Sustainable Design: Nachhaltige Produktgestaltung intelligenter technischer Systeme

Das ansteigende Nachhaltigkeitsbewusstsein sowie die strenger werdende Nachhaltigkeitsgesetzgebung erhöhen den Druck auf ARI-Armaturen, das Thema bereits in der Produktentstehung zu berücksichtigen. Ziel des Vorhabens ist es, das Unternehmen durch Wissenstransfer zu befähigen, eigene Produkte nachhaltiger zu gestalten. Dafür wird eine Analyse des CO2-Fußabdrucks einer Armatur und weiterer Potenziale durchgeführt. Anschließend wird die Optimierung der Nachhaltigkeit fokussiert, indem das Zielsystem und konkrete Maßnahmen auf Produktebene definiert und exemplarisch umgesetzt werden. Die Ergebnisse werden für den Breitentransfer aufbereitet (z.B. Leitfaden zur Gestaltung nachhaltiger Produkte) und zugänglich gemacht.

Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM

Nick Schreiner

Nick Schreiner

Details

its.Sustaign

€162,683.70

Ministerium für Wirtschaft, Industrie, Klimaschutz und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen

it's OWL

Problem

Problem und Motivation

Die Ansprüche von Kunden unterliegen einem stetigen Wandel. Seit einigen Jahren etablieren sich in zunehmenden Maße Erwartungen der Kunden an Unternehmen wie ARI-Armaturen, durch nachhaltiges Wirtschaften eine stärkere gesellschaftliche Verantwortung zu übernehmen. Der Trend zu nachhaltigem Wirtschaften erstreckt sich auf nahezu alle Branchen. So spielt innerhalb der Maschinenbaubranche für ARI-Armaturen zunehmend der „kritische Verbraucher“ eine Rolle, der seine Kauf- und Konsumentscheidung in immer stärkerem Maße an ökologischen oder sozial-relevanten Aspekten orientiert. Eine aktuelle Studie zeigt, dass der Wunsch der Bevölkerung nach Produkten, die ebenso nachhaltig wie auf dem neuesten Stand der Technik sind, weiterwächst. Dieses immer stärker werdende Nachhaltigkeitsbewusstsein in der Bevölkerung führt zu einem veränderten Kundenverhalten, das wiederum steigende Anforderungen an die Nachhaltigkeit für Produkte von Morgen stellt.





Auch in der aktuellen Gesetzgebung sind Grundsätze der Produktverantwortung verankert. Hersteller sind beispielsweise zur Rücknahme und Beseitigung zurückgegebener Erzeugnisse nach der Verwendung verpflichtet. Sowohl für ARI-Armaturen als auch für weitere Unternehmen im Cluster entsteht daher der Bedarf, Produkte über den gesamten Produktlebenszyklus nachhaltig zu gestalten, um den gestiegenen Anforderungen von Gesellschaft und Gesetzgebung gleichermaßen gerecht zu werden. Es ist erforderlich, Nachhaltigkeit bereits in der Produktentwicklung fest zu verankern und kontinuierlich Potenziale zu identifizieren sowie mittels geeigneter Handlungsmaßnahmen zu adressieren. Vor diesem Hintergrund hat sich das Unternehmen ARI-Armaturen als Armaturenhersteller, zum Ziel gesetzt, ihre eigenen Produkte nachhaltiger zu gestalten. Das Thema Nachhaltigkeit wird dabei bereits stark von der Geschäftsführung im Unternehmen durch verschiedene Initiativen vorangetrieben.



Ziel und Ansatz

Ziel des vorliegenden Transferpiloten ist die Befähigung des Unternehmens ARI-Armaturen zur Gestaltung nachhaltiger ITS am Beispiel einer Armatur. Aus der Zielsetzung ergeben sich die folgenden vier konkreten Teilziele:

Teilziel 1 – Identifikation produktspezifischer Nachhaltigkeitspotenziale:

Ziel ist es anfangs, durch Analyse Nachhaltigkeitspotenziale bei intelligenten technischen Armaturen zu identifizieren und zu priorisieren, um innovative und nachhaltige Produktgestaltungen zu ermöglichen.



Teilziel 2 – Bestimmung des Ist- und Soll-CO2-Fußabdrucks:

Der aktuelle und zukünftige CO2-Fußabdruck von Armaturen wird ermittelt. Dies ermöglicht einen klaren Vergleich und identifiziert Bereiche für potenzielle CO2-Reduzierung.



Teilziel 3 - Gestaltung nachhaltiger intelligenter technischer Systeme (ITS):

Mit den Erkenntnissen aus den vorherigen Zielen werden nachhaltige intelligente technische Systeme konzipiert und implementiert, einschließlich konkreter Maßnahmen und detaillierten Vergleichen des CO2 Fußabdrucks.



Teilziel 4 - Rückfluss der Ergebnisse in die Innovationsplattform:

Ergebnisse und Erkenntnisse werden aufbereitet und als Wissensgrundlage und Leitfaden für nachhaltige intelligente Systeme in der Innovationsplattform 'it’s OWL' integriert.



Zusammengefasst ermöglichen diese angestrebten Teilziele Wissenstransfer und nachhaltige Innovationen bei ARI-Armaturen, indem sie nachhaltige Potenziale auf Produktebene identifizieren und umsetzbare Maßnahmen bieten, welche auf das gesamte Produktportfolio übertragbar sind. Dadurch erlangt das Unternehmen tiefere Einblicke in die Nachhaltigkeit seiner Produkte und kann innovative, nachhaltige Produkte entwickeln.

Ergebnisse und Werte

 Zum Ende des Projekts liegen detaillierte Analysen des CO2-Fußabdrucks des ausgewählten Produkts vor. Dazu gehören ein Excel-basiertes sowie ein openLCA-basiertes Modell zur PCF-Bestimmung, eine Übersicht der Emissionstreiber des Produkts sowie eine Liste an potenziellen Maßnahmen zur Verbesserung des Fußabdrucks. Konkret wurde in Zusammenarbeit mit ARI der CO2-Fußabdruck Bottom-Up, d.h. basierend auf der Stückliste und dem Arbeitsplan, für ein ausgewähltes Produkt ermittelt. Darauf aufbauend wurden zwei Maßnahmen identifiziert, mittels derer der CO2-Fußabdruck um ca. 10 Prozent gesenkt werden kann. Zudem wurde eine Tool-Recherche zur Identifikation geeigneter Softwarelösungen durchgeführt. Dafür wurden zunächst die wichtigen Anforderungen von ARI gesammelt und dann mit bestehenden Softwarelösungen am Markt abgeglichen. Als Ergebnis konnten drei Softwarelösungen mit besonders großem Potenzial für ARI identifiziert werden.  

Beteiligte Partner