Im Forschungsprojekt BIKINI (Bionik und Kl zur nachhaltigen lntegration in der Produktentwicklung für einen ressourceneffizienten Leichtbau) wurden Leichtbautechnologien in Kombination mit Künstlicher Intelligenz (KI) mit dem Ziel eingesetzt, CO₂-Emissionen einzusparen. Als entscheidender Hebel wurde dabei insbesondere die Gewichtsreduktion im Bereich der Mobilität gesehen. Die Reduktion von CO₂-Emissionen wurde dabei ganzheitlich betrachtet, indem die oftmals CO₂-intensiven Produktions- und Recyclingverfahren in die Betrachtung einbezogen wurden.

Der Lösungsansatz des BIKINI Konsortiums verfolgt das Ziel, von der Biologie inspirierte Konstruktionsalgorithmen und KI-basierte Assistenzdienste in die Produktentstehung zu integrieren unter Berücksichtigung und Einbindung nachgeschalteter Produktlebensphasen. So war es möglich, nachhaltige Lösungen bei gleichzeitig beschleunigtem Entwicklungsprozess über den gesamten Lebenszyklus zu entwickeln. 

Ausgerichtet auf dieses Gesamtziel entstand eine webbasierte Anwendung, die eine konfigurierbare, wissens- und datenbasierte Kombination der der zur Verfügung stehenden Tools zu einem ganzheitlichen KI- & Algorithmen-unterstützten Entwicklungsprozess (8) ermöglicht und die Ausführung des Prozesses unterstützt.

Die wesentlichen Kernbereiche sind:

• ein systematisches, modell- und wissensbasiertes Advanced Requirements Engineering (1)
• eine systematische Auswahl, 3D-Struktur- und Leistungsanalyse von Designprinzipien biogener Leichtbaustrukturen von Planktonorganismen sowie Erzeugung bionischer Leichtbau-Algorithmen zur Integration in den Entwicklungsprozess (2)
• Konzepte und Methoden zur Neuausrichtung der Anwendung von Entwicklungssystemen und zur synergetischen Kombination der Fähigkeiten für eine intuitive Mensch-Maschine-Kollaboration (3) durch die Integration von KI in die betrachteten Engineering-Prozesse
• eine automatisierte Nachhaltigkeitsbewertung eines Produktentwurfs in frühen Phasen des Entwicklungsprozesses (4) mittels eines nachhaltigkeitsorientierten Lifecycle Assessments
• Steigerung der Produktionsflexibilität durch Berücksichtigung einer produktlebensphasenabhängigen Produktionswahl (5) bereits in der Entwicklung zur Erreichung einer dezentralen, einsatznahen und damit ressourcenschonenden On-Demand Produktion
• produktionsintegrierte Kennzeichnung zur Rückspiegelung von Produktions- und Nutzungsdaten in die Entwicklung und zur Rückverfolgung im Lebenszyklus (6)
• Aufbau einer Wissensbasis (7) mit semantischen Modellen zur Repräsentation des Entwurfswissens, der Abhängigkeiten von Informationsmodellen im Kontext nachhaltiger Entwicklung und der KI Modelle für die BIKINI-Dienste und die semantische Annotation der Entwurfsartefakte

BIKINI Kernbereiche 1 bis 8 zum Ziel der ganzheitlichen Ressourceneinsparung