Bewertung der Umweltgüte in Verbindung mit Produktdatenmanagement

Dr.-Ing. Gerd Willi Heinevetter

Zur Unterstützung des Konstrukteurs wurde an der TU Dresden im Rahmen des Projektes COMMET gefördert durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt ein 16-Punkte-Bewertungsraster entwickelt. Dieses Bewertungsraster ist vom Maschinenbaukonstrukteur selbständig anwendbar und weist ihn auf umweltrelevante Probleme seiner Lösungen hin. Zudem erlaubt es eine grobe vergleichende Bewertung konkurrierender Lösungen zum einen über die COMMET Vergleichszahl und zum andern über direkte Anschauung der farbigen Kennzeichnung der Bewertung. Dem Anwender stehen vier Einstufungen mit kurzen Merksätzen zur Verfügung, denen dabei Werte fest zugeordnet werden (siehe Bild 1).

Lfd. Nr. Bewertungsgruppe Bewertungsaspekt Wichtungsfaktor
1 ...10 Merkmale für Einstufung

A Idealzustand
6 Punkte B Akzeptabler Zustand
4 Punkte C Dringender Handlungsbedarf
1 Punkt

1 Rohstoff, Ausgangsstoff Werkstoffvielfalt 7 Werkstoffe gemeinsam verwertbar mit hochwertigen Sekundärrohstoffen Werkstoffe gemeinsam verwertbar mit minderen Sekundärrohstoffen Werkstoffe nicht gemeinsam verwertbar

2 Werkstoffmenge 3 Leichtbau, höchste Werkstoffauslastung mit vertretbarer Sicherheit Funktionsgerechte Dimensionierung des Produktes Überdimensionierung (nicht funktionsnotwendig)

3 Einsatz von Sekundärrohstoffen und Rezyklaten 7 Hoher Rezyklatanteil (100%-70%) Mittlerer Rezyklatanteil (70%-30%) Niedriger oder kein Anteil (30%-0%)

4 Schadstoffe 10 100% schadstofffreie Minimaler gekennzeichneter Schadstoffanteil Deutlicher Schadstoffanteil

5 Fertigung Kennzeichnung der Konstruktionswerkstoffe 7 Hoher maschinenlesbarer Kennzeichnungsgrad (100%-70%) Mittlerer Kennzeichnungsgrad (70%-30%) Niedriger oder kein Anteil (30%-0%)

6 Einsatz energiesparender Verfahren 5 Energiesparende Fertigung, Kaskadennutzung von Energie Energiesparende Fertigung Hoher Energieverbrauch

7 Betrieb Betriebsstoffvielfalt 5 Betriebsstoffe gemeinsam verwertbar - keine toxischen Betriebsstoffe Minimum von unterschiedliche – keine toxischen Betriebsstoffe Unterschiedlichste Betriebsstoffe oder toxischen Betriebsstoffe

8 Betriebsstoffmenge 10 Geringe Betriebsstoffmenge und minimaler Verbrauch Mäßige Betriebsstoffmenge und mäßiger Verbrauch Große Menge und Verbrauch

9 Emissionen 10 Keine Gering unvermeidbar Hoch

10 Lebensdauererhöhung 7 Geringer Verschleiß, auf wenige leicht tauschbare Teile b. Mittlerer Verschleiß, betroffene Teile tauschbar Hoher Verschleiß, ohne Tauschbarkeit der betroffenen Teile

11 Produktpflege und –betreuung 7 Laufende Verbesserung der Produkte, Nachrüstungsmöglichkeiten und Information der Kdn. Laufende Verbesserung der neuen Produkte, aber keine Integration in ausgelieferte Produkte Seltene Überarbeitung der Produkte und keine Rückkopplung zum Kunden

12 Wirkungsgrad 10 Geringer Energieverbrauch, Kaskadennutzung von Energie Geringer Energieverbrauch Hoher Energieverbrauch

13 Recycling Recyclingfähigkeit 7 Leichte Aufarbeitung mit gegenüber Neuteil gleicher Produktqualität Aufarbeitung mit mäßigem Aufwand möglich und vermarktbare Prduktq. Aufarbeitung nicht oder nur mit hohem Aufwand möglich

14 Demontagegerechtheit 8 Modulbauweise vollständig realisiert Partielle Modulbauweise Komplexe Verbundstruktur

15 Abfälle Energiegewinnung bei Verwertung 7 Hohe Energieausbeute bei thermischer Verwertung, keine problematischen Emissionen und Abfälle Geringe Energieausbeute, für unvermeidbare Emissionen und Abfälle sind Sekundärmaßnahmen verfügbar Keine Energieausbeute, problematische Abfälle und Emissionen

16 Energieaufwand bei Entsorgung 10 Kein Energieaufwand bei Entsorgung, keine energieintensiven Zusatzmaßnahmen Energieaufwand für Entsorgung der Abfälle und von Stoffen aus der Entsorgung gering Hoher Aufwand für umweltgerechte Entsorgung

Bild 1: Beispiel für Gruppen- und Gesamt-COMMET-Vergleichszahl

Der Idealzustand entspricht 6 Punkten, der akzeptable Zustand 4 Punkten, der dringende Handlungsbedarf 1 Punkt und keine Einstufung möglich 0 Punkten. Die Wichtungsfaktoren sind vom Nutzer frei zwischen 1 und 10 wählbar. Die COMMET-Vergleichszahl wird nach dem Verfahren der gewichteten Punktbewertung errechnet. Dabei wird der erreichte gewichtete Punktwert im Verhältnis zum maximal erreichbaren gewichteten Punktwert auf 100% normiert. Zudem wird ein Vollständigkeitsgrad gebildet. Er ist ein Indiz für die Aussagekraft der COMMET-Vergleichszahl und wird aus dem Verhältnis der Summe der Wichtungsfaktoren der bewerteten Aspekte zur Gesamtsumme der Wichtungsfaktoren gebildet. Das Bewertungssystem unterstützt den Konstrukteur so auf mehrfache Wiese:

Die unmittelbare Bewertung der einzelnen Aspekte und farbige Darstellung im Bildschirmmenü.
Die Bildung der COMMET-Vergleichszahl unterstützt beim Lösungsvariantenvergleich.
Der Vollständigkeitsgrad erleichtert den Vergleich von Lösungsvarianten auch bei unterschiedlich nicht bewerteten Aspekten.

Ziel ist es, dieses Bewertungsverfahren, über den Rahmen des Projektes COMMET hinaus weiten Kreisen von Konstrukteuren und Entwicklern in der industriellen Praxis zur Verfügung zu stellen. Vor dem Hintergrund der zunehmenden Verbreitung von Produkt-Daten-Managementsystemen (PDM) in der Industrie, bietet es sich an, das Bewertungsraster in einem PDM System umzusetzen. Die Firma ECS Engineering Consulting &mp; Solutions GmbH verfügt über langjährige Erfahrung auf den Gebieten der Konzeption und Einführung kundenspezifischer PDM Lösungen. In den vergangenen Jahren hat ECS darüber hinaus auf Basis von Metaphase™, dem weltweit führenden PDM System, unter dem Namen MetaKON modular aufgebaute vorkonfigurierte Lösungen entwickelt. Es ist daran gedacht, das Bewertungssystem von COMMET als Teil der Module von MetaKON zu realisieren.

In der vorgesehenen Lösung wird das Bewertungsraster im PDM System rechentechnisch umgesetzt. Der Konstrukteur wählt per Mausklick die Einstufungen und Wichtungsfaktoren zu den einzelnen Bewerungsaspekten. Das System ermittelt daraus automatisch die Vergleichszahl. Als Bestandteil einer PDM Lösung werden die Bewertungsergebnisse automatisch den zugehörigen Bauteilen und Baugruppen zugeordnet. Sie stehen damit bei weiteren Konstruktionen zur Verfügung.

Dr.-Ing. Gerd Willi Heinevetter
ECS
Engineering Consulting &mp; Solutions GmbH
Mühlstraße 3
D-92318 Neumarkt
Phone: (++49) 09181-4764-10
Fax: (++49) 09181-4764-50
E-Mail: heinevetter@ecs-gmbh.de
http://www.ecs-gmbh.de

Lfd. Nr.	Bewertungsgruppe	Bewertungsaspekt	Wichtungsfaktor 1 ...10	Merkmale für Einstufung
Lfd. Nr.	Bewertungsgruppe	Bewertungsaspekt	Wichtungsfaktor 1 ...10	A Idealzustand 6 Punkte	B Akzeptabler Zustand 4 Punkte	C Dringender Handlungsbedarf 1 Punkt
1	Rohstoff, Ausgangsstoff	Werkstoffvielfalt	7	Werkstoffe gemeinsam verwertbar mit hochwertigen Sekundärrohstoffen	Werkstoffe gemeinsam verwertbar mit minderen Sekundärrohstoffen	Werkstoffe nicht gemeinsam verwertbar
2		Werkstoffmenge	3	Leichtbau, höchste Werkstoffauslastung mit vertretbarer Sicherheit	Funktionsgerechte Dimensionierung des Produktes	Überdimensionierung (nicht funktionsnotwendig)
3		Einsatz von Sekundärrohstoffen und Rezyklaten	7	Hoher Rezyklatanteil (100%-70%)	Mittlerer Rezyklatanteil (70%-30%)	Niedriger oder kein Anteil (30%-0%)
4		Schadstoffe	10	100% schadstofffreie	Minimaler gekennzeichneter Schadstoffanteil	Deutlicher Schadstoffanteil
5	Fertigung	Kennzeichnung der Konstruktionswerkstoffe	7	Hoher maschinenlesbarer Kennzeichnungsgrad (100%-70%)	Mittlerer Kennzeichnungsgrad (70%-30%)	Niedriger oder kein Anteil (30%-0%)
6	Fertigung	Einsatz energiesparender Verfahren	5	Energiesparende Fertigung, Kaskadennutzung von Energie	Energiesparende Fertigung	Hoher Energieverbrauch
7	Betrieb	Betriebsstoffvielfalt	5	Betriebsstoffe gemeinsam verwertbar - keine toxischen Betriebsstoffe	Minimum von unterschiedliche – keine toxischen Betriebsstoffe	Unterschiedlichste Betriebsstoffe oder toxischen Betriebsstoffe
8		Betriebsstoffmenge	10	Geringe Betriebsstoffmenge und minimaler Verbrauch	Mäßige Betriebsstoffmenge und mäßiger Verbrauch	Große Menge und Verbrauch
9		Emissionen	10	Keine	Gering unvermeidbar	Hoch
10		Lebensdauererhöhung	7	Geringer Verschleiß, auf wenige leicht tauschbare Teile b.	Mittlerer Verschleiß, betroffene Teile tauschbar	Hoher Verschleiß, ohne Tauschbarkeit der betroffenen Teile
11		Produktpflege und –betreuung	7	Laufende Verbesserung der Produkte, Nachrüstungsmöglichkeiten und Information der Kdn.	Laufende Verbesserung der neuen Produkte, aber keine Integration in ausgelieferte Produkte	Seltene Überarbeitung der Produkte und keine Rückkopplung zum Kunden
12		Wirkungsgrad	10	Geringer Energieverbrauch, Kaskadennutzung von Energie	Geringer Energieverbrauch	Hoher Energieverbrauch
13	Recycling	Recyclingfähigkeit	7	Leichte Aufarbeitung mit gegenüber Neuteil gleicher Produktqualität	Aufarbeitung mit mäßigem Aufwand möglich und vermarktbare Prduktq.	Aufarbeitung nicht oder nur mit hohem Aufwand möglich
14	Recycling	Demontagegerechtheit	8	Modulbauweise vollständig realisiert	Partielle Modulbauweise	Komplexe Verbundstruktur
15	Abfälle	Energiegewinnung bei Verwertung	7	Hohe Energieausbeute bei thermischer Verwertung, keine problematischen Emissionen und Abfälle	Geringe Energieausbeute, für unvermeidbare Emissionen und Abfälle sind Sekundärmaßnahmen verfügbar	Keine Energieausbeute, problematische Abfälle und Emissionen
16	Abfälle	Energieaufwand bei Entsorgung	10	Kein Energieaufwand bei Entsorgung, keine energieintensiven Zusatzmaßnahmen	Energieaufwand für Entsorgung der Abfälle und von Stoffen aus der Entsorgung gering	Hoher Aufwand für umweltgerechte Entsorgung