SFB 1026: Sustainable Manufacturing - Globale Wertschöpfung nachhaltig gestalten
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In dem eingereichten Antrag zur Einrichtung des Sonderforschungsbereichs (SFB) 1026 wurde ein dringender Handlungsbedarf zur Erschließung des Potentials der Produktion hinsichtlich Nachhaltigkeit identifiziert. Die nach der Forschung von der Wissenschaft in und außerhalb des SFB 1026 veröffentlichten Resultate untermauerten die steigende Relevanz dieser Aussage. Der aktuelle Lebensstandard der frühindustrialisierten- und Entwicklungsländer übersteigt die begrenzten Rohstoffe und die Regenerationsfähigkeit der Erde und ist immer noch durch eine ungleiche Verteilung des Reichtums charakterisiert. Der Produktionssektor nimmt als global signifikante Interessensgruppe in vielen Lebensbereichen des Menschen eine wichtige Rolle in der Verbesserung der nachhaltigen Wertschöpfung ein und kann zukünftige Technologien gestalten. Der SFB 1026 nahm sich dieser Herausforderung an und entwickelte exemplarische, nachhaltige Produktionslösungen, deren direkte und indirekte positive Effekte auf die drei Dimensionen der Nachhaltigkeit wissenschaftlich bewiesen wurden. In Zukunft werden ganzheitliche Lösungen benötigt, um alternative Entwicklungspfade zu den in frühindustrialisierten- und Entwicklungsländern gebräuchlichen Methoden zu erschließen. Einerseits zielen frühindustrialisierte Länder immer noch auf wirtschaftliches Wachstum, unter Verwendung nichtnachhaltiger Materialflüsse ab. Andererseits streben Entwicklungsländer nach einer Erhöhung des Wohlstands und versuchen mit dem Materialverbrauch der frühindustrialisierten Länder mitzuhalten. Um Nachhaltigkeit umzusetzen, bedarf es einer Überwindung der Diskrepanz zwischen Entwicklungs- und Industrieländern, d.h. eine faire Verteilung der Sozial- und Umweltgüter auf globalem Niveau. Unter Berücksichtigung der ökonomischen, ökologischen und sozialen Kriterien, verlangt die Überwindung der Ungleichheit auch ein Umdenken bezüglich der Wertschöpfung. Das multidisziplinäre Team des SFB 2016 adressierte insbesondere Herausforderungen bzgl. Nachhaltigkeit in den Bereichen der Produktionstätigkeiten und schuf integrative Bezüge zu einer nachhaltigen Produktion. Der SFB 1026 definiert nachhaltige Produktion als die Herstellung von Produkten welche, nach der Erfüllung ihrer Funktionalität über den ganzen Lebenszyklus, einen nachhaltigen Einfluss auf die Umwelt (Natur und Menschen) hinterlassen und gleichzeitig einen ökonomischen Wert schöpfen. Das Zusammenspiel der Disziplinen innerhalb des SFBs kombinierte die Tiefe der exemplarischen Implementierung der Produktionstechnologien mit der Breite der systemischen Analyse ihrer Nachhaltigkeit. Im Mittelpunkt des Vorgehens des SFB 1026 befanden sich die Weiterentwicklung und die physische Umsetzung neuer vielversprechender Produktionsprozesse und -ausrüstungen. Basierend auf dieser exemplarischen Technologieentwicklung, hat der SFB 1026 Methoden zur Entscheidungsfindung ausgearbeitet, welche es erlauben Technologien in technischen Systemen und Wertschöpfungsnetzwerken in einer nachhaltigen Form zu implementieren. Die globale Perspektive wurde darüber hinaus durch Ansätze der Wissensverbreitung und der Makroökonomie für einen effektiven und systematischen Wandel hin zur Nachhaltigkeit gewandelt. Die Überlegenheit der im SFB entwickelten Produktionslösungen bzgl. Nachhaltigkeit wurde durch ihre positiven Auswirkungen auf die drei Dimensionen – Umwelt, Gesellschaft und Wirtschaft bestimmt. SFB Projekte weisen einen direkten positiven Einfluss auf das wirtschaftliche System nach. Dies geschah durch die Entwicklung von nachhaltigen Methoden bzgl. der Entscheidungsfindung – besonders auf makroökonomischer-, mikroökonomischer-, Unternehmens- und Wertschöpfungsebene. Sie zielten darauf ab die Wirtschaft, in Synthese mit den Ökosystemen, durch die Entwicklung von kosten- und ökoeffizienten Prozessen, Produkten, Betriebsmitteln und Wertschöpfungsnetzwerken positiv zu beeinflussen. Schließlich wurden auch durch die Entwicklung von Werkzeugen und Prozessen für Qualifikation und ergonomische Arbeitsbedingungen, positive Auswirkungen auf das gesellschaftliche System nachgewiesen. Der SFB 1026 trug dazu bei, Verständnis hinsichtlich der Herausforderungen im Bereich der nachhaltigen Produktion zu entwickeln. Dabei wurden neue vielversprechende Produktionstechnologien und -methoden zur Integration in Wertschöpfungsnetzwerke entworfen, sowie innovative Ansätze für Qualifizierung und Wissenserwerb eruiert.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2017) Assessing carbon dioxide emission reduction potentials of improved manufacturing processes using multiregional input output frameworks. Journal of Cleaner Production 163 154–165
Ward, Hauke; Burger, Mia; Chang, Ya-Ju; Fürstmann, Paul; Neugebauer, Sabrina; Radebach, Alexander; Sproesser, Gunther; Pittner, Andreas; Rethmeier, Michael; Uhlmann, Eckart; Steckel, Jan Christoph
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2012. “Decision-making support for sustainable product creation.” Advanced Engineering Informatics 26 (4): 92–782
Inoue, M., Kai Lindow, Rainer Stark, Kenji Tanaka, Yoon-Eui Nahm, and Haruo Ishikawa
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2012. “Intellectual capital and sustainability management: perspectives for an integrated reporting and benchmarking.” In Proceedings International Forum on Knowledge Asset Dynamics (IFKAD) and Knowledge Cities World Summit (KCWS), 78–159
Orth, R., and H. Kohl
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2012. “Life Cycle Sustainability Dashboard.” Journal of Industrial Ecology 16 (5): 88–680
Traverso, M., Matthias Finkbeiner, Andreas Jørgensen, and Laura Schneider
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2012. “Social Norms and Economic Incentives in Firms.” Journal of Economic Behavior and Organization 83 (2): 85–173
Huck, S., Dorothea Kübler, and Jörgen Weibull
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2013. “A Global Approach to the Optimal Control of System Dynamics Models.” In 31st International Conference of the System Dynamics Society, Cambridge, Massachusetts, USA
Fügenschuh, A., and Ingmar Vierhaus
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2013. “Price versus privacy: an experiment into the competitive advantage of collecting less personal information.” Electronic Commerce Research 13 (4): 55–423
Preibusch, S., Dorothea Kübler, and Alastair R. Beresford
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2013. “Spatial Programming for Industrial Robots Through Task Demonstration.” Spatial Programming for Industrial Robots Through Task Demonstration 10 (254): 1–10
Lambrecht, J., M. Kleinsorge, Rosenstrauch, and M. and Krüger
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2013. “The influence of wages on public officials’ corruptibility: A laboratory investigation.” Journal of Economic Psychology 39: 56–341
van Veldhuizen, R.
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2013. “The Potential of Reducing the Energy Consumption for Machining TiAl6V4 by Using Innovative Metal Cutting Processes.” In Proceedings of the 11th Global Conference on Sustainable Manufacturing (2013), edited by G. Seliger, 593 - 598, Berlin: University Publisher of TU Berlin
Uhlmann, Eckart, P. Fürstmann, B. Rosenau, S. Gebhard, R. Gerstenberger, R., G. Müller
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2014. “Advanced Technologies in Life Cycle Engineering.” Procedia CIRP 22(1): 3–14
Stark, Rainer, Hendrik Grosser, Boris Beckmann-Dobrev, and Simon Kind
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2014. “Challenges in Life Cycle Assessment: An Overview of Current Gaps and Research Needs.” In Background and Future Prospects in Life Cycle Assessment, edited by Walter Klöpffer, 58–207. Dordrecht: Springer Netherlands
Finkbeiner, Matthias, Robert Ackermann, Vanessa Bach, Markus Berger, Gerhard Brankatschk, Ya-Ju Chang, Marina Grinberg et al.
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2014. “Enabling of local value creation via openness for emergent synthesis.” International Journal of Precision Engineering and Manufacturing 15 (7): 93–1489
Heyer, S., Nariaki Nishino, Bernd Muschard, and Günther Seliger
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2014. “Enabling Product Development Engineers to Select and Combine Methods for Sustainable Design.” Procedia CIRP 15: 18–413
Buchert, T., Alexander Kaluza, Friedrich A. Halstenberg, Kai Lindow, Haygazun Hayka, and Rainer Stark
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2014. “Impact Pathways to Address Social Well-Being and Social Justice in SLCA— Fair Wage and Level of Education.” Sustainability 6 (8): 39-48
Neugebauer, Sabrina, Marzia Traverso, René Scheumann, Ya-Ju Chang, Kirana Wolf, and Matthias Finkbeiner
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2014. “The adaptation research about ICS and Chinese management scenario.” Nankai Business Review International 5 (4): 394–410
Lei, L., Holger Kohl, and Yanmei Xu
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2015. “Addressing Sustainability and Flexibility in Manufacturing Via Smart Modular Machine Tool Frames to Support Sustainable Value Creation.” Procedia CIRP 29: 19–514
Peukert, B., Stephan Benecke, Janire Clavell, Sabrina Neugebauer, Nils F. Nissen, Eckart Uhlmann, Klaus-Dieter Lang, and Matthias Finkbeiner
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2015. “Automated Vision-Based Live Ergonomics Analysis in Assembly Operations.” CIRP Annals - Manufacturing Technology (May): 1–4
Krüger, J., and T. D. Nguyen
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2015. “Design and Manufacturing of a Sustainable Pedelec.” Procedia CIRP 29: 84–579
Buchert, T., Jón Garðar Steingrímsson, Sabrina Neugebauer, The Duy Nguyen, Mila Galeitzke, Nicole Oertwig, Johannes Seidel et al.
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2015. “Direct digital manufacturing: definition, evolution, and sustainability implications.” Journal of Cleaner Production 107: 25–615
Chen, D., Steffen Heyer, Suphunnika Ibbotson, Konstantinos Salonitis, Jón Garðar Steingrímsson, and Sebastian Thiede
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2015. “Enhancing the practical implementation of life cycle sustainability assessment – proposal of a Tiered approach.” Journal of Cleaner Production 102: 76–165
Neugebauer, Sabrina, Julia Martinez-Blanco, René Scheumann, and Matthias Finkbeiner
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2015. “Integrating ontology into PLM-tools to improve sustainable product development.” 5CIRP6 Annals - Manufacturing Technology 64 (1): 60–157
Stark, R., and Anne Pförtner
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2015. “Investigation into Energy Efficiency of Outdated Cutting Machine Tools and Identification of Improvement Potentials to Promote Sustainability.” Procedia CIRP 26: 38–533
Kianinejad, K., E. Uhlmann, and B. Peukert
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2015. “Life Cycle Assessment of welding technologies for thick metal plate welds.” Journal of Cleaner Production 108, Part A: 46–53
Sproesser, G., Ya-Ju Chang, Andreas Pittner, Matthias Finkbeiner, and Michael Rethmeier
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2015. “Model-based Evaluation Environment for Sustainability.” Procedia CIRP 26: 45–641
Oertwig, N., Nikolaus Wintrich, and Roland Jochem
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2015. “Reconstruction of 3D transient temperature field for fusion welding processes on basis of discrete experimental data.” Welding in the World 59 (4): 497–512
Pittner, A., Viktor Karkhin, and Michael Rethmeier
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2015. “Regional and sectoral disaggregation of multi-regional input-output tables – A flexible algorithm.” Economic Systems Research 27 (2): 194–212
Wenz, L., Sven Norman Willner, Alexander Radebach, Robert Bierkandt, Jan Christoph Steckel, and Anders Levermann
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2015. “Strategic intellectual capital management as a driver of organisational innovation.” International Journal of Knowledge and Learning 10 (2): 81–164
Galeitzke, M., Erik Steinhöfel, Ronald Orth, and Holger Kohl
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2016. “A systematic literature review on modular product design.” Journal of Engineering Design 27 (7): 488–514
Bonvoisin, J., Friedrich A. Halstenberg, Tom Buchert, and Rainer Stark
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2016. “Data Management in Collaborative Interdisciplinary Research Projects—Conclusions from the Digitalization of Research in Sustainable Manufacturing.” ISPRS International Journal of Geo-Information 5 (4): 41
Wang, W. M., Tobias Göpfert, and Rainer Stark
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2016. “From Life Cycle Costing to Economic Life Cycle Assessment—Introducing an Economic Impact Pathway.” Sustainability 8 (5): 428
Neugebauer, Sabrina, Silvia Forin, and Matthias Finkbeiner
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2016. “How to Make People Make a Change – Using Social Labelling for Raising Awareness on Sustainable Manufacturing.” Procedia CIRP 40: 64–359
Roeder, I., Matthias Scheibleger, and Rainer Stark
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2016. “Solutions for Sustainable Machining.” Journal of Manufacturing Science and Engineering 139 (5): 9–51
Uhlmann, E., Bernd Peukert, Simon Thom, Lukas Prasol, Paul Fürstmann, Fiona Sammler, and Sebastian Richarz
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2016. “Sustainable Manufacturing – Challenges, Solutions and Implementation Perspectives.” In the series: Sustainable Production, Life Cycle Engineering and Management, Herrmann C. and S. Kara, eds. Springer International Publishing
Stark, R., G. Seliger and J. Bonvoisin, eds.
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2016. “Teleconnected food supply shocks.” Environmental Research Letters 11 (3): 7–35
Bren d’Amour, C., Leonie Wenz, Matthias Kalkuhl, Jan Christoph Steckel, and Felix Creutzig
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2016. “The role of capital costs in decarbonizing the electricity sector.” Environmental Research Letters 11 (11): 10–114
Hirth, L., and Jan Christoph Steckel
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Mathematical Software - ICMS 2016: 5th International Conference, Berlin, Germany, July 11-14, 2016, Proceedings (Lecture Notes in Computer Science, Band 9725
Greuel, G.-M., Thorsten Koch, Peter Paule, and Andrew Sommese, eds.