Nachhaltigkeit basiert auf Digitalisierung

Sustainability wird mehr und mehr zu einer Frage der digitalen Performance eines Unternehmens. Vom digitalen Reifegrad hängt ab, ob Produkte entlang ihres gesamten Lebenszyklus nachhaltig sind – und dies auch nachvollziehbar ist. Wir nennen in diesem Blog die wesentlichen Bausteine einer digitalen Transformation für ökologisch verantwortungsvolles Wirtschaften.

Glaubwürdig, nachvollziehbar, messbar – so müssen Nachhaltigkeitsinitiativen sein. Dazu gilt es, Prozesse und Produkte kritisch zu durchleuchten, um diese umweltverträglicher, sozialer und wirtschaftlicher zu gestalten. Was dabei enorm hilft? Der Datenschatz. Ihn gilt es zu heben und nutzbar zu machen. Indem Product Lifecycle Management (PLM) den nahtlosen Austausch von Informationen und den Aufbau eines Digital Threads im gesamten Unternehmen ermöglicht, hilft es, nachhaltigere Produkte zu konstruieren, herzustellen und zu warten. Die Kombination aus PLM mit der PTC-Lösung Windchill und der IoT-Plattform ThingWorx ermöglicht die Verwaltung aller produktbezogenen Daten in einer zentralen Datenbank (Single Source of Truth).

Nachhaltigkeit im Produktdesign

Die in der Entwurfs- und Konstruktionsphase getroffenen Entscheidungen sind ausschlaggebend dafür, ob ein Produkt nachhaltig hergestellt, vertrieben, verwendet, gewartet und entsorgt werden kann. Denn ein Großteil des CO2-Fußabdrucks wird in der Entwurfsphase festgelegt. Komplexität der Konstruktion, Materialauswahl, Zulieferer, Herstellungsverfahren und das Design für Wiederverwendung oder -verwertbarkeit – über all das wird in einer sehr frühen Phase der Produktentwicklung entschieden.

Grundlage dafür ist das Zusammenspiel aus PLM-System (Engineering Daten Backbone) und IoT (Datenbackbone für die Produktion, Lebenszeit/Gebrauchszeit bis zum Recycling). Wer hier dem Ideal der Kreislaufwirtschaft folgt, wird an umfassend digitalisiertem Produktlebenszyklusmanagement nicht vorbeikommen. Denn Lösungen wie Windchill von PTC helfen bei der Verwaltung und Organisation der riesigen Menge an Produktinformationen und unterstützt Nachhaltigkeitsinitiativen.

Datengetrieben designen

Produkte lassen sich in der digitalen Welt entwerfen, visualisieren, entwickeln und testen - anstatt dies in der physischen Welt zu tun, wodurch Ausschuss und Abfall vermieden werden. Oder: Beim generativen Design können Konstrukteure verschiedene Materialien dahingehend bewerten, welche lange Lebensdauern garantieren und am nachhaltigsten sind. Mithilfe von AR- oder VR-Simulationen verbessert generatives Design Konstruktions- und Entwicklungsprozesse. Es müssen nicht unnötigerweise etliche Prototypen gebaut und erprobt werden, was Zeit, Material und enormen Kosten spart.

End-of-Life will geplant werden

Schon am Anfang sollte man das Ende vor Augen haben Ist das Produkt so konstruiert, dass es leicht demontiert werden kann? Können die Materialien einfach sortiert, recycelt und wiederverwendet werden? Welches technische Design erweist sich als langlebig? Man sieht anhand dieser wenigen Fragen: Das Wichtigste für einen grünen Lebenszyklus ist die lückenlose Verwaltung aller damit verbundenen Informationen. PLM-Tools wie Windchill von PTC sind daher das Mittel der Wahl, wenn es darum geht, komplexe Daten zu organisieren, zu analysieren und sinnvolle Schlussfolgerungen daraus zu ziehen. Das gilt eben auch und insbesondere für Nachhaltigkeitsdaten: Etwa bei der durchschnittlichen Lebensdauer eines Produktes, der Nachhaltigkeit verwendeter Materialien oder der Verfolgung von Kennzahlen wie CO2-Emissionen. Die Hersteller erhalten so unter anderem valide Daten über den CO2-Fußabdruck eines Produkts während seines gesamten Lebenszyklus und können ihn zurückverfolgen. So können, wenn nötig, bessere Alternativen für die Beschaffung von Teilen und Fertigungsverfahren gefunden werden.

Transparenz herstellen

Lieferketten, Prozesse und Produkte werden zunehmend komplexer, wodurch auch die Bedeutung von Manufacturing Execution Systemen (MES) zugenommen hat. Doch hiermit Transparenz herzustellen und Abläufe zu verbessern genügt nicht mehr allein. Deswegen geht PTC mit dem ThingWorx Digital Production Management (DPM) den entscheidenden Schritt weiter. Eine innovative Lösung, die entlang des gesamten Produktlebenszyklus für mehr Transparenz sorgt und so gemeinsam mit weiteren PTC-Tools zu einem Enabler für nachhaltiges Wirtschaften wird. Die Echtzeit-IIoT-Lösung bietet Herstellern tiefe Einblicke in die Leistung der Produktion, womit auch Engpässe und Ineffizienzen aufgedeckt werden. DPM ermöglicht so, Probleme im Rahmen eines Closed-Loop-Settings zu lösen. Welche Konstruktionen und Designs sind wenig ressourcenschonend? Wie viel Energie wird wann und wo benötigt? Wo geht sie verloren? Wie können Ausfallzeiten reduziert oder gar vermieden werden? Nur ein paar Fragen, auf die die Digitalisierung Antworten geben kann. Aber: Die eine Lösung für alles gibt es nicht. Es kommt auf das Zusammenspiel eines gut gefüllten IT-Werkzeugkastens an.

Vorschriften im Blick behalten

Die Landschaft aus Vorschriften und Richtlinien für mehr Nachhaltigkeit ist längst unübersichtlich geworden. In der Europäischen Union bieten Verordnungen wie die Richtlinie über Elektro- und Elektronik-Altgeräte (WEEE) und die Richtlinie zur Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe (RoHS) strenge Auflagen für Unternehmen, die Elektro- und Elektronikgeräte verkaufen. Vor allem gilt es, das End-of-Life-Management in jedem Land unterstützen. Das bedeutet, dass Unternehmen den Beteiligten in der Lieferkette und den Endverbrauchern Rücknahme-, Recycling- und Verwertungslösungen anbieten müssen. Die Menge an Informationen, die zur Einhaltung dieser Vorschriften erforderlich ist, ist beträchtlich. Auch hier wird das nachhaltige Produktdesign bestimmen, wie effektiv diese Regeln erfüllt werden können. Daten helfen, die richtigen Entscheidungen von Anfang zu treffen. Aber auch gegenüber Kunden und Behörden zu belegen, dass die richtigen Entscheidungen getroffen worden sind.

Erfolge sichtbar machen

PLM-gestützte Konstruktionsverfahren liefern den Nachweis für alle Bemühungen um nachhaltigere Prozesse und Produkte. Das sind die Daten, mit denen Kunden und Investoren anhand von anerkannten Zertifizierungen belegt werden kann, dass sie es tatsächlich mit Green Engineering und nicht Greenwashing zu tun haben. Wie etwa mit der Zertifizierung Cradle to Cradle (C2C). Sie gilt als der globale Standard für die Messung der ökologischen und sozialen Nachhaltigkeit eines Produkts. Wer dieses Zertifikat anstrebt, sollte Daten parat haben, die echte Fortschritte in fünf verschiedenen Kategorien dokumentieren: Materialgesundheit, Kreislauffähigkeit von Produkten, saubere Luft/Klimaschutz, Verantwortung für Wasser/Boden und soziale Fairness. Per PLM kein Problem.

Fazit

Bessere Nachhaltigkeit erfordert umfassendes Wissen über die Auswirkungen eines Produkts auf Menschen und Umwelt während seiner gesamten Lebensdauer. Das gelingt nur digital performanten Unternehmen. Durch die lückenlose Erhebung und Nutzung von Produktdaten können sie nachhaltige Closed-Loop-Prozesse automatisieren und standardisieren. Kurzum: Besser werden. Heißt auch: Sich Wettbewerbsvorteile sichern.

PLM für die umweltverträgliche technische Entwicklung

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