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Nachhaltigkeit

Ein weiterer Themenschwerpunkt zu SysLM ist „Nachhaltigkeit“ aus Engineering Perspektive. Hier werden ökonomische, ökologische und soziale Aspekte für die Entwicklung des Produktes berücksichtigt. Dieses Thema wird aktuell im Forschungsprojekt „Energie- und Ressourceneffiziente Mobile Arbeitsmaschinen“ (ERMA) erforscht. Im Rahmen des Projektes wird am Beispiel einer mobilen Arbeitsmaschine der Energie- und Ressourcenbedarf eines komplexen Produkts unter Beachtung aller Phasen im Lebenszyklus untersucht.
 

Motivation

Die Entwicklung nachhaltiger Produkte stellt eine zentrale Voraussetzung für den Erhalt und die Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit global agierender Unternehmen dar. Primär ökologisch motiviert, durch den Klima-wandel, die fortschreitende Verknappung natürlicher Ressourcen und die Herausbildung einer zunehmend umweltbewussten Gesellschaft, stehen die produzierenden Akteure der Weltwirtschaft vor der herausfordernden Aufgabe, ökologische, ökonomische und soziale Nachhaltigkeitsaspekte in die Prozesse der Produktentwicklung zu integrieren. Zudem führt die verstärkte Berücksichtigung vorrangig ökologischer Nachhaltigkeitsaspekte in der nationalen und internationalen Gesetzgebung zu einer immer größer werdenden Verantwortung der Hersteller für ihre Produkte über den gesamten Lebenszyklus. Vor diesem Hintergrund müssen Unternehmen, gerade am Standort Deutschland, ihre Innovationskraft dazu nutzen, Optimierungspotentiale für einen nachhaltigen Umgang mit Energie und Ressourcen zu suchen, ökologisch freundliche, sozial vertretbare und wirtschaftlich praktikable Alternativen zu identifizieren und diese frühzeitig zu realisieren. Mit den Herausforderungen, die sich aus dem verschärften Anforderungsprofil an heutige Produkte erheben, gehen für produzierende Unternehmen allerdings auch große Chancen einher, ihren Beitrag zum globalen Nachhaltigkeitsparadigma zu leisten und sich durch ökologisch, ökonomisch und sozial motivierte Produkt- und Prozessinnovationen von ihren Wettbewerbern abzusetzen. 

Forschung

Die wesentlichen Eigenschaften eines Produktes werden bereits in der frühen Phase des Produkt-entwicklungsprozesses festgelegt. Entscheidungen, die hier getroffen werden, sind für die weiteren Lebenszyklusphasen und das Produktverhalten während der Nutzung wegweisend und lassen sich später, wenn überhaupt, nur mit hohem Aufwand revidieren. Um eine bewusste Nachhaltigkeit und beispielsweise signifikante Verbesserung der Umweltverträglichkeit eines Produktes zu erzielen ist es daher erforderlich, bereits zu Beginn ökologische Nachhaltigkeitsaspekte in der Produktentwicklung zu berücksichtigen und entsprechende Umweltanforderungen an ein Produkt sowie seine Prozesse zu stellen. Fließen umweltbezogene Kriterien früh genug in den Entwicklungsprozess ein, so kann ein Produkt in seinem weiteren Entstehung-, Betriebs- und Verwertungsverhalten, also über seinen gesamten Lebenszyklus hinweg, maßgeblich in eine „grünere“ Richtung gesteuert werden. Diese Herausforderungen waren der Initialfunke für das Verbundforschungsprojekt ERMA. Im Rahmen des Projektes wird an Methoden geforscht, die eine prospektive Ökobilanzierung (engl.: Life Cycle Assessment (LCA)) im Rahmen eines PLM Ansatzes ermöglichen. 

Resultate

Eine Bewertung nach dem ERMA Lösungskonzept liefert Ergebnisse auf Basis eines intellektuellen Produktes - folglich dem digitalen Modell - in der frühen Entwicklungsphase. Es werden keine Ressourcen verschwendet, sondern die technischen Kreisläufe des zukünftigen Produktsystems vorausschauend bewertet. Die Erweiterung des Betrachtungshorizonts im Kontext einer nachhaltigen Produktentwicklung bringt neue Artefakte mit sich, die sowohl die Komplexität erhöhen, als auch eine Rückverfolgbarkeit der neuen Artefakte im Produktlebenszyklus bis zu initialen Anforderungen erschweren. System Lifecycle Management (SysLM) wird hierzu als nächste Stufe von PLM auf- und ausgebaut und als Schlüsselkonzept zur detaillierten Beschreibung komplexer Produktsysteme angesehen.

Quellen:

  • Eigner, M.; Muggeo, C.; Apostolov, H.; Schäfer, P.*: "Kern des System Lifecycle Management - im Kontext von Industrial Internet mit Industrie 4.0 und Internet der Dinge und Dienste", in: "ZWF Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb", Jhrg. 111, HeftNr. 1-2, Carl Hanser Verlag, München 2016, S. 63-68. - ISSN: 0947-0085.
  • Eigner, M.; Faißt, K.-G.; Apostolov, H.; Schäfer, P.*: "Kurzer Begriff und Nutzen des System Lifecycle Management - im Kontext von Industrial Internet mit Industrie 4.0 und Internet der Dinge und Dienste", in: "ZWF Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb", Jhrg. 110, HeftNr. 7-8, Carl Hanser Verlag, München 2015, S. 475-478. - ISSN: 0947-0085.
  • Eigner, M.; Apostolov, H.*; Dickopf, T.; Schäfer, P.; Faißt, K.-G.: "System Lifecycle Management - am Beispiel einer nachhaltigen Produktentwicklung nach Methoden des Model-Based Systems Engineering ", in: "ZWF Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb", Jhrg. 109, HeftNr. 11, Carl Hanser Verlag, München 2014, S. 853-860. - ISSN: 0947-0085.
  • Eigner, M.; von Hauff, M.; Schäfer, P.*: "Sustainable Product Lifecycle Management: A Lifecycle based Conception of Monitoring a Sustainable Product Development", in: Hesselbach, J.; Herrmann, C. (Hrsg.): "Glocalized Solutions for Sustainability in Manufacturing - Proceedings of the 18th CIRP International Conference on Life Cycle Engineering (LCE 2011)", Braunschweig, 02. - 04.05.2011, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, 2011, S. 501-506. - ISBN: 978-3-642-19691-1.

* = korrespondierender Autor. A = Artikel. V = Vortrag.

Lehrstuhl VPE

   

Forschungsschwerpunkt

Nachhaltigkeit
Leitbild der Vereinten Nationen
für das 21. Jahrhundert [pdf]

Ansprechpartner

Professor Dr.-Ing.
Martin Eigner 
Gebäude 44, Raum 314
Gottlieb-Daimler Straße
67663 Kaiserslautern

Tel.: +49 (0)631 / 205 3871
Fax.: +49 (0)631 / 205 3872
Email: eigner[at]mv.uni-kl.de

Dipl.-Kfm. techn.
Patrick Schäfer 
Gebäude 44, Raum 321
Gottlieb-Daimler Straße
67663 Kaiserslautern

Tel.: +49 (0)631 / 205 4823
Fax.: +49 (0)631 / 205 3872
Email: schaefer[at]mv.uni-kl.de
 

Hristo Apostolov, M.Sc. 
Gebäude 44, Raum 321
Gottlieb-Daimler Straße
67663 Kaiserslautern

Tel.: +49 (0)631 / 205 4823
Fax.: +49 (0)631 / 205 3872
Email: apostolov[at]mv.uni-kl.de

Kontakt

Technische Universität Kaiserslautern
Lehrstuhl für Virtuelle Produktentwicklung (VPE)

Postfach 3049
D-67653 Kaiserslautern

Email: vpeinfo[at]mv.uni-kl.de
www: http://www.mv.uni-kl.de/vpe
 

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