Veröffentlicht am08 Sep 2025
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Herkömmliche Geschäftsmodelle waren auf Gewinnmaximierung durch effiziente und effektive Nutzung von Ressourcen zur Herstellung von Produkten ausgerichtet. Diese Modelle führten jedoch dazu, dass erhebliche Mengen an Abfall erzeugt wurden, während gleichzeitig neue Ressourcen für die Herstellung weiterer Produkte benötigt wurden.
Derzeit liegt der Anteil der Kreislaufwirtschaft weltweit bei 7,2 % - das bedeutet, dass über 92 % der Produkte verschwendet werden, verloren gehen oder ungenutzt bleiben.
Eine Kreislaufwirtschaft trägt zur Entschärfung dieser Probleme bei, indem sie den Wert in jeder Phase des Produktlebenszyklus zurückgewinnt. Durch die Verlängerung der Produktlebensdauer und die Nutzung von Hebeln wie Upcycling, Recycling, Aufarbeitung und Wiederverwendung reduziert die Kreislaufwirtschaft den Bedarf an neuen Rohstoffen und minimiert gleichzeitig den Material- und Kohlenstoff-Fußabdruck der Produkte. Die Kreislaufwirtschaft beginnt jedoch mit dem Design, da die in dieser Phase getroffenen Entscheidungen 80 % der Umweltauswirkungen von Produkten bestimmen.
Moderne PLM-Lösungen haben sich als widerstandsfähig und fähig erwiesen, komplexe Produktlebenszyklen zu unterstützen. In ihrer jetzigen Form sind PLMs bereits in der Lage, zirkuläre Produktlebenszyklen zu unterstützen. In diesem Artikel erfahren Sie, wie PLMs Nachhaltigkeitsinitiativen vorantreiben können, indem sie den Übergang vom linearen zum zirkulären Produktdesign unterstützen.
Design für die Rückführung: der Ausgangspunkt der Kreislaufwirtschaft
Kreislauffähige Produktlebenszyklen beginnen am Konstruktionstisch, wo die Entwicklungsteams nicht nur festlegen, wie ein Produkt funktionieren soll, sondern auch, wie es wiederverwendet werden kann. Ein kreislauforientierter Lebenszyklus erfordert, dass bei der Konstruktion die Wiederverwendbarkeit, die Reparierbarkeit, die Demontage und die Materialrückgewinnung berücksichtigt werden. Während herkömmliche CAD- oder Stücklistensysteme diese Anforderungen nicht isoliert behandeln können, sind moderne PLM-Plattformen dazu in der Lage. Durch die Integration der Produktgenealogie mit Fertigungs- und Logistikmetadaten verwandeln PLM-Systeme die Konstruktion von einer einseitigen Absicht in eine Lebenszyklusstrategie mit mehreren Kreisläufen.
Mit modernen PLM-Systemen können Ingenieure alternative End-of-Life-Szenarien direkt im Konstruktionsprozess modellieren. Lassen Sie uns dies im Detail verstehen:
- Durch die Simulation von Demontagewegen, die Bewertung der Materialkompatibilität für das Recycling und die Strukturierung modularer Baugruppen können Ingenieure die Rückgewinnung von Komponenten und das Ende des Produktlebenszyklus erleichtern.
- Ebenso können Materialpässe von Produkten die künftige Wiederverwertung erleichtern, indem sie Daten über Verbundstoffe, Beschichtungen und Verbindungstechniken erfassen, die die Wiederverwertbarkeit oft behindern.
- Lebenszyklusanalysen (LCA), die den Konstrukteuren helfen, die Umweltauswirkungen von Produkten und ihren Bestandteilen zu prognostizieren, können in die PLM-Umgebung eingebettet werden, um Kreislaufwirtschaft durch Design zu gewährleisten.
Letztlich geht es beim Kreislaufdesign nicht darum, Einschränkungen hinzuzufügen, sondern den Produktentwurf im Hinblick auf Kontinuität zu überdenken. PLM-Systeme ermöglichen dieses Umdenken und versetzen Unternehmen in die Lage, auf Dauerhaftigkeit statt auf Entsorgung zu setzen.
Im Folgenden wollen wir uns die Strategien, die solche Ergebnisse ermöglichen, genauer ansehen.
- Serialisierung: Rückverfolgbarkeit bereits in der Entwicklungsphase
Durch die Serialisierung erhält jedes Produkt oder Bauteil eine eindeutige digitale Identität, die bereits in der Entwurfsphase vergeben wird. Diese Identität kann über den gesamten Lebenszyklus hinweg verfolgt werden, von der Nutzung und Wartung bis hin zur Rückgabe und Wiederverwendung. PLM-Plattformen erleichtern diese Rückverfolgbarkeit, indem sie es den Konstrukteuren ermöglichen, die Serialisierungslogik in Produktstrukturen und Stücklisten einzubetten.
Dies ermöglicht die Rückgewinnung nachgelagerter Werte, unterstützt die Einhaltung von Rücknahmevorschriften und ermöglicht eine detaillierte Analyse von Materialflüssen - alles entscheidende Faktoren für die Schließung des Kreislaufs in einer Kreislaufwirtschaft.
- Servitisierung zur Einbettung von Nutzungszyklus-Intelligenz
Servitization bedeutet, dass Produkte für die Betriebszeit, die Überwachung und den langfristigen Support und nicht für den einmaligen Verkauf entwickelt werden. PLM-Systeme helfen bei der Entwicklung von modularen Konfigurationen, Sensorintegrationen und wartungsfreundlichen Architekturen, die es ermöglichen, Produkte als Dienstleistungen zu liefern.
Ingenieure können Nutzungsszenarien simulieren und Upgrade/Upcycle/Downcycle-Pfade vordefinieren, um sicherzustellen, dass Produkte und ihre Teile länger im Umlauf bleiben. Diese Verlagerung vom Eigentum zum Zugriff reduziert den Materialdurchsatz und richtet die Produktarchitektur von Anfang an auf Nachhaltigkeitsziele aus.
- Rücknahmelogistik für eine effiziente Rückgewinnung
Eine effektive Rücknahmelogistik beginnt bereits bei der Konstruktion, wenn die Ingenieure überlegen müssen, wie die Produkte nach der Verwendung gesammelt, zerlegt und verarbeitet werden sollen. Um dies zu ermöglichen, können PLM-Tools Demontagesequenzen simulieren, wiederverwertbare Unterkomponenten spezifizieren und Logistik-Metadaten auf Konstruktionsattribute abbilden.
Durch die Integration dieser Erkenntnisse können die Konstrukteure sicherstellen, dass die physische Architektur eine effiziente Handhabung am Ende des Lebenszyklus unterstützt. Dadurch wird das Rätselraten bei der Wiederverwertung eliminiert und sichergestellt, dass die Umweltverträglichkeit später in der Wertschöpfungskette konstruiert und nicht improvisiert wird.
- Modularisierung und Standardisierung: Design für Flexibilität im Lebenszyklus
Modulares Produktdesign erhöht die Wiederverwendbarkeit, vereinfacht Upgrades und beschleunigt die Reparaturzyklen - die wichtigsten Grundsätze der Kreislaufwirtschaft. Zu diesem Zweck ermöglichen PLM-Plattformen den Ingenieuren die Verwaltung standardisierter Komponentenbibliotheken, die Durchsetzung der Schnittstellenkompatibilität und die Verfolgung der Wiederverwendung von Teilen über mehrere Produkte hinweg.
Zur Konstruktionszeit fördert dies eine lebenszyklusorientierte Entscheidungsfindung, so dass Teile über einen einzelnen Anwendungsfall hinaus zirkulieren können. Durch die Standardisierung wird auch die Materialkomplexität reduziert, was die Recyclingprozesse vereinfacht und die Emissionen bei der Beschaffung und am Ende des Lebenszyklus verringert.
Der Übergang zu einem kreislauforientierten Produktdesign: Ihr Startpunkt
Um die Umstellung auf ein kreislauforientiertes Produktdesign zu beginnen, müssen Unternehmen Nachhaltigkeit als eine Anforderung zum Zeitpunkt der Entwicklung behandeln, nicht als Nachrüstung. Beginnen Sie mit einer Neudefinition der Konstruktionsrichtlinien, um der Wiederverwendung, Modularität und Wiederverwertung Vorrang zu geben.
Konfigurieren Sie dann Ihr PLM-System so, dass es diese Ziele unterstützt, indem Sie Serialisierungsstrukturen ermöglichen, Tools zur Lebenszyklusbewertung integrieren und Stücklisten mit Demontage- und Materialdaten anreichern. Im Großen und Ganzen ist ein gut konfiguriertes PLM-System nicht nur ein Repository, sondern die strategische Grundlage für die Entwicklung von Produkten, die lange halten, wiederverwendet und erneuert werden können.
