Ein Verfahren zur ressourceneffizienzorientierten Produktweiterentwicklung unter Einsatz emergenter Technologien
(IPA-IAO Forschung und Praxis; 515)
Zugl.: Stuttgart, Univ., Dissertation, 2011


Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Verfahrens zur ressourceneffizienzorientierten Produktweiterentwicklung unter Einsatz emergenter Technologien in der Nutzungsphase. Dabei werden vier Teilziele verfolgt: Das Verfahren soll nutzungsphasenbezogene Ressourcenverbrauchspotenziale eines Produktes systematisch identifizieren und analysieren. Für diese sind auf Basis formalisierter ressourceneffizienzbezogener Optimierungsansätze und technologischer Potenzialdarstellungen alternative ressourceneffizienzsteigernde Lösungsprinzipien emergenter Technologien zu ermitteln. Eine ganzheitliche Bewertung soll anschließend den technisch-funktionalen, ökonomischen und ressourceneffizienzbezogenen Nutzen eines Lösungsprinzips in der Anwendung ermitteln. Das Verfahren muss im Rahmen einer Produktweiterentwicklung anwendbar sein und hinsichtlich relevanter Aufgabenstellungen des Technologie- und Innovationsmanagements unterstützen.
Ressourceneffizienz wird in dieser Arbeit als marktkonforme Schlüsselstrategie zur Erfüllung von Erfordernissen aus Nachhaltigkeit, Umwelt- und Klimaschutz verstanden. Dabei definiert sie auch Anforderungen an die Nutzung von Energie, Material und Wasser in einem Produkt, welches in dieser Untersuchung als ein komplexes Investitionsgut des Maschinen- und Anlagenbaus verstanden wird. Ziel ist die Vergrößerung des nutzenbringenden Outputs je Ressourceninput durch die Anwendung geeigneter emergenter Technologien. Hieraus sollte ein Mehrwert entstehen, der sich in verbesserten Produkteigenschaften bzw. einer höheren Qualität äußert und zu einem erhöhten Kundenutzen oder im Idealfall einer Eco-Innovation führt.
Folglich müssen Unternehmen systematisch an das Konzept der Ressourceneffizienz herangeführt werden, um beispielsweise auch emergente Technologien zur Realisierung von Ressourceneinsparung einsetzen zu können. Denn die unternehmerische Praxis offenbart, dass geeignete Methoden fehlen, die auf Basis vorhandener Schwachstellen eines Produktes alternative technologische Lösungsprinzipien aus dem Bereich der emergenten Technologien mit Ressourceneffizienzpotenzial identifizieren und ganzheitlich bewerten helfen. Dies liegt vor allem an einer geringen Praxistauglichkeit vorhandener Ansätze der Umweltwirkungsbewertung, Technologiebewertung und Produktentwicklung.
Mit dem hier entwickelten Verfahren wird ein Ansatz der Produktweiterentwicklung vorgestellt, der Unternehmen bei der Integration von ressourceneffizienzsteigernden technologischen Lösungsprinzipien in ein Produkt unterstützt. So werden die vorhandenen ressourceneffizienzbezogenen Problemstellungen des Produktes in der Nutzungsphase mit einer Schwachstellenanalyse aufgenommen und beschrieben, um anschließend die Lösungssuche zur systematischen Entwicklung von technologischen Lösungsprinzipien durchzuführen. Die identifizierten alternativen technologischen Lösungsprinzipien sollen dabei ganzheitlichen Nutzenanforderungen genügen. Dies wird durch eine umfassende quantitative und qualitative Bewertung sichergestellt, die schließlich die Ableitung von Maßnahmen zur Umsetzung der favorisierten Lösungen einleitet.
Das Verfahren beruht auf einer funktionsbezogenen Beschreibung des Produktes, welche als Bindeglied zwischen Produkt und Technologie fungiert. Zudem kommt ein ressourceneffizienzbezogenes Technologiepotenzialmodell zum Tragen, welches die in dieser Arbeit betrachtete Technologiedomäne aus emergenten Technologien mit Ressourceneffizienzpotenzial operationalisiert. Schließlich werden existierende methodische Ansätze wie TRIZ, Schwachstellenanalyse, House of Technology und Szenario-Technik in angepasster Form angewendet. Insgesamt wird so ein Zugang zum Konzept der Ressourceneffizienz geschaffen.
Auf diese Weise liefert das Verfahren dem Unternehmen wesentliche Ansatzpunkte für neue Ziel-Mittel-Kombinationen, welche sowohl inkrementell als auch radikal sein können. Der Anwendungskontext kann dabei substituierend, komplementär oder neu zu den bisherigen Lösungen sein. Diese alternativen ressourceneffizienzsteigernden Lösungen eröffnen dem Unternehmen die Möglichkeit, den genannten Mehrwert im Produkt umzusetzen und damit einen Wettbewerbsvorteil zu schaffen.
Die Eignung des Verfahrens wurde am Beispiel des Bedarfs von Unternehmen der Verpackungstechnik und der Fahrzeugwäsche dargestellt. So erhielten sowohl ein Hersteller von Verpackungsmaschinen als auch ein Hersteller von Autowaschanlagen einen aufwandsamen und anwendungsspezifischen Zugang zur Ressourceneffizienz. Hierbei wurden vorhandene Ressourceneffizienzpotenziale möglichen alternativen ressourceneffizienzsteigernden Lösungsprinzipien emergenter Technologien gegenübergestellt. Dies geschah ausgehend von einer Vielzahl von identifizierten Schwachstellen und anhand von typischen Lösungs-mustern. Für die Recherche- und Bewertungsphasen wurde neben explizitem auch speziell implizites Wissen von Experten genutzt. Abschließend wurden der ganzheitliche Nutzen der Lösungsprinzipien bewertet und Maßnahmen zur weiteren Verfolgung der Ideen abgeleitet. Die angewendeten Analyse- und Bewertungsmethoden ermöglichten ein transparentes Vorgehen und konnten dem jeweiligen unternehmensspezifischen Bedarf angepasst werden.



Fraunhofer IAO
Nico Pastewski
Heimsheim 2011
Jost-Jetter
185 Seiten
ISBN 978-3-939890-86-7

Euro 44,00
(Preis incl. Mwst., zzgl. Porto und Verpackung: Pauschal € 5,-/Posten)

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