Kreislaufführung von Produkten und Bauteilen

Die Kreislaufführung von Produkten und Bauteilen beschreibt die Verlängerung der Lebensdauer von Produkten und Bauteilen durch deren Wiederverwendung. Im Gegensatz zur Kreislaufführung von Roh‑, Hilfs- und Betriebsstoffen liegt der Fokus dabei auf der Schließung von Stoffkreisläufen in der Produktion bei gleichzeitigem Erhalt der grundsätzlichen Funktionsweise des Bauteils bzw. des Produkts. Dies kann durch verschiedene Arten der Aufarbeitung geschehen.* VDI Zentrum Ressourceneffizienz. Kreislaufführung von Produkten und Bauteilen Teil 1: Ressourceneffizienz, Anwendungsbereich, Grenzen. (Online) (Zitat vom: 08.04.2020).

Die bekanntesten Methoden zur Wiederaufarbeitung von Produkten sind das Remanufacturing und das Refurbishment. Das Remanufacturing (engl. für Wiederaufarbeitung) beschreibt die Behandlung zur Wiederverwendung eines gebrauchten Produkts, das durch verschiedene Prozessschritte (industrielle Aufarbeitung) auf mindestens das Qualitätsniveau eines Neuprodukts gebracht wird. Über gleiche Qualitätssicherungsmaßnahmen wie in der Neuteileproduktion und eine Garantie wird sichergestellt, dass das refabrizierte Produkt oder die refabrizierte Produkteinheit der Qualität einer Neufertigung entspricht.* Lange, U. Ressourceneffizienz durch Remanufacturing – Industrielle Aufarbeitung von Altteilen. Berlin: VDI Zentrum Ressourceneffizienz GmbH, 2016. Die Gebrauchtgeräte bzw. -teile müssen vor der Wiederaufarbeitung gesammelt und sortiert sowie einer Eingangsfunktionsprüfung unterzogen werden. Die Hauptprozessschritte beim Remanufacturing umfassen die Demontage, die Reinigung, die Prüfung/Diagnose, die Aufbereitung und die Remontage. Es folgt eine abschließende Endprüfung des Produktes.

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Das Remanufacturing kann innerhalb des Betriebs oder in extern beauftragten Wiederaufarbeitungsunternehmen stattfinden. Es gibt auch unabhängige Wiederaufarbeiter. Diese agieren ohne oder nur mit einem geringen Kontakt zum Hersteller und vermarkten das Produkt oftmals unter eigenem Namen.* Lange, U. Ressourceneffizienz durch Remanufacturing – Industrielle Aufarbeitung von Altteilen. Berlin: VDI Zentrum Ressourceneffizienz GmbH, 2016. S. 17 ff.

Refurbishment meint ebenfalls das Aufarbeiten gebrauchter Produkte bis zu einem zuvor definierten Qualitätslevel. Der Unterschied zum Remanufacturing liegt darin, dass der Zustand der Produkte danach nicht mit dem Zustand eines Neuprodukts vergleichbar ist und diese dementsprechend meist zu einem geringeren Preis verkauft werden.* VDI Zentrum Ressourceneffizienz. Kreislaufführung von Produkten und Bauteilen Teil 2: Wege der Umsetzung und Beispiele. (Online) (Zitat vom: 08.04.2020).

Die meisten anderen Methoden basieren auf den Grundideen dieser zwei Konzepte. So kann z. B. die Aufarbeitung eines Produktes zum sogenannten Retrofit erfolgen. Diese Methode ist vor allem bei veralteten Anlagen wichtig. Die Anlagen können, als Alternative zur Entsorgung, durch neue Bauteile wieder an die derzeitigen technischen Verhältnisse angepasst werden. Die integrierten Modernisierungen stammen dabei meistens aus den Bereichen Steuerung, Antrieb oder Automatisierung. Im Idealfall kann auf diese Weise eine nahtlose Verschmelzung von Techniktradition und moderner Industrietechnologie entstehen.* Produktion – Technik und Wirtschaft für die deutsche Industrie. Retrofit: Definition und Vorteile. (Online) 08.06.2017. (Zitat vom: 13.05.2020).

Eine zentrale Rolle in der Kreislaufführung© VDI ZRE von Produkten und Bauteilen spielen vor allem die Geschäftsmodelle, in welche die oben genannten Methoden integriert werden. Die unterschiedlichen Geschäftsmodelle hängen oft eng miteinander zusammen und können häufig auch gemeinsam implementiert werden. Die verschiedenen Modelle beziehen sich dabei auf unterschiedliche Kreislaufführungsebenen (vgl. Abbildung unten), angefangen vom Kreislauf innerhalb des Nutzerkreises über die Kreislaufschließung zwischen Nutzer und Dienstleister bis hin zur Kreislaufführung mit Beteiligung der gesamten Wertschöpfungskette.

Als Geschäftsmodelle konzentrieren sich Refurbishment und Remanufacturing (analog zu den oben genannten Aufarbeitungsmethoden) darauf, das Produkt nach der Benutzung zurückzunehmen und als Ganzes aufzuarbeiten. Hersteller die dieses Modell betreiben, profitieren nicht nur von einer neuen Kundengruppe für generalüberholte Produkte, sondern lernen auch ihre eigene Produktpalette durch die Verknüpfung von Nutzungszyklen besser kennen. Dies kann nützlich für die Produktoptimierung sein. Um Refurbishment und Remanufacturing als Geschäftsmodell zu implementieren, müssen Unternehmen in der Lage sein, die Rückbaubarkeit und modulare Reparatur ihrer eigenen Produkte generationsübergreifend zu gewährleisten, beispielsweise durch ein Design for Recycling oder Design for Disassembly.* Bungard, Patrick. CSR und Geschäftsmodelle: Auf dem Weg zum zeitgemäßen Wirtschaften. Berlin: Springer Verlag, 2018. ISBN 978-3-662-52881-5. S. 131. Findet das Remanufacturing im eigenen Unternehmen statt, ist dafür ein umfassendes System für die Rückführung der Altteile zum Hersteller erforderlich. Dieses kann durch Pfandsysteme und Inzahlungnahmen etabliert werden.* Bungard, Patrick. CSR und Geschäftsmodelle: Auf dem Weg zum zeitgemäßen Wirtschaften. Berlin: Springer Verlag, 2018. ISBN 978-3-662-52881-5 Das Modell funktioniert jedoch auch sehr gut mit den unten beschriebenen Wiedernutzungskonzepten, da bei ihnen das Unternehmen zu jeder Zeit im Besitz des von ihm verkauften Produktes bleibt und dementsprechend auch die Rückführung des Produktes kontrollieren kann.

Diese Modelle zielen darauf ab, die Auslastung des Produktes zu optimieren und die Produktnutzungsphase zu verlängern. Ein Beispiel hierfür ist das „Share/Repair/Reuse“-Modell. Verkaufte Produkte werden geteilt (sharing), beschädigte Produkte werden repariert und aufgewertet (repair) und gebrauchte Produkte werden weiterverkauft und/oder wiederverwendet (reuse).* Bungard, Patrick. CSR und Geschäftsmodelle: Auf dem Weg zum zeitgemäßen Wirtschaften. Berlin: Springer Verlag, 2018. ISBN 978-3-662-52881-5. S. 128 f.

Einen Schritt weiter gehen die sogenannten Produkt-Service-Systeme. Anstatt das Produkt selbst zu verkaufen, werden die Funktion und der Nutzwert der Dienstleistung, die das Produkt erbringt, verkauft. Das Produkt wird also lediglich zur Verfügung gestellt, oder es wird direkt das gewünschte Resultat verkauft (z. B. ein Loch in der Wand statt einer Bohrmaschine). Im Gegensatz zum reinen Verkauf wird hier ein nutzenbasierter Ansatz angestrebt. Konsumenten des Produktes werden mit dieser neuen Schwerpunktsetzung zu Nutzern. Dabei wird bei der Produktentwicklung simultan ein Service entwickelt, um das Produkt optimal an dem Kundennutzen auszurichten. Es sind unterschiedliche Varianten dieses Modells möglich. Die bekanntesten sind das Leasing und sogenannte Pay-per-Use- oder Pay-per-Result-Modelle.* Bungard, Patrick. CSR und Geschäftsmodelle: Auf dem Weg zum zeitgemäßen Wirtschaften. Berlin: Springer Verlag, 2018. ISBN 978-3-662-52881-5. S. 130 ff.

Beim Leasing entrichtet der Leasingnehmer zumeist monatliche Geldbeträge an das Leasingunternehmen, um das Produkt nutzen zu dürfen. Viele Leasingunternehmen bieten dem Leasingnehmer zudem die Möglichkeit, den Vertrag gegen Ende der Leasingperiode in einen Kauf umzuwandeln.* SVEA. Was ist Leasing und was bringt es dem Unternehmen? svea.com. (Online) 03.2019. (Zitat vom: 28.02.2020).

Pay-per-Use- oder Pay-per-Result-Modelle sind etwas komplexer in der Umsetzung. Der Benutzer bezahlt dabei nicht nach Zeit, sondern gemessen daran, was er tatsächlich verbraucht hat. Bei Strom und Wasser ist dies noch recht simpel zu realisieren. Für andere Güter und Dienstleistungen in der Industrie stellt sich die Umsetzung dieser Modelle oft aufwändiger dar. Dabei kommen unter anderem Sensoren zum Einsatz, die dem Hersteller die notwendigen Daten über den Zustand des Produktes liefern. Als Anbieter und Besitzer des Produktes ist der Hersteller oder Dienstleister sowohl für die Verfügbarkeit als auch für die Entsorgung des Produktes zuständig.* Dobrowlski, P. Wie pay per use den Maschinenbau revolutionieren könnte. Industrie Magazin. (Online) 05.2016. (Zitat vom: 28.02.2020).

Um die beschriebenen Geschäftsmodelle umsetzen zu können, müssen zunächst einmal einige Grundbausteine gelegt werden. Der erste ist die Produktgestaltung. So sollte z. B. darauf geachtet werden, dass einzelne Teile des Produktes leicht auszutauschen und zu reparieren (Design for Repair) sind, um die Aufarbeitung zu erleichtern.* Bungard, Patrick. CSR und Geschäftsmodelle: Auf dem Weg zum zeitgemäßen Wirtschaften. Berlin: Springer Verlag, 2018. ISBN 978-3-662-52881-5. S. 133 ff.

Ein weiterer wichtiger Teil betrifft den Einsatz neuer Technologien. Das sind vor allem Technologien zur Beobachtung, Analyse und Steuerung von Produkten und Materialflüssen (z. B. Asset Tracking, Sensoren oder innovative Sammel- und Sortieranlagen), aber auch Technologieplattformen wie Smart Grids, Big Data, Blockchain oder das Internet der Dinge (IoT, Internet of Things). Diese Technologien sollen mehr Transparenz in die Wertschöpfungsketten bringen und diese analysieren, um sie zu Kreisläufen umgestalten zu können.* Bungard, Patrick. CSR und Geschäftsmodelle: Auf dem Weg zum zeitgemäßen Wirtschaften. Berlin: Springer Verlag, 2018. ISBN 978-3-662-52881-5. S. 134 ff. Oft finden diese Technologien Erwähnung im Zusammenhang mit der sogenannten Industrie 4.0, bei der auch Echtzeitdaten eine wichtige Rolle spielen. Das Internet der Dinge ermöglicht mithilfe cyber-physischer Systeme die Einbindung von Zuliefer- und Servicepartnern der Wertschöpfungskette in einen umfangreichen, gesicherten Datenaustausch. Dadurch werden Vorprodukte sowie einzelne Maschinen und ganze Anlagen in die Lage versetzt, eigenständig und automatisiert mit anderen Betrieben und Maschinen zu kommunizieren (z. B. um neue Ware zu bestellen oder über den aktuellen Maschinenzustand zu informieren). Die Digitalisierung der Kreislaufwirtschaft könnte dazu beitragen, Informationslücken zu schließen und oftmals fehlende Daten zu Ort, Zustand, Verfügbarkeit und Materialzusammensetzung von Produkten bzw. Abfällen zu liefern. Insbesondere bei Elektrogeräten besteht hierzu ein großes Potenzial zur Verbesserung der Kreislaufführung. Mithilfe des Internets der Dinge lassen sich Geräten eindeutige Identitäten zuweisen und diese miteinander vernetzen. Elektroschrott, genauso wie anderer Produktabfall, sollte nicht automatisch als zu entsorgender Abfall angesehen werden, sondern vielmehr im Rahmen von Wiederverwendung und hochwertigem Recycling als Ausgangspunkt für neue Produktzyklen dienen. Die Initiative eReuse.org nutzt beispielsweise Digitalisierungsmaßnahmen zur Erhöhung der Wiedernutzungsrate von Elektrogeräten indem sie in Kombination mit einer App Werkzeuge für Geräteinventarisierung und -diagnostik, für das Gerätemanagement und das Zusammenbringen von Angebot und Nachfrage sowie Daten zur Gerätenachverfolgung anbietet.* (WBGU), Wissenschaftlicher Beirat der Bundesregierung. Unsere gemeinsame digitale Zukunft. (Online) 2019. S. 161 ff.

Die dritte und häufig größte Herausforderung für die Umsetzung von Produktkreisläufen ist die optimale Gestaltung der Rückwärtslogistik (Synonyme: Reverse Supply Chain und Retroproductionsystems). Die Unternehmen benötigen dazu logistische Modelle zur Rücknahme von Produkten und deren Weitergabe in den am besten geeigneten Wertschöpfungskreislauf und müssen jederzeit wissen, wann Produkte in welchem Zustand wo und in welcher Menge sowie Frequenz anfallen.* Bungard, Patrick. CSR und Geschäftsmodelle: Auf dem Weg zum zeitgemäßen Wirtschaften. Berlin: Springer Verlag, 2018. ISBN 978-3-662-52881-5. S. 133 ff. Im Falle von Leasinggeräten weiß der Leasing-Anbieter, wo sich welche Geräte befinden und wann sie zu ihm zurückkehren. Lediglich der Zustand der Geräte ist dem Anbieter nicht immer bewusst.