Sustainable Lifecycle Engineering Nachhaltigkeit: Den gesamten Produktlebenszyklus im Blick

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Diebold Nixdorf und das Fraunhofer IEM schaffen Entscheidungsgrundlagen für Nachhaltigkeit in der Produktentwicklung. Dazu haben sie das Projekt „Sustainable Lifecycle Engineering“ (SLE) durchgeführt.

85 Prozent der Umweltwirkungen einer Geldkassette entstehen durch nur zwei Bauteile. Diese Erkenntnis zeigt, wie wichtig belastbare Daten bereits in frühen Phasen der Produktentwicklung sind. Im it’s OWL-Projekt Sustainable Lifecycle Engineering (SLE) machte das Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM gemeinsam mit Diebold Nixdorf sichtbar, wo die größten Stellschrauben für Produktkonzepte mit mehr Nachhaltigkeit liegen und wie Unternehmen solche Informationen gezielt in Entwicklungsentscheidungen einbeziehen können.

Viele Umweltwirkungen eines Produkts werden festgelegt, lange bevor es produziert, genutzt oder recycelt wird. Bereits in der Entwicklung entscheiden Ingenieurinnen und Ingenieure über Aspekte wie Materialien, Elektronik, Energieverbrauch, Reparierbarkeit und Kreislauffähigkeit. Doch häufig ist in frühen Phasen nicht klar, welche Maßnahmen tatsächlich den größten Effekt haben. Genau dieser Frage gingen Diebold Nixdorf und das Fraunhofer IEM im Forschungsprojekt Sustainable Lifecycle Engineering (SLE) nach.

Produktanalyse zeigt zentrale Hebel für nachhaltigere Entwicklung

Im Fokus stand dabei die Geldkassette als eine zentrale Komponente des Geldautomaten. Das Ergebnis: Rund 85 Prozent ihrer Umweltwirkungen lassen sich auf lediglich zwei Bauteile zurück-führen: das Gehäuse und die verbaute Elektronik. „Genau darin liegt der Mehrwert solcher Analysen. Sie schaffen Transparenz darüber, wo Umweltwirkungen tatsächlich entstehen und welche Komponenten die größten Hebel für Verbesserungen bieten. Dadurch werden Handlungsbedarfe frühzeitig sichtbar und mögliche Maßnahmen können gezielt diskutiert und bewertet werden“, betont Luca Twardzik, Sustainability-Experte und Projektleiter vom Fraunhofer IEM.

Für Unternehmen bedeutet das: Entwicklungsressourcen können gezielt dort eingesetzt werden, wo sie die größte Wirkung entfalten. Statt Nachhaltigkeit pauschal über ein gesamtes Produkt zu betrachten, werden konkrete Komponenten, Materialien und relevante Lebenszyklusphasen sichtbar, an denen Verbesserungen besonders wirksam sind.

Nachhaltigkeit systematisch ins Engineering integrieren

Innerhalb des Projektes SLE nutzten Projektpartner und das Fraunhofer IEM Methoden des modellbasierten Systems Engineerings (MBSE). Dabei werden Produkte und ihre Eigenschaften in grafischen digitalen Modellen abgebildet. Entwicklerinnen und Entwickler können so unterschiedliche Varianten vergleichen, Zusammenhänge erkennen und Entscheidungen bereits vor der Umsetzung bewerten. Im Projekt SLE erweiterten die Partner diesen Ansatz gezielt um Nachhaltigkeitsaspekte. Entstanden ist ein Vorgehen mit unterstützenden Hilfsmitteln, das Unternehmen auf der it’s-OWL-Innovationsplattform zur Verfügung steht. Es unterstützt Entwicklungsteams dabei, relevante Umweltschwerpunkte zu identifizieren, geeignete Maßnahmen abzuleiten und verbesserte Produktkonzepte für nächste Produktgenerationen zu bewerten. Dazu zählen etwa der Einsatz von Rezyklaten bei Kunststoffkomponenten oder Anpassungen an besonders wirkungsrelevanten Bauteilen.

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KI verändert die Simulation in der Produktentwicklung

Grundlage für Unternehmen sind transparente Produkt- und Lebenszyklusdaten sowie ein strukturiertes Datenmanagement über den gesamten Produktlebenszyklus. Im Projekt SLE ging es für die Anwenderunternehmen Diebold Nixdorf, Harting, Miele und Wago zunächst darum, vorhandene Daten sichtbar zu machen, zu strukturieren und für weitere Analysen aufzubereiten.

„Die Ergebnisse des SLE-Projektes schaffen für uns mehr Transparenz über Prozesse, Zusammenhänge und Abhängigkeiten unserer Produkte. Das hilft uns, Nachhaltigkeit systematischer in Entwicklungsentscheidungen einzubeziehen und schafft zugleich eine belastbare Datengrundlage für weitere Anwendungen, etwa im Bereich Künstliche Intelligenz“, betont Stephan Kunert, Projektleiter bei Diebold Nixdorf.

Zum Projekt Sustainable Lifecycle Engineering

Das Forschungsprojekt Sustainable Lifecycle Engineering (SLE) wurde im Rahmen des Spitzenclusters it’s OWL mit Förderung durch das Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen durchgeführt. Ziel des Projekts war es, Entwicklungsteams und Produktmanagement dabei zu unterstützen, Nachhaltigkeitsaspekte bereits in frühen Phasen der Produktentwicklung systematisch in ihre Entscheidungen einzubeziehen. Beteiligt waren die Industriepartner Diebold Nixdorf, Harting, Miele, Wago und Siemens Industry Software sowie das Fraunhofer IEM, das Heinz Nixdorf Institut der Universität Paderborn und das Wuppertal Institut.