Produktlebenszyklusorientierte Optimierung der Herstellphase und der Nutzungsphase von Präzisionswerkzeugen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Thomas Bergs
• Fachliche Zuordnung: Produktionssystematik, Betriebswissenschaften, Qualitätsmanagement und Fabrikplanung
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 438069924

Hersteller von Präzisionswerkzeugen sind mit einer weltweiten Verknappung kritischer Rohstoffe sowie zunehmender Konkurrenz durch Unternehmen aus dem ostasiatischen Raum konfrontiert. Diese Faktoren führen dazu, dass der Kostendruck auf deutsche Werkzeughersteller, die 15 % der weltweit hergestellten Präzisionswerkzeuge fertigen, zunimmt. Weiterhin werden Unternehmen durch die Europäische Union dazu verpflichtet, verfolgte Maßnahmen zur Verbesserung der Ökobilanz der gefertigten Produkte in Nachhaltigkeitsberichten zu dokumentieren und zu bewerten. Zur Sicherung der Wettbewerbsposition ist es erforderlich, die durch Präzisionswerkzeuge verursachten Kosten und Umweltauswirkungen zu senken. Ein Fokus auf die Herstellphase ist dabei nicht ausreichend, da ein Großteil der Kosten und Umweltauswirkungen, die ein Produkt verursacht, in seiner Nutzungsphase anfällt. Daher ist es bei der Bewertung der zur Werkzeugherstellung eingesetzten Fertigungsverfahren erforderlich, den gesamten Lebenszyklus der herzustellenden Produkte zu bewerten. Aktuell ist es nicht möglich, bei der Planung von Prozessfolgen die Ökobilanzen der einzusetzenden Fertigungsverfahren wissensbasiert zu ermitteln. Zur ökologisch-ökonomischen Bewertung von Prozessfolgen ist bislang eine subjektive Gewichtung der Kosten und Umweltauswirkungen der Prozessfolgen erforderlich Es existiert kein Bewertungsmodell, das es ermöglicht, Kosten und Umweltauswirkungen von Produkten und Prozessfolgen auf Basis einer gemeinsamen Einheit zu bewerten. Weiterhin fehlt ein systematisches Vorgehen zur Gestaltung von Prozessfolgen im Sinne einer ökologisch und ökonomisch optimierten Fertigung.Das Ziel des beantragten Forschungsvorhabens ist daher die Erforschung der Zusammenhänge zwischen geforderten Änderungen von Präzisionswerkzeugen und deren ökologisch-ökonomisch optimierter Umsetzung durch die Anpassung der bestehenden Prozessfolge. Dazu wird eine Methodik entwickelt, die es ermöglicht, Prozessfolgen nach ökonomischen und ökologischen Kriterien unter Berücksichtigung der Einflüsse der Herstellphase auf die Nutzungsphase der gefertigten Präzisionswerkzeuge zu gestalten. Die Methodik ermöglicht es Technologieplanern, durch eine Anpassung von Prozessfolgen zur Fertigung neugestalteter Präzisionswerkzeuge die Ökobilanz der Werkzeuge zu verbessern, ohne die Wirtschaftlichkeit zu gefährden. Ein neu zu entwickelndes ökologisch-ökonomisches Bewertungsmodell ermöglicht es, Prozessfolgen hinsichtlich ihrer Kosten und Umweltauswirkungen zu bewerten. So erlaubt die Methodik erstmalig die Ableitung allgemeingültiger Gestaltungsregeln für ökologisch-ökonomisch optimierte Prozessfolgen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr.-Ing. Fritz Klocke