Methodik zur Gestaltung von Technologieketten und Prozessfolgen nach lebensphasenübergreifend ökologisch-ökonomischen Kriterien

Eine Methodik zur Gestaltung von Technologieketten und Prozessfolgen nach lebensphasenübergreifend ökologisch-ökonomischen Kriterien wurde entwickelt. Sie ermöglicht die Gestaltung von Technologieketten, die Quantifizierung von Sachbilanzen während der Planungsphase dieser Ketten, die kennzahlbasierte Bewertung von Kosten und Umwelteinflüssen sowie eine lebensphasenübergreifende Reduktion der Kosten und Umwelteinflüsse des hergestellten Produkts. Die Anwendbarkeit wurde abschließend validiert.

Produzierende Unternehmen bewegen sich in einem Wettbewerbsumfeld, das durch eine zunehmende Verknappung von Ressourcen, staatliche Regulierung, eine Bepreisung von Schadstoffausstößen sowie die wachsende Nachfrage nach umweltgerechten Produkten geprägt ist. Unternehmen stehen daher vor der Herausforderung, die Fertigung neben ökonomischen Kriterien zunehmend nach ökologischen Kriterien ausrichten zu müssen. Der Technologieplanung kommt in diesem Zusammenhang eine entscheidende Bedeutung zu. In der Technologieplanungsphase eines Produkts werden die in der Fertigung einzusetzenden Maschinen definiert und somit die Umwelteinflüsse während der Fertigung maßgeblich festgelegt. Die Fertigung wiederum wirkt sich auf die Umwelteinflüsse aus, die ein Produkt in seiner Nutzungsphase verursacht. Demnach werden die Umwelteinflüsse in der Nutzungsphase indirekt durch die Technologieplanung beeinflusst. Bislang existierte keine methodische Unterstützung für die Technologieplanung, um Technologieketten und Fertigungsprozessfolgen unter Berücksichtigung der Einflüsse der Fertigung auf die Produktnutzungsphase nach ökologisch-ökonomischen Kriterien zu gestalten. In dieser Dissertation wurde eine Methodik zur Gestaltung von Technologieketten und Prozessfolgen nach lebensphasenübergreifend ökologisch-ökonomischen Kriterien entwickelt. Die Methodik setzt sich aus vier Teilmethodiken zusammen. Die erste Teilmethodik ermöglicht die Gestaltung von Technologieketten. Die zweite Teilmethodik ermöglicht es, in der Planungsphase von neuen Technologieketten, die Stoff- und Energieflüsse, welche die Ketten verursachen, zu quantifizieren. Dabei werden Unsicherheiten und widersprüchliche Informationen mithilfe der Fuzzylogik verarbeitet. Die dritte Teilmethodik ermöglicht es, die Kosten und Umwelteinflüsse von Technologieketten in einer aggregierten Kennzahl auszudrücken. Um die an der Umwelt verursachten Schäden höher aufzulösen, ermöglicht es die Teilmethodik, neben der aggregierten Kennzahl 18 individuelle Umweltwirkungen zu berechnen. Die vierte Teilmethodik ermöglicht eine Analyse der Wirkbeziehungen innerhalb von Technologieketten sowie zwischen der Fertigung und der Nutzungsphase des hergestellten Produkts. Auf Basis der Analyseergebnisse wird eine Reduktion der lebensphasenübergreifenden Kosten und Umwelteinflüsse ermöglicht. Die praktische Anwendbarkeit der Methodik wurde abschließend an einem Fallbeispiel aus der Werkzeugtechnik gezeigt.