Kategorie: Nachhaltigkeit

Wie PLM den Weg zur nachhaltigen Produktentstehung ebnet

In einer Welt, die von Nachhaltigkeit spricht, sind Transparenz und Rückverfolgbarkeit über den gesamten Produktlebenszyklus entscheidend. Product Lifecycle Management (PLM) hilft bei der Bewältigung dieser Herausforderungen, indem es eine solide Datenbasis für fundierte Entscheidungen bietet.

Herausforderungen für Unternehmen: Vorschriften und Kundenwünsche

Unternehmen sind heute meist mit regulatorischen Herausforderungen konfrontiert, welche die Entwicklung von Strategien und Produkten beeinflussen. Der europäische Green Deal und die Corporate Sustainability Reporting Directive (CSRD) setzen ein entsprechendes Rahmenwerk. Gleichzeitig verlangen Kunden Lösungen, die eine nachhaltige Produktentstehung unterstützen und der Ruf nach einer grünen Transformation wird lauter. Aber wie gelingt Unternehmen dieser Schritt?

Unternehmen im grünen Wandel

Der grüne Wandel ist eine Mammutaufgabe für die Industrie. Nachhaltige Entwicklung, wie sie bereits der Brundtland-Bericht von 1987 definiert, wird zum Leitprinzip. Ziel ist es, die Bedürfnisse der Gegenwart zu erfüllen, ohne die Bedürfnisse künftiger Generationen zu gefährden. Mit einem nachhaltigen Design als ein Kernelement dieser Bewegung werden wirtschaftliche und ökologische Dimensionen in Einklang gebracht. Anders als bei Ansätzen wie dem Ökodesign integriert Sustainable Design auch ethische Aspekte, Menschenrechte und soziale Gerechtigkeit. So zum Beispiel die sozialen Aspekte in der Lieferkette.

PLM als Schlüssel für nachhaltiges Produktdesign

Jedes Produkt durchläuft verschiedene Lebenszyklusphasen, in denen Entscheidungen über Materialauswahl, Design und Herstellungsprozess getroffen werden. PLM-Systeme wie CIM Database PLM ermöglichen es, Nachhaltigkeitsprinzipien bereits in der Entwurfsphase zu berücksichtigen. Abfall zu reduzieren, Energieeffizienz und Recycling zu fördern werden so zu integralen Bestandteilen bereits ab frühen Designprozessen.

Lesen Sie hier ausführlicher, wie PLM zur nachhaltigen Produktentstehung beiträgt.

Ökobilanzierung und PLM: Eine unschlagbare Kombination

Die Ökobilanzierung (engl. Life Cycle Assessment, LCA) ist ein weiterer zentraler Ansatz zur Bewertung von Umweltauswirkungen. Indem so eine Quantifizierung und Auswertung von Umweltauswirkungen über den gesamten Lebenszyklus eines Produkts hinweg vorgenommen wird, können Unternehmen Umweltaspekte und potenzielle Auswirkungen aufzeigen.

PLM als Strukturgeber für nachhaltige Produkte

Die Produktstruktur, auch bekannt als Bill of Materials (BOM), wird von PLM als strukturierter Leitfaden genutzt. Sie ermöglicht eine genaue Bilanzierung der Umweltauswirkungen über die gesamte Produktpalette. Materialeigenschaften, Arbeitspläne und Aggregation von Daten unterstützen die Auswahl nachhaltiger Materialien.

Material Compliance: Vorschriften einfacher meistern

Die Auswahl von Werkstoffen muss nicht nur umweltfreundlich, sondern auch gesetzeskonform sein. Hier kommt die Material Compliance ins Spiel. Ein PLM-System ermöglicht nicht nur die Verwaltung von Produktstrukturen und Materialdaten, sondern auch die Material Compliance durch eine Verfolgbarkeit der verwendeten Werkstoffe reibungslos umzusetzen.

Digitaler Produktpass für die Kreislaufwirtschaft

Für eine erfolgreiche Kreislaufwirtschaft ist Transparenz über Materialien und Produkte entscheidend. Der Digitale Produktpass fungiert als Träger von Informationen aus dem PLM-System und stellt ein Fundament für die THG-Berichterstattung. Die Asset Administration Shell (AAS, Verwaltungsschale) dient als eine standardisierte Technologie für den Informationsaustausch.

PLM für eine nachhaltige Zukunft

Durch eine ganzheitliche Betrachtung des Lebenszyklus können Auswirkungen und Risiken früh erkannt, bewertet und abschließend auch vermieden werden. CONTACT Research engagiert sich für eine nachhaltigere Produktentwicklung, um gemeinsam eine harmonische Zukunft zu gestalten. Lasst uns zusammen die Herausforderungen der nachhaltigen Produktentwicklung meistern und die Welt positiv beeinflussen!

Lesen Sie hier den ausführlichen Beitrag in Englisch auf dem CONTACT Research Blog.

Der Digitale Zwilling im Zeichen regenerativer Energie

Laut dem Bundesverband der Windenergie (BWE) liegt der Anteil der Windenergie an der deutschen Stromproduktion in diesem Jahr bei 27 Prozent, im Jahr 2020 stellte die Windenergie sogar die wichtigste Energiequelle im deutschen Strommix. Insgesamt sind mehr als 31.000 Anlagen installiert, die im Jahr 2019 89 Millionen Tonnen CO2-Equivalent eingespart haben. Windkraft ist somit eine tragende Säule für die CO2-arme und nachhaltige Energieerzeugung und liefert einen wichtigen Beitrag zur Energiewende. Die weitere Steigerung der Erträge bei gleichzeitiger Reduzierung der Wartungskosten ist deshalb von großer Bedeutung.

Mit smarten Systemen die Effizienz von Windparks steigern

Digitale Zwillinge sind das zentrale Element, um das volle Potenzial der Windkraft auszuschöpfen und die Erträge zu maximieren. Angetrieben von der Vision, ein datenbasiertes Entwicklungswerkzeug für die Windindustrie zu schaffen, startete vor eineinhalb Jahren das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderte Verbundprojekt WIND IO.

Unter Federführung des Instituts für integrierte Produktentwicklung BIK der Universität Bremen bauen wir hierfür mit mehreren Konsortialpartnern Forschungsanlagen als cyberphysische Systeme auf und rüsten diese mit Sensoren, Elektronik und Rechnern (sogenannte IoT-Gateways) nach. Dies ermöglicht es, alle Betriebsinformationen der realen Anlage digital abzubilden und an einem Digitalen Zwilling zusammenzuführen. Das Betriebsverhalten kann anhand des Digitalen Zwillings simuliert werden, was wiederum Erkenntnisse für weitere Optimierungen an der Windenergieanlage zulässt. Der Digitale Zwilling liefert hierzu nicht nur Informationen über den aktuellen Energieertrag, sondern bietet auch ein umfassendes Gesamtbild über den Zustand jeder einzelnen Anlage.

Verbesserte Montage-, Wartungs- und Instandhaltungsprozesse

Mit den gewonnenen Informationen lassen sich beispielsweise die Wartungs- und Instandhaltungsprozesse optimieren. So machen die Daten den Alterungsprozess von Bauteilen jederzeit transparent und geben bei Überschreitung festgelegter Grenzwerte automatisch Alarm. Der Digitale Zwilling ermittelt anhand der erhobenen Betriebs-, Umgebungs- und Wetterdaten zudem einen günstigen Wartungszeitpunkt der Anlage. Diese sollte idealerweise bei wenig Wind durchgeführt werden, um nicht auf Kosten der Energiegewinnung zu gehen.

Für die Berechnungen kommen hierbei sowohl statistische Methoden als auch Modelle aus dem Bereich der Künstlichen Intelligenz (KI) zum Einsatz. Diese Methoden helfen auch, den besten Zeitpunkt für den Aufbau einer Windkraftanlage zu bestimmen, da die Montage der Rotorblätter nur bei bestimmten Bedingungen erfolgen kann. Hierfür fließen neben den Wetterdaten zusätzliche Parameter, wie beispielsweise die Schwingung des Turms, in die Berechnungen mit ein.

Digitale Zwillinge für eine nachhaltige Industrie 

Das WIND IO Projekt zeigt anschaulich, welches Potenzial in der Digitalisierung und besonders im Konzept des Digitalen Zwillings steckt. Darüber hinaus können Unternehmen ihre Daten nutzen, um ganze Produktions- und Betriebszyklen zu simulieren. Dies ermöglicht es, den Ressourcenverbrauch zu minimieren, den Energieverbrauch zu reduzieren und gleichzeitig die Produktionsschritte effektiver aufeinander abzustimmen sowie die Transportwege zu optimieren. Konzepte wie der Digitale Zwilling und datenintensive Analysemethoden sind damit essenziell für eine schonende und effiziente Industrie.