Managing uncertainty in product and process design for the circular factory

In the circular factory, uncertain attributes of object instances and process steps are found at diverse occasions. Even if uncertainty can also be found to some extent in linear production, the high variation of product attributes of used objects causes the process steps in the circular factory to generate a much higher variability of the properties of the objects handled in circular processes. In consequence, a methodology is needed to model, handle and manage uncertainties at all relevant situations within the circular factory. In contrast to linear production, the uncertainty of attributes cannot be extended to an object class (with the same production history), but must be assigned to each object instance (with its own history) individually. In this contribution, the basic concepts for managing uncertainty in the circular factory are introduced. As a common basis, probabilities are used to express uncertainty, thus being compatible with the traditional and proven concepts of measurement science and stochastics. To describe the individual information state of object instances, it is complemented with a joint probability distribution describing all relevant object attributes. Some examples for processes within the circular factory demonstrate how uncertainty is considered to manage the uncertainty related challenges of used objects.

In der Kreislauffabrik finden sich unsichere Eigenschaften von Objektinstanzen und Prozessschritten an verschiedenen Stellen. Auch wenn Unsicherheiten bis zu einem gewissen Grad auch in der linearen Produktion anzutreffen sind, führt die große Variation der Eigenschaften der gebrauchten Objekte während der Prozessschritte in der Kreislauffabrik zu einer viel größeren Variabilität der Eigenschaften der in Kreisprozessen betrachteten Objekte. Infolgedessen wird eine Methodik benötigt, um Unsicherheiten in allen relevanten Situationen innerhalb der Kreislauffabrik zu modellieren, zu handhaben und zu beherrschen. Im Gegensatz zur linearen Produktion kann die Unsicherheit von Eigenschaften nicht auf eine Objektklasse (mit gleicher Produktionshistorie) ausgedehnt werden, sondern muss jeder Objektinstanz (mit eigener Historie) individuell zugewiesen werden. In diesem Beitrag werden die grundlegenden Konzepte für die Beherrschung von Unsicherheiten in der Kreislauffabrik vorgestellt. Als gemeinsame Basis werden Wahrscheinlichkeiten verwendet, um Unsicherheit auszudrücken, was mit den traditionellen und bewährten Konzepten der Messtechnik und Stochastik kompatibel ist. Zur Beschreibung des individuellen Informationsstands bezüglich Objektinstanzen wird jede Instanz durch eine Verbund-Wahrscheinlichkeitsverteilung ergänzt, die alle relevanten Objekteigenschaften beschreibt. Einige Beispiele für Prozesse innerhalb der Kreislauffabrik zeigen, wie Unsicherheiten berücksichtigt werden, um die mit gebrauchten Objekten verbundenen Herausforderungen zu bewältigen.