Produkt- und Prozessentwicklung

Die Gestaltung des Produkts und die Beeinflussung der Prozesse geben dem Unternehmen die Möglichkeit, Material und Energie effizient zu einzusetzen. Aufgrund der sich bei der Entwicklung ressourceneffizienter und zugleich marktgerechter Produkte ergebenden vielfältigen Zielkonflikte ist eine methodische Unterstützung der Produkt- und Prozessentwicklung notwendig.

Nachfolgende Darstellung zeigt das Zusammenspiel der Prozessketten „Produktentwicklung“ und Produktlebensweg“. Die Prozesskette Produktentwicklung wird durch die Aufgabe ausgelöst und gliedert sich in die Phasen Aufgabe klären, Konzipieren, Entwerfen und Ausarbeiten (oder Verlinkung über die Begriffe im T-Modell). Dabei werden die Phasen iterativ durchlaufen. Ergebnis des Produktentwicklungsprozesses ist ein virtuelles Produktmodell zur Herstellung des Produkts.

Die Prozesskette Produktlebensweg gliedert sich in die Produktlebensphasen Werkstoffherstellung, Herstellung, Nutzung, Recycling und Entsorgung (oder Verlinkung über die Begriffe im T-Modell). Stoff- und Energieflüsse sowie Emissionen entstehen in nahezu allen Prozessen der Produktlebensphasen.

 

In der Produktentwicklung werden Prozesse im gesamten Produktlebensweg beeinflusst und damit Ressourcenverbräuche festgelegt. Um lokale Verbesserungen auf Kosten einer Verschlechterung der Gesamtbilanz zu vermeiden, müssen Prozesse im Produktlebensweg ganzheitlich betrachtet und antizipiert werden.

Die Entwicklung ressourceneffizienter Produkte und Prozesse erfordert eine detaillierte Analyse eingesetzter Energien, Materialien und vorhandener Prozesse sowie deren Bewertung im Hinblick auf Energie- oder Materialaufwand oder relevante Umweltbeeinträchtigungen. Wesentliche Voraussetzung hierzu sind praxisgerechte und zugleich richtungssichere Bewertungsmethoden.

Merkmale der Gestaltung ressourceneffizienter Produkte und Prozesse

  • Ressourcenverbräuche entstehen im gesamten Produktlebensweg von der Werkstoffherstellung bis zur endgültigen Entsorgung, dies erfordert eine prozess- und lebensphasenübergreifende Betrachtung.
  • Optimierung der Ressourceneffizienz eines Prozesses in einer Lebensphase kann zu Verschlechterungen in anderen Lebensphasen und in der Gesamtbilanz führen, diese sind durch ganzheitliche Betrachtung zu vermeiden.
  • Verbesserungen der Rohstoff- oder Energieeffizienz können zur Verschlechterung anderer Umweltindikatoren, wie Toxizitätspotenzial oder Versauerung, führen, dies hieraus resultiert die Notwendigkeit einer umfassenden Bewertung.
  • Das Vermeiden lokaler Verbesserungen im Hinblick auf Stoff- und Energieströme sowie Emissionen wie auch auf Umweltindikatoren erfordert ganzheitliche Betrachtungen.

Innovationsstufen

Die Systemebene hat einen maßgeblichen Einfluss auf erreichbare Ressourceneffizienzpotenziale. Der Kunde kauft nicht Produkte, sondern Nutzen oder Funktionen. Damit ist der Nutzen Ausgangspunkt für signifikante Effizienzsteigerungen anzusehen. Eine lösungsneutrale Formulierung des Nutzens über die funktionelle Einheit ist eine wesentliche Voraussetzung.

Es können vier Innovationsstufen mit unterschiedlichem Potenzial zur Steigerung der Ressourceneffizienz unterschieden werden (Bild). Die Innovationsstufen setzen unterschiedliche Eingriffsmöglichkeiten voraus und erfordern stark variierende Aufwendungen und Zeithorizonte im Hinblick auf ihre Umsetzung.

 

Der Grundgedanke dieser Innovationstypen lässt sich von Produkten auf Fertigungsprozesse und Unternehmensprozesse übertragen. Im Vergleich zur lokalen Optimierung ist das Potenzial zur Steigerung der Ressourceneffizienz durch systemische Veränderungen oftmals größer. Dennoch können auch durch kleine Veränderungen hohe Steigerungen der Ressourceneffizienz erreicht werden. Ein Beispiel hierfür stellt die auftragsübergreifende Stanzbildoptimierung zur Verringerung von Verschnittabfällen dar.

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