D: Ressourceneffizienz im Kontext Smarter PSS
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D: Ressourceneffizienz im Kontext Smarter PSS
Motivation
Aufgrund des enormen Umsatzes an Stoff- und Energieflüssen ist der effiziente Ressourceneinsatz in der Produktion für die gesamte Ökobilanz der hergestellten Produkte eine entscheidende Einflussgröße und gleichzeitig Gegenstand zahlreicher Forschungsvorhaben, die vor dem Hintergrund Smarter PSS neu reflektiert werden müssen. Dies ist dadurch begründet, dass sich durch Smarte PSS Kunden-Anbieter-Beziehungen verändern und eine erweiterte Lebenszyklusbetrachtung erfordern (z. B. Shared Saving-Geschäftsmodelle, bei denen Kunde und Anbieter beide von gemeinsam erzielten Einsparungen finanziell profitieren). Somit erhalten die beteiligten Akteure in Abhängigkeit von der Geschäftsmodellgestaltung Anreize, Produktionsmittel über den Lebenszyklus effizient zu gestalten und zu betreiben. Darüber hinaus ergeben sich durch die informationstechnische Vernetzung und den Zugriff des Anbieters auf eine Produktionsanlage im Rahmen langfristiger Partnerschaften neue Möglichkeiten, den Betrieb nicht nur technisch und ökonomisch, sondern auch ökologisch zu optimieren. Am Beispiel der Produktion wird untersucht, unter welchen Voraussetzungen die Potentiale Smarter PSS zur ressourceneffizienten Wertschöpfung optimal genutzt und wie diese bewertbar gemacht werden können. Es gilt zu untersuchen, inwiefern die Integration Smarter PSS einen erneuten Paradigmenwechsel von der flexiblen, automatisierten, schlanken, fraktalen und digitalen Fabrik in Richtung der smarten Fabrik darstellt und inwiefern durch digitale Werkzeuge (z. B. Simulationsmethoden) Lösungen zur Leistungssteigerung innerhalb von Prozessketten möglich werden.
Ökobilanzierung in der Entwicklung
Im Rahmen einer erweiterten, lebenszyklusübergreifenden Betrachtung sind nicht nur die Stoff- und Energieflüsse in der Entstehung des Smarten PSS zu berücksichtigen, sondern auch die Ökobilanz im Rahmen der Nutzungs- (Betrieb und Service) sowie End-of-Life-Phase. Dies ermöglicht eine ganzheitliche (Fabrik-)Planung im Hinblick auf die ökonomische und ökologische Optimierung der Nutzungsphase, unter Berücksichtigung aller Einflussfaktoren auf die Ökobilanz. Somit ist zu untersuchen, inwieweit die Ökobilanzierung nach ISO 14040 bzw. die dabei zugrundeliegenden Systemgrenzen vor dem Hintergrund des erweiterten Lebenszyklusverständnisses Smarter PSS angepasst werden müssen. Weitere, mit der Ökobilanzierung eng verknüpfte entwicklungsbezogene Forschungsfragen betreffen die Gestaltung ökologisch anreizkompatibler Geschäftsmodelle und die Auswirkungen von Geschäftsmodelländerungen auf die Ausgestaltung von physischen Produktmerkmalen und Serviceprozessen. Inwiefern beeinflusst bspw. ein Leasing-Konzept für produktionstechnische Anlagen die Produktanforderungen hinsichtlich Qualität, Robustheit, Serviceintervalle, Modularität/Austauschbarkeit und Einsatzflexibilität? Wie groß sind die damit realisierbaren Einsparpotentiale des Ressourceneinsatzes, vor dem Hintergrund eines möglicherweise höheren Servicebedarfs und wiederholten Installationen, Deinstallationen, Anpassungen und Transporten?
Betrieb und Nutzung Smarter PSS in der Produktion
Mit Hilfe Smarter PSS und deren inhärenter Vernetzung und Flexibilität bieten sich auch während der Betriebsphase enorme Optimierungspotentiale. Der stets aktuelle „virtuelle Zwilling” einer smarten Produktionsanlage kann für nutzungsbegleitende Verbrauchsanalysen und -simulationen herangezogen werden und ermöglicht somit eine echtzeitfähige Auswirkungsanalyse von veränderten Betriebsbedingungen und eine kontinuierliche Betriebsoptimierung. Wie können in diesem Zusammenhang simulationstechnische Methoden mit Optimierungsmethoden und -modellen des Operations Research verknüpft werden? Wie verändert sich im Kontext Smarter PSS der Zielkonflikt zwischen ökomischen und ökologischen Zielsystemen? Welche neuen Kennzahlen und Kennzahlensysteme sind zur Bewertung der Ressourceneffizienz Smarter PSS zu entwickeln? Aufgrund der Erhebung und Verfügbarkeit aktueller Betriebsdaten ergeben sich weitere Forschungsfragen, bspw. bzgl. der Gestaltung geeigneter Geschäftsmodelle, die einen besonders sorgfältigen, ressourcen- und materialschonenden Umgang des Nutzers mit der Produktionsanlage durch entsprechende Abrechnungsmechanismen belohnen.