inspektionsmethoden) Expected Impact Null-Fehler in einer mehrstufigen Produktionslinie 15% Reduktion der Produktionskosten Erhöhte Produktionsflexibilität 15% höhere Produktionsraten 10% Reduktion von Abfall und Resten Background Umsetzung ganzheitlicher Prozessmanagementlösungen in der Praxis, welche vertikalen und horizontalen Wissensfluss ermöglichen.

9 Factories of the Future - Topics 2016 FOF Continuous adaptation of work environments with changing levels of automation in evolving production systems Challenge Verteilung von Aufgaben zwischen Menschen und Maschinen für bessere Ausführung, Agilität und Qualität Ermittlung des optimalen Automatisierungsgrades in kundenspezifischer Produktion Type Research and Innovation Action Expected Contribution 3 5 Mio. TRL 4-6 Deadline

10 Factories of the Future - Topics 2016 FOF Continuous adaptation of work environments with changing levels of automation in evolving production systems Scope Anpassungsfähige Automatisierungssysteme; Automatisierung kommt den Fähigkeiten und Flexibilitätsbedürfnissen des Arbeiters entgegen Sicherheit und Gesundheit am Arbeitsplatz; Zufriedenheit der Arbeiter Ausgleich von Einschränkungen; volle Ausnutzung der Erfahrung Expected Impact 20% Erhöhung der Systemflexibilität 10% Steigerung der Systemperformance (Qualität, Produktivität, ) Höhere Zufriedenheit der Arbeiter Stärkung der globalen Position der europäischen Industrie durch höhere gesellschaftliche Akzeptanz Adaption innovativer Lösungen in Produktionssysteme Background Zentrale Rolle des Arbeiters wird in den Fabriken der Zukunft benötigt, um Flexibilität, Agilität und Wettbewerbsfähigkeit zu steigern.

11 Factories of the Future - Topics 2016 FOF Support for the further development of Additive Manufacturing technologies in Europe Challenge Sicherung des Produktionsstandorts Europa durch Umsetzung innovativer Fertigungstechnologien Identifikation aktueller Engpässe und Grenzen bei der Weiterentwicklung additiver Fertigungstechnologien in Europa Type Coordination and support action Expected Contribution Nur ein Projekt wird gefördert Deadline

12 Factories of the Future - Topics 2016 FOF Support for the further development of Additive Manufacturing technologies in Europe Scope Bewertung neuer technologischer Entwicklungen Identifizierung von Lücken Aktivitäten zur Gemeinschaftsbildung Optimale Verfahren, um Entwicklungen im großen Maßstab zu realisieren Unterstützung des Informationsaustauschs zwischen EU-geförderten Projekten; Nutzung von Synergien Expected Impact Bildung eines Netzwerks aus Forschungs- und Industriepartnern Knüpfung von Verbindungen, Förderung von Zusammenarbeit Frühzeitiges Erkennen entscheidender Innovationen Background Im Antrag soll die Organisation von Workshops und einer internationalen Konferenz zur additiver Fertigung enthalten sein.

13 Factories of the Future - Topics 2016 FOF (ICT) Digital automation Challenge Erweiterung der vertikalen und horizontalen digitalen Vernetzung Reduktion der Komplexität auf Prozess- und Systemebene Stärkung Kleiner und Mittlerer Unternehmen (KMU) durch die breite Einführung digitaler Modelle in Unternehmensprozesse Befähigung zur De-Zentralisierung von Produktionsprozessen Type RIA + CSA Expected bis zu 8 Mio. Beratung durch NKS IKT Contribution Deadline

14 Factories of the Future - Topics 2016 FOF (ICT) Photonics Laser-based production Challenge Verbreitung lasergestützter Produktionstechnologien durch Digitalisierung und Automatisierung Befähigung zur wirtschaftlichen Produktion kleiner Losgrößen und individualisierter Produkte Erhöhung der Produktivität im Bereich Additive Manufacturing Stärkung der europäischen Marktposition Type RIA + IA Expected 2 4 Mio. Beratung durch NKS IKT Contribution Deadline

15 HORIZON 2020 EU Rahmenprogramm für Forschung und Innovation Sustainable Process Industries Topics 2016 Jens Korell, Nationale Kontaktstelle Produktion Projektträger Karlsruhe

16 SPIRE - Topics 2016 SPIRE Systematic approaches for resource-efficient water management systems in process industries SPIRE Plant-wide monitoring and control of data-intensive processes SPIRE SPIRE SPIRE SPIRE Industrial technologies for the valorisation of European bio-resources into high added value process streams Industrial furnace design addressing addressing energy efficiency in new and existing furnaces Potential use of carbon dioxide / carbon monoxide and nonconventional fossil natural resources in Europe as feedstock for the process industry Business models for flexible and delocalised approaches for intensified processing

17 Sustainable Process Industries - Topics 2016 SPIRE Systematic approaches for resource-efficient water management systems in process industries Challenge Entwicklung nachhaltiger und effizienter Wassertechnologien Effiziente Wassernutzung ist eng mit der Nutzung und Wiederverwendung anderer Ressourcen verbunden (Energie, Chemikalien, Rohstoffe) Type Innovation Action Expected Contribution 5 7 Mio. TRL 5-7 Deadline

18 Sustainable Process Industries - Topics 2016 SPIRE Systematic approaches for resource-efficient water management systems in process industries Scope Expected Impact Kombination bestehender Technologien Selektive Trennverfahren Nutzung alternativer Bezugsquellen (Regenwasser, Kühlwasser, etc) Alternative Kühl-/Heizmethoden Nutzung erneuerbarer Energien Entwicklung geschlossener Kreisläufe und Technologien zur Wiedernutzung Reduzierung des Wasserbedarfs um mindestens 20% Reduzierung der Abwassererzeugung um mindestens 30% Reduzierung des Energiebedarfs um mindestens 15% Minimierung des Wasser- Fußabdrucks Entkopplung der industriellen Produktion von der Frischwassernutzung Background Wasser spielt bei nahezu allen industriellen Aktivitäten eine wichtige Rolle.

19 Sustainable Process Industries - Topics 2016 SPIRE Plant-wide monitoring and control of data-intensive processes Challenge Integration lokaler Prozessleitsysteme in ein umfassendes System zur optimierten Ablaufplanung in Echtzeit Generalisierung von modellbasierten vorausschauenden Regelungstechniken Type Research and Innovation Action Expected Contribution 4 6 Mio. TRL 4-6 Deadline

20 Sustainable Process Industries - Topics 2016 SPIRE Plant-wide monitoring and control of data-intensive processes Scope Nutzung dynamischer umfassender Anlagenmodelle Integration lokaler Leitsysteme Übertragbarkeit der entwickelten Technologien auf andere Sektoren Modellbasierte vorausschauende Netzwerke Lebenszyklusmanagement-Tools Mindestens ein Demonstrator Expected Impact Verringerung der Materialbearbeitungszeit um 10% Verringerung des Rohstoffverbrauchs um 10% Verringerung des standortweiten Energieverbrauchs um 10% Verringerung der Emission von Treibhausgasen um 10% Beitrag zu Standardisierungsaktivitäten Background Modelle, die auf einem umfassenden Prozessverständnis basieren, werden für vorausschauende bzw. intelligente Leitsysteme benötigt.

21 Sustainable Process Industries - Topics 2016 SPIRE Industrial technologies for the valorisation of the European bioresources into high added value process streams Challenge Bio-Ressourcen werden nicht optimal genutzt Nutzung von Reststoffen aus Landund Forstwirtschaft, Nahrungsmittelund Futtermittelindustrie Effiziente Verarbeitung, Abtrennung, Fraktionierung und Reinigung Geringere Abfallerzeugung Type Innovation Action Expected Contribution 5 7 Mio. TRL 5-7 Deadline

22 Sustainable Process Industries - Topics 2016 SPIRE Industrial technologies for the valorisation of the European bioresources into high added value process streams Scope Chemische / thermische / biokatalytische Verfahren, Entwicklung fermentativer Routen Marktanalyse und technischwirtschaftliche Bewertung der Konzepte Verbesserte Ressourceneffizienz auf Grundlage von Lebenszyklus- Bewertung Expected Impact Verringerung der Nutzung fossiler Ressourcen um mindestens 30% Verbesserte Energienutzung um mindestens 30% Verringerung von CO 2 -Emissionen um mindestens 30% Beitrag zur langfristigen Nachhaltigkeit der betrachteten Sektoren Background Schlüsseltechnologien für die Nutzung erneuerbarer Ressourcen müssen entwickelt werden, um nachhaltige Alternativen zu fossilen Rohstoffen zu finden.

23 Sustainable Process Industries - Topics 2016 SPIRE Industrial furnace design addressing energy efficiency in new and existing furnaces Challenge Industrieöfen mit optimierter Ressourcen- und Energieeffizienz, geringere Schadstoffemissionen Nutzung alternativer Energiequellen oder hybrider Heizsysteme Neuartige Designs basierend auf neuen technischen Konzepten, Werkstoffen und unterschiedlichen Verbrennungswegen Type Research and Innovation Action Expected Contribution 5 7 Mio. TRL 4-6 Deadline

24 Sustainable Process Industries - Topics 2016 SPIRE Industrial furnace design addressing energy efficiency in new and existing furnaces Scope Nutzung mindestens zwei unterschiedlicher Energiequellen Prognosewerkzeuge und Entwicklung von Computersimulationen Wechselwirkung der Feuerung mit dem Rest der Anlage Messung und Minderung von SOx-, NOx- und CO-Emissionen Mindestens ein Demonstrator in einer industriellen Umgebung Expected Impact Reduzierung des Energieverbrauchs um mindestens 15% Reduzierung der Betriebskosten um mindestens 15% Reduzierung der SOx-, NOx- und CO- Emissionen um mindestens 25% Reduzierung der Investitionskosten um mindestens 15% Background Aktuell werden aufgrund des kapitalintensiven Charakters relativ wenige neue Industrieöfen in Europa gebaut.

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27 Sustainable Process Industries - Topics 2016 SPIRE Business models for flexible and delocalised approaches for intensified processing Challenge Wechselbeziehung zwischen Produktion und modernen, innovativen Geschäftsmodellen Unterstützung der Industrie und Clustern aus verschiedenen Sektoren Flexiblere und kleinere, dezentrale Betriebe Type Coordination and support action Expected Contribution Nur ein Projekt wird gefördert Deadline

28 Sustainable Process Industries - Topics 2016 SPIRE Business models for flexible and delocalised approaches for intensified processing Scope Bestimmung von räumlichen Flexibilitätsparametern Kundengetriebenes Zulieferketten- Management Designgrenzen für neue dezentrale Standorte Wege zur Reduzierung des CO 2 - Fußabdrucks Szenarien für die Nutzung lokaler Quellen und Zulieferer Expected Impact Unterstützung der Rückkehr von dezentraler Produktion nach Europa Reduzierung des Umwelt- Fußabdrucks um 10% Reduzierung des Rohstoffbedarfs um 15% Bessere Geschäftsmöglichkeiten auf lokaler Ebene Background Alle relevanten Interessengruppen in der Zulieferkette sollen berücksichtigt werden.

29 HORIZON 2020 EU Rahmenprogramm für Forschung und Innovation Energy-efficient Buildings Topics 2016 Jens Korell, Nationale Kontaktstelle Produktion Projektträger Karlsruhe

30 Energy-efficient Buildings - Topics 2016/17 EEB EEB Highly efficient insulation materials with improved properties Performance indicators and monitoring techniques for energyefficiency and environmental quality at building and district level EEB Integration of advanced technologies for heating and cooling at building and district level EEB New technologies and strategies for the development of prefabricated elements through the reuse and recycling of construction materials and structures

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33 Energy-efficient Buildings - Topics 2016 EEB Performance indicators and monitoring techniques for energy-efficiency and environmental quality at building and district level Challenge Reduktion von Energieverbrauch und CO2-Emissionen Quantifizierung von Umweltauswirkungen durch Indikatorgrößen Langfristige Überwachung der Energieeffizienz von Gebäuden und Bezirken Type Coordination and support action Expected Contribution Nur ein Projekt wird gefördert Deadline

34 Energy-efficient Buildings - Topics 2016 EEB Performance indicators and monitoring techniques for energy-efficiency and environmental quality at building and district level Scope Expected Impact Finden von Kennzahlen welche die Beurteilung und Überwachung von Energieeffizienz und Leistung ermöglichen Innovative Indikatoren zur Beurteilung von Umweltaspekten auf Gebäude- und Bezirksebene Bündeln von Erfahrungswissen Betrachtung des gesamten Lebenszyklus im Bausektor Background Leitfäden für alle Gebäudetypen Europaweite Erfassung von Effizienzindikatoren unterschiedlichster Gebäudetypen Entwicklung einer Datenbank mit relevanten Gebäudeinformationen zum SOLL-IST-Vergleich Statistische Auswertungen von Energiedaten zum Abgleich von vorausgesagter und tatsächlicher Energiebilanz Erfassung der Energiebilanz von Gebäuden ist die Grundlage für zukünftige intelligente Netze bzw. Städte.

35 Energy-efficient Buildings - Topics 2016 EEB Integration of advanced technologies for heating and cooling at building and district level Challenge Reduktion des Energieverbrauchs zur Kühlung und Heizung von Gebäuden und Bezirken Entwicklung von integrierten Lösungen, welche kostengünstig umsetzbar sind und sich zur Nachrüstung eignen Integration hocheffizienter Regelungssysteme zur Anpassung von Angebot und Nachfrage im Bereich von Heizung und Kühlung Type Innovation Action Expected Contribution 5 7 Mio. TRL 5-7 Deadline

36 Energy-efficient Buildings - Topics 2016 EEB Integration of advanced technologies for heating and cooling at building and district level Scope Lösungen, welche sich zur Umrüstung bestehender Anlagen (Gebäude + Bezirk) eignen Integration hybrider Systeme zur kombinierten Nutzung fossiler und erneuerbarer Energieträger Nutzung von überschüssiger Wärme und Kälte Regelung und Überwachung des Gesamtsystems Expected Impact Demonstration der Umsetzbarkeit sowie Realisierung einer weiten Marktverfügbarkeit bis 2025 Reduktion des Energieverbrauchs (20-30% inkl. erneuerbare Energien) Amortisationszeit <10 Jahre Leitfaden für zukünftige Bauprojekte Background Kostengünstige, großflächige Umsetzung optimaler Heiz- und Kühltechnologien zur Verbesserung der Energieeffizienz bestehender Gebäude und Bezirke.

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39 Nationale Kontaktstellen für NMPB in Horizont 2020 Programmkoordination NMP: Gerd Schumacher, PtJ Nanotechnologie Christian Busch Werkstoffe Eva Brockhaus Produktion Jens Korell Bioökonomie Stefan Rauschen NKS Nanotechnologie NKS Werkstoffe NKS Produktion NKS L / Bioökonomie PT VDI-TZ PT Jülich - PtJ PT Karlsruhe (PTKA) PT Jülich / PT-DLR VDI Technologiezentrum Düsseldorf Tel.: 0211/ FZ Jülich GmbH, Jülich Tel.: 02461/ KIT Karlsruhe Tel.: Bürogemeinschaft PT- DLR und PtJ Bonn Tel.: 0228/ eu.nano@vdi.de eu.werkstoffe@fz-juelich.de Jens.korell@kit.edu s.rauschen@fz-juelich.de ng.de/international/nationalek ontaktstelle

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