Verpackungen machen weltweit den mit Abstand größten Anteil an Kunststoffabfällen aus. Aufgrund oftmals zu großer technischer und wirtschaftlicher Herausforderungen tritt nur ein geringer Teil des Kunststoffs als Sekundärrohstoff wieder in den Kreislauf ein. Im KI-Anwendungshub Kunststoffverpackungen soll Künstliche Intelligenz (KI) den Weg zu einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft ermöglichen.

Um den Kreislauf für Kunststoffverpackungen so weit wie möglich zu schließen, arbeiten 51 Partner aus Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft in zwei Innovationslaboren zusammen: KIOpti-Pack für Design und Produktion sowie K3I-Cycling für das werkstoffliche Recycling. Ein wichtiges Ziel ist der laborübergreifende Austausch von Daten, um Erkenntnisse über die gesamte Wertschöpfungskette zu betrachten. Darüber hinaus sollen die Themen des Hubs rund um KI und Kreislaufwirtschaft für Kunststoffe der breiten Öffentlichkeit durch vielfältige Veranstaltungen und Kommunikationsmaßnahmen zugänglich gemacht werden. Hierfür sind unter anderem ein Podcast und ein Open-Hub-Day geplant.

Über die Innovationslabore:

KIOptiPack – Ganzheitliche KI-basierte Optimierung von Kunststoffverpackungen mit Rezyklatanteil 

Ziel von KIOptiPack ist es, praxisreife KI-gestützte Werkzeuge für das erfolgreiche Produktdesign sowie die qualitätsgerechte Produktion von Kunststoffverpackungen mit hohem Rezyklatanteil in einem KI-Anwendungs- und Datenraum bereitzustellen, zu validieren und in die Anwendung zu transferieren. Dies wird mit der Bildung einer zentralen Netzwerkplattform für das Wertschöpfungsengineering verknüpft. Das Projekt und die darin entwickelten Werkzeuge beziehen die gesamte Wertschöpfungskette vom Sekundärrohstoff, über die Material- und Verpackungsentwicklung, die Prozessauslegung, die Verpackungsproduktion bis hin zur Abfallsammlung und Aufbereitung ein.

• Koordination: Institut für Kunststoffverarbeitung an der RWTH Aachen
• Laufzeit: 01.08.2022 – 31.07.2025

K3I-Cycling – KI-gestützte Optimierung der Kreislaufführung von Kunststoffverpackungen 

Ziel von K3I-Cycling ist die signifikante quantitative und qualitative Verbesserung des werkstofflichen Recyclings von Post-Consumer Kunststoffverpackungsabfällen. Zu diesem Zweck entwickelt K3I-Cycling mittels eines Artificial Neural Twin eine neue, offene und standardisierbare KI-Schnittstelle zur sektorübergreifenden Sammlung relevanter Informationen im Sinne eines Leichtverpackungs-Produktpasses. Dadurch wird erstmals die digitale Vernetzung aller Stakeholder entlang der Wertschöpfungskette ermöglicht. Bei einem Artificial Neural Twin handelt es sich um eine vollständig differenzierbare Abbildung des Gesamtsystems, mit dem Einzelkomponenten in Relation zum gesamten System optimiert werden können. Hierbei werden sensorische Informationen aller Art entlang des Materialflusses als Daten erfasst.

• Koordination: Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS
• Laufzeit: 01.09.2022 – 31.08.2025

Übersicht aller beteiligten Partner des KI-Anwendungshub Kunststoffverpackungen:

Innovationslabor KIOptiPack

Institut für Kunststoffverarbeitung an der RWTH Aachen, Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V., Artificial Intelligence Center Hamburg (ARIC) e.V., Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, Hochschule Schmalkalden (HSM), Hochschule Albstadt Sigmaringen (HSAS), Technische Universität Dresden, Universität des Saarlandes, Aixtrusion GmbH, Amcor Flexibles Deutschland GmbH (assoziiert) Apheris AI GmbH, Arburg GmbH & Co. KG (assoziiert), ASAM Betriebs-GmbH (assoziiert), Brückner Maschinenbau GmbH & Co. KG (assoziiert), Carbon Minds GmbH, Cirplus GmbH (assoziiert), ColorLite GmbH (assoziiert), Deutsche Institut für Normung e. V., Dida Datenschmiede GmbH, Digimind GmbH, Duales System Deutschland GmbH & Co. KG (assoziiert), EDEKA Zentrale Stiftung & Co. KG (assoziiert), Ehrenmüller GmbH, Evonik Industries AG, Fernholz GmbH & Co. KG (assoziiert), Foboha Germany GmbH, GEA Group AG (assoziiert),GreenDelta GmbH, HiPP OHG, Hamburger Informatik Technologie-Center (HITeC) e.V., Institut cyclos-HTP GmbH, Infosim GmbH & Co. KG, KOCH Pac-Systeme GmbH (assoziiert), Körber Pharma GmbH (ehem. Mediseal), LyondellBasell GmbH, Menshen GmbH & Co. KG (assoziiert), Pacoon GmbH, Palaimon GmbH, Peerox GmbH, Pöppelmann GmbH & Co. KG (assoziiert), QuoData GmbH, REMONDIS Recylcing GmbH & Co KG, Reifenhäuser GmbH, RKW SE, Simcon kunststofftechnische Software GmbH, Sumitomi (SHI) Demag Plastics Machinery GmbH (assoziiert), Südpack Verpackungen GmbH & Co. KG, Unilever Deutschland (assoziiert), watttron GmbH, Windmöller & Hölscher KG (assoziiert)

Innovationslabor K3I-Cycling

Fraunhofer Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., Lobbe RSW GmbH, Cirplus GmbH, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Technische Universität Darmstadt, Hochschule Harz, Hochschule für angewandte Wissenschaften, Universität des Saarlandes, Lehrstuhl für Rechtsinformatik, Knowtion GmbH, RKF Recycelte Kunststoffe & Fasern KG, WeSort.AI GmbH, Gesellschaft für Informatik e.V., Eigenbetrieb für kommunale Aufgaben und Dienstleistungen, Awesome Technologies Innovationslabor GmbH, Deutsches Verpackungsinstitut e. V., Entsorgungstechnik BAVARIA GmbH, Technische Universität München, Siemens Aktiengesellschaft, HK.SYSTEMS GmbH (assoziiert), GREIWING logistics for you GmbH (assoziiert), Sentinum GmbH (assoziiert)

Ansprechpartner am IKV:

Dipl.-Ing. Mauritius Schmitz
+49 241 8093881
mauritius.schmitz@ikv.rwth-aachen.de