Ganzheitliches Life Cycle Management - Volkswagen AutoUni
Ganzheitliches Life Cycle Management - Volkswagen AutoUni
Ganzheitliches Life Cycle Management - Volkswagen AutoUni
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Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik<br />
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<strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> -<br />
Lebenszyklusorientierter Ansatz zu Produkt, Prozess und<br />
Fabrik<br />
Christoph Herrmann, apl. Prof. Dr.-Ing.<br />
Werk Hannover, Kundencenter Hannover, 4. Juli 2011
Produkt- und <strong>Life</strong>-<strong>Cycle</strong>-<strong>Management</strong><br />
Eine von drei Abteilungen am Institut für<br />
Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik:<br />
� Fertigungsautomatisierung und<br />
Werkzeugmaschinen<br />
� Fertigungstechnik<br />
� Produkt- und <strong>Life</strong>-<strong>Cycle</strong>-<strong>Management</strong><br />
Produkt- und <strong>Life</strong>-<strong>Cycle</strong>-<strong>Management</strong><br />
� Leitung: apl. Prof. Dr.-Ing. Christoph Herrmann<br />
� ~ 20 wissenschaftliche Mitarbeiter<br />
2 Standorte:<br />
� Braunschweig<br />
� Mobile<strong>Life</strong>Campus @ Wolfsburg<br />
www.<br />
denke-ganzheitlich.de<br />
www.<br />
sustainablemanufacturing.com<br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 2<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Produkt- und <strong>Life</strong>-<strong>Cycle</strong>-<strong>Management</strong><br />
Forschungsschwerpunkte<br />
(Automotive)<br />
<strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> Engineering<br />
Nicht erneuerbare<br />
Energien und Rohstoffe<br />
Rohstoffgewinnung<br />
Abfälle<br />
Nachhaltigkeit<br />
in der Produktion<br />
Entwicklung<br />
Produktion Nutzung Verwertung<br />
Transformationsprozess<br />
Produktionssystem<br />
Abwässer Emissionen Abwärme<br />
Lärm<br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 3<br />
Erneuerbare<br />
Energien und Rohstoffe<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Nachhaltigkeit in der Produktion<br />
Prozess /<br />
Maschine<br />
Prozesskette /<br />
Produktionssystem<br />
> Bewertung und Gestaltung von<br />
Einzelprozessen oder<br />
Produktionsmaschinen inklusive<br />
Peripherie<br />
> Berücksichtigung aller<br />
relevanten Eingangs- und<br />
Ausgangsgrößen<br />
Energie,<br />
Druckluft,<br />
KSS,…<br />
Input<br />
Transformationsprozess<br />
Produktionssystem<br />
Transformationsprozess<br />
> Bewertung und Gestaltung<br />
innerbetrieblicher und<br />
betriebsübergreifender Prozessketten<br />
> Berücksichtigung des Zusammenwirkens<br />
bzw. der Wechselwirkungen von<br />
Einzelprozessen<br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 4<br />
Wirkleistung [kW]<br />
Wirkleistung [kW]<br />
12<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
Output<br />
gesamt Maschine 1<br />
Maschine 2<br />
Prozessleistung<br />
Grundleistung<br />
Produkte,<br />
Abfälle,<br />
Emissionen,…<br />
S120 Innenrundschleifen<br />
Werkzeug: CBN<br />
Werkstück: 100Cr6 (62HRC)<br />
Q'w = 1,5 mm³mm -1 s -1<br />
V'w = 200 mm³mm -1<br />
vc = 60 ms -1<br />
0<br />
0 50 100 150 200 250 300 Zeit<br />
Energie Abluft<br />
Spindel Zeit [s] Material- Abluft /<br />
ein an<br />
an (5-stufig) abnahme Energien aus<br />
gas, oil,<br />
electricity<br />
water<br />
technical<br />
building<br />
Service<br />
(TBS)<br />
cooling<br />
heating<br />
allocation of<br />
media<br />
(e.g. compressed air,<br />
steam, cooling water)<br />
(e.g. steam,water)<br />
backflow of media<br />
local<br />
climate<br />
need for defined<br />
production conditions<br />
(e.g. temperature, moisture, purity)<br />
production<br />
machines<br />
waste heat<br />
electricity<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Nachhaltigkeit in der Produktion<br />
Hannover<br />
Kassel<br />
Braunschweig<br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 5<br />
Kooperationen mit dem <strong>Volkswagen</strong><br />
Geschäftsbereich Komponente<br />
� VW Kassel<br />
„Bewertung und Steigerung<br />
der Energieeffizienz von<br />
Werkzeugmaschinen“<br />
� VW Hannover<br />
„Energie- und Ressourceneffizienz<br />
in der Gießerei“<br />
� VW Braunschweig<br />
Business Case im „Projekt DEMI“<br />
Fokus auf Energieeffizienz im Spritzguss<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Agenda<br />
Motivation<br />
Lebenszyklusmodelle und <strong>Management</strong><br />
� Lebensphasen- und Lebenszykluskonzepte<br />
� Lebenszyklusorientiertes <strong>Management</strong><br />
Modell und Bezugsrahmen für ein <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong>-<strong>Cycle</strong>-<strong>Management</strong><br />
� Anforderungen an ein <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong>-<strong>Cycle</strong>-<strong>Management</strong><br />
� Bezugsrahmen für ein <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong><br />
<strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> und energieeffizienz-orientierte Fabrikplanung<br />
Fazit<br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 6<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Agenda<br />
Motivation<br />
Lebenszyklusmodelle und <strong>Management</strong><br />
� Lebensphasen- und Lebenszykluskonzepte<br />
� Lebenszyklusorientiertes <strong>Management</strong><br />
Modell und Bezugsrahmen für ein <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong>-<strong>Cycle</strong>-<strong>Management</strong><br />
� Anforderungen an ein <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong>-<strong>Cycle</strong>-<strong>Management</strong><br />
� Bezugsrahmen für ein <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong><br />
<strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> und energieeffizienz-orientierte Fabrikplanung<br />
Fazit<br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 7<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Motivation<br />
Wettbewerber<br />
Technische Lösungen Unternehmen<br />
Kunden<br />
Rechtlicher Rahmen<br />
Verwertungsquote<br />
Wiederverwendungsund<br />
Recyclingquote<br />
x %<br />
y %<br />
21,188.0<br />
000 t/a<br />
North America<br />
4,260.5<br />
Latin America<br />
14,428.5<br />
Europe<br />
1,369.3<br />
Africa<br />
13,638.2<br />
Asien<br />
385.3<br />
Australia<br />
Unternehmen stehen vor der<br />
Herausforderung, Risiken, Ungewissheiten<br />
und Veränderungen hinsichtlich<br />
� neuer Marktbedingungen,<br />
� politisch-rechtlicher<br />
Rahmenbedingungen,<br />
� neuer Technologien und<br />
� unterschiedlicher Anforderungen<br />
während des Lebenszyklus eines<br />
Produktes.<br />
Die Berücksichtigung ökonomischer und ökologischer Anforderungen über den gesamten<br />
Produktlebensweg, die Entwicklung innovativer Produkte und Dienstleistungen sowie die<br />
Einbindung des verfügbaren Wissens sind zentrale Bausteine für den Geschäftserfolg.<br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 8<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Agenda<br />
Motivation<br />
Lebenszyklusmodelle und <strong>Management</strong><br />
� Lebensphasen- und Lebenszykluskonzepte<br />
� Lebenszyklusorientiertes <strong>Management</strong><br />
Modell und Bezugsrahmen für ein <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong>-<strong>Cycle</strong>-<strong>Management</strong><br />
� Anforderungen an ein <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong>-<strong>Cycle</strong>-<strong>Management</strong><br />
� Bezugsrahmen für ein <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong><br />
<strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> und energieeffizienz-orientierte Fabrikplanung<br />
Fazit<br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 9<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Lebensphasenkonzepte (flussorientiert)<br />
Merkmale von Lebensphasenkonzepten<br />
� Beschreiben Flüsse: Flüsse von Produkten, Material, Energie und Emissionen<br />
� Haben einen sequentiellen Charakter: Die einzelnen Sequenzen orientieren sich in der<br />
Regel an dem zeitlich-logischen Lebensweg von Produkten (z.B. Rohstoffgewinnung,<br />
Produktentwicklung, Herstellung). Sequenzen werden als Produktlebensphasen bezeichnet.<br />
� Es können zudem lineare Lebensphasenkonzepte (von der Quelle zur Senke) und …..<br />
Werkstoff-,<br />
Vorproduktherstellung<br />
Produktherstellung<br />
Tor zu Tor<br />
(gate to gate)<br />
Wiege bis zum Tor (cradle to gate)<br />
Lineares Produktlebensphasenkonzept<br />
Nutzung Recycling Entsorgung<br />
Wiege bis zur Bahre (cradle to grave)<br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 10<br />
Quelle: Herrmann, C. (2010)<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Lebensphasenkonzepte (flussorientiert)<br />
Merkmale von Lebensphasenkonzepten (Fortsetzung)<br />
�….. kreislauforientierte Lebensphasenkonzepte unterschieden werden.<br />
Natur<br />
Rohmaterial<br />
materielle Welt<br />
Zyklisches Produktlebensphasenkonzept<br />
Material Produkte Gebrauch<br />
Verwertung<br />
Verwendung<br />
Natürliches<br />
Recycling<br />
Wiege bis zur Wiege (cradle to cradle)<br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 11<br />
Verwendung<br />
Abfall<br />
Quelle: Herrmann, C. (2010)<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Integrierte Lebenszykluskonzepte (phasen- und<br />
zustandsorientiert) - Beispiel<br />
Erweitertes Konzept des Produktlebenszyklus<br />
Umsatz<br />
Gewinn/Verlust<br />
+<br />
Innovationsfeldbestimmung<br />
Innovationsbedarf<br />
Ideengewinnung<br />
Ideenprüfung<br />
und<br />
-auswahl<br />
Markteinführung<br />
des Neuproduktes<br />
Produktinnovationsprozess Produktlebenszyklus i.e.S. Neuzyklus Produktentsorgung<br />
Ideenrealisierung<br />
Verlust<br />
Einführung<br />
Umsatz<br />
Wachstum<br />
Reife<br />
Gewinn<br />
Sättigung<br />
Produktmodifikation<br />
(evtl.)<br />
Rückgang<br />
Relaunch<br />
(evtl.)<br />
Produktelimination<br />
Endgültige<br />
Beseitigung<br />
Recycling Beseitigung<br />
sofern der Anbieter<br />
die Kosten für eine<br />
Entsorgung trägt<br />
Produktlebenszeit<br />
Entstehungsphase Marktpräsenzphase Entsorgungsphase<br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 12<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik<br />
Umsatz<br />
Gewinn/Verlust<br />
Quelle: Herrmann, C. (2010)
Lebenszykluskonzepte von Technologien (Potentialfaktoren)<br />
Technologie – Technik Lebenszyklus (Höft)<br />
Beobachtungsphase<br />
Technologie-Typ I = hohes Einsatzpotential<br />
Technologie-Typ II = mittleres Einsatzpotential<br />
Technologie-Typ III = geringes Einsatzpotential<br />
Technologieentstehung<br />
t e = Beginn der<br />
Grundlagenforschung<br />
Technologienutzbarmachung<br />
t n = Beginn der<br />
konkreten ProduktoderVerfahrensentwicklung<br />
auf der<br />
Basis einer<br />
Technologie<br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 13<br />
Anzahl der Anwendungen<br />
auf Basis einer Technologie<br />
Einführung Wachstum Reife Rückgang/<br />
Verfall<br />
Anwendungszyklus (=Technik-Zyklus)<br />
t a = Erste Anwendung / Applikaton der<br />
Technologie in einem konkreten<br />
Produkt oder Verfahren<br />
Zeit<br />
Quelle: Herrmann, C. (2010)<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Kopplung verschiedener Lebenszyklen<br />
Merkmale eingebetteter Lebenszyklen<br />
� Lebenszyklen einzelner Systeme können direkt oder indirekt miteinander gekoppelt sein.<br />
� So sind die Lebenszyklen auf der Ebene einzelwirtschaftlich identifizierbarer Produkte in<br />
höher aggregierte Systemebenen eingebettet. Die Lebenszyklen von Produktobjekten und<br />
Technologien sind in übergeordnete Nachfragelebenszyklen eingebettet.<br />
� Nachfragelebenszyklus: beschreibt dabei den Verlauf eines Bedürfnisniveaus nach einem<br />
Produkt im Zeitverlauf.<br />
� Technologielebenszyklus: Ein Bedürfnis nach einer Produktleistung kann durch eine<br />
Technologie erfüllt werden.<br />
� Produktformlebenszyklus: Diese Technologie bildet die Grundlage für technische<br />
Lösungen und wird durch Produkte auf Markt angeboten. Mehrere Produktformen können<br />
innerhalb eines Technologielebenszyklus bestehen und sich nacheinander ablösen.<br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 14<br />
Quelle: Herrmann, C. (2010)<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Agenda<br />
Motivation<br />
Lebenszyklusmodelle und <strong>Management</strong><br />
� Lebensphasen- und Lebenszykluskonzepte<br />
� Lebenszyklusorientiertes <strong>Management</strong><br />
Modell und Bezugsrahmen für ein <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong>-<strong>Cycle</strong>-<strong>Management</strong><br />
� Anforderungen an ein <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong>-<strong>Cycle</strong>-<strong>Management</strong><br />
� Bezugsrahmen für ein <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong><br />
<strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> und energieeffizienz-orientierte Fabrikplanung<br />
Fazit<br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 15<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Lebenszyklusorientiertes <strong>Management</strong><br />
Externe Anforderungen und innere Komplexität<br />
Externe Herausforderungen<br />
- Erweiterte<br />
Produktverantwortung<br />
- Zunehmendes Wissen über<br />
den Zusammenhang<br />
zwischen unternehmerischen<br />
Tätigkeiten und<br />
Umweltwirkungen (über alle<br />
Produktlebensphasen)<br />
-…<br />
braucht …<br />
Innere<br />
Komplexität<br />
führt zu…<br />
Entwicklung innerer Strukturen<br />
- Umgang mit externer Komplexität<br />
- Integration und Koordination<br />
arbeitsteiliger Tätigkeiten<br />
-…<br />
führt zu…<br />
<strong>Management</strong><br />
- Umgang mit Komplexität in<br />
Systemen<br />
-…<br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 16<br />
Hohe Komplexität des<br />
externen Umfelds und<br />
hohe Dynamik<br />
Unternehmen reagieren<br />
mit …<br />
Quelle: Herrmann, C. (2010)<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Lebenszyklusorientiertes <strong>Management</strong><br />
Einordnung des <strong>Management</strong>s<br />
� <strong>Management</strong> ist systematisches, nach unternehmenspolitischen Grundsätzen<br />
durchgeführtes, zweckbestimmtes und planendes, koordinierendes und kontrollierendes<br />
Handeln in zweckgerichteten sozialen Systemen.<br />
� Planen ist systematisches, zukunftsbezogenes Durchdenken und Festlegen von Zielen,<br />
Maßnahmen, Mitteln sowie Wegen zur zukünftigen Zielerreichung und mündet in einen<br />
Planentscheid. Steuern ist auf die Umsetzung der durch die Planung ermittelten Vorgaben<br />
ausgerichtet.<br />
� Planungshorizonte (Vertikale Dimensionen)<br />
� Strategisches <strong>Management</strong>: Zum strategischen <strong>Management</strong> gehören Entscheidungen zur<br />
Sicherung des langfristigen (Planungshorizont ~ bis zu 5 Jahren) Erfolgs bzw. zur Aufrechterhaltung<br />
des Wettbewerbsfähigkeit<br />
� Operatives <strong>Management</strong> umfasst kurzfristige (Planungshorizont ~ 1 Jahr) Entscheidungen über die<br />
zu erbringenden Leistungen und ist für den optimalen Einsatz eines gegebenen Leistungssystems<br />
verantwortlich.<br />
� Das übergeordnete normative <strong>Management</strong> beschäftigt sich mit den generellen Zielen, mit<br />
Prinzipien, Normen und Spielregeln, die darauf ausgerichtet sind, die Lebens- und<br />
Entwicklungsfähigkeit der Unternehmung zu ermöglichen.<br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 17<br />
Quelle: Herrmann, C. (2010)<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Lebenszyklusorientiertes <strong>Management</strong><br />
Einordnung des <strong>Management</strong>s<br />
� Systemorientiertes <strong>Management</strong> oder <strong>Management</strong> von Systemen umfasst das Gestalten,<br />
lenken und Entwickeln von Systemen (Horizontale Dimensionen):<br />
� Gestaltung ist die Schaffung der Institution als Objekt, das gedankliche Entwerfen als Modell und die<br />
Konzipierung als handlungsfähige Einheit. Unter Einbeziehung des Planungshorizonts, sind die<br />
mittel- und langfristigen Aufgaben des taktischen und strategischen <strong>Management</strong>s der Gestaltung<br />
zuzuordnen.<br />
� Lenkung bewirkt in dem durch die Gestaltung festgelegten Verhaltensfeld die Auswahl und<br />
Verwirklichung bestimmter Verhaltensweisen. Die kurzfristigen Entscheidungen des operativen<br />
<strong>Management</strong>s sind dagegen der Lenkung zuzuordnen.<br />
� Entwicklung umfasst die Weiterentwicklung des komplexen sozialen Systems über die Zeit, die durch<br />
das normative, strategische und operative <strong>Management</strong> beeinflusst wird.<br />
� <strong>Management</strong> ist daher zunächst eine konzeptionelle-gestalterische Aufgabe von Führungskräften.<br />
Die Aufgaben umfassen das Entwerfen und Festlegen von Ordnungsmustern.<br />
� „Veränderte Denkweisen im Umgang mit komplexen, dynamischen Systemen ergeben für die<br />
Unternehmensführung eine beträchtliche Verlagerung von der Lenkung und Gestaltung auf die<br />
Entwicklung von Systemen.“ (Bleicher)<br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 18<br />
Quelle: Herrmann, C. (2010)<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Lebenszyklusorientiertes <strong>Management</strong> - Lösungsbausteine<br />
„Spielwiese“ des <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong>s<br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 19<br />
Quelle: Herrmann, C. (2010)<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Lebenszyklusorientiertes <strong>Management</strong><br />
Bedarf für einen Bezugsrahmen im <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong><br />
Externe Herausforderungen<br />
- Erweiterte Produktverantwortung<br />
- Zunehmendes Wissen über den<br />
Zusammenhang zwischen<br />
unternehmerischen Tätigkeiten<br />
und Umweltwirkungen<br />
-…<br />
Innere<br />
Komplexität<br />
braucht …<br />
führt zu…<br />
Entwicklung innerer Strukturen<br />
- Umgang mit externer Komplexität<br />
- Integration und Koordination<br />
arbeitsteiliger Tätigkeiten<br />
-…<br />
führt zu…<br />
führt zu …<br />
(<strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong>) <strong>Management</strong><br />
- Umgang mit Komplexität in<br />
Systemen<br />
-…<br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 20<br />
Hohe Komplexität des<br />
externen Umfelds und<br />
hohe Dynamik<br />
Unternehmen reagieren<br />
mit …<br />
Entwicklung eines<br />
Bezugsrahmens für das<br />
<strong>Management</strong><br />
- Bezugsrahmen vereinfachen die<br />
Klassifikation von Konzepten und Methoden<br />
- Bezugsrahmen helfen den handelnden<br />
Personen <strong>Management</strong>funktionen zu<br />
verstehen und auszuführen<br />
- Bezugsrahmen zeigen die Verbindung<br />
zwischen den verschiedenen<br />
<strong>Management</strong>ebenen und -aufgaben<br />
Quelle: Herrmann, C. (2010), Bild 3.20<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Agenda<br />
Motivation<br />
Lebenszyklusmodelle und <strong>Management</strong><br />
� Lebensphasen- und Lebenszykluskonzepte<br />
� Lebenszyklusorientiertes <strong>Management</strong><br />
Modell und Bezugsrahmen für ein <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong>-<strong>Cycle</strong>-<strong>Management</strong><br />
� Anforderungen an ein <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong>-<strong>Cycle</strong>-<strong>Management</strong><br />
� Bezugsrahmen für ein <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong><br />
<strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> und energieeffizienz-orientierte Fabrikplanung<br />
Fazit<br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 21<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Anforderungen an einen Bezugsrahmen für ein <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong><br />
<strong>Management</strong><br />
Ziele eines lebenszyklusorientierten <strong>Management</strong>s<br />
� Die Ziele eines ganzheitlichen <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> sind<br />
� die Minimierung von Kosten und Optimierung der Erlöse sowie<br />
� die Minimierung von Risiken und<br />
� Umweltwirkungen<br />
über alle Phasen des Produktlebensweges und über Unternehmensgrenzen hinweg unter<br />
Berücksichtigung der Dynamik aller beteiligten Systeme (z.B. Beschaffungsmarkt,<br />
Fabriksystem, Absatzmarkt, EDV/IT-Infrastruktur) sowie unter Berücksichtigung der<br />
Kopplung von beteiligten Lebenswegen bzw. Systemen.<br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 22<br />
Quelle: Herrmann, C. (2010)<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Anforderungen an einen Bezugsrahmen für ein <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong><br />
<strong>Management</strong><br />
Aufgaben eines lebenszyklusorientierten <strong>Management</strong>s<br />
� Die resultierenden Aufgaben eines ganzheitlichen <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong>s sind:<br />
� die Berücksichtigung aktueller und zukünftiger Veränderungen systemrelevanter<br />
Zustandsgrößen sowie die Beachtung der Kopplung unterschiedlicher Systeme und der<br />
resultierenden Zusammenhänge.<br />
� die Entwicklung geeigneter Maßnahmen, um den Verlauf der Zustandsgrößen im Sinne<br />
der Ziele eines Ganzheitlichen <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong>s zu beeinflussen.<br />
� die verschiedenen Lebenszyklen sowohl der Primär- als auch der Sekundärprodukte<br />
aktiv zu gestalten, zu lenken und zu entwickeln.<br />
� die Gestaltung der Schnittstellen zwischen den einzelnen Produktlebensphasen und<br />
damit teilweise auch zwischen den einzelnen Akteuren entlang der erweiterten Supply<br />
Chain.<br />
� die Erschließung der Potenziale durch einen integrativen Ansatz auf allen<br />
<strong>Management</strong>ebenen.<br />
� die Auswahl und der Einsatz geeigneter Methoden und Werkzeuge zur abgestimmten<br />
Entwicklung von Maßnahmen in verschiedenen Produktlebensphasen.<br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 23<br />
Quelle: Herrmann, C. (2010)<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Anforderungen an einen Bezugsrahmen für ein <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong><br />
<strong>Management</strong><br />
Anforderungen an einen Bezugsrahmen für ein lebenszyklusorientiertes <strong>Management</strong><br />
� Verankerung von Anforderungen einer Nachhaltigen Entwicklung<br />
� Verankerung eines Lebenszyklusdenkens in Entscheidungsprozessen<br />
� Berücksichtigung der Funktionsweise von Organisationen (Unternehmen), z.B.:<br />
� Aufbau- und Ablauforganisation, Geschäftsprozesse<br />
� Produkt- und Produktionsprogramm<br />
� Problem- und Lösungsverhalten der Mitarbeiter<br />
� Aufzeigen möglicher Handlungs- und Gestaltungsfelder<br />
� Bezugsrahmen sollen u.a.<br />
� die Klassifikation<br />
� und das Zusammenspiel von Konzepten und Methoden vereinfachen und<br />
� handelnden Personen helfen, Engineering-/<strong>Management</strong>funktionen zu verstehen und<br />
auszufüllen.<br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 24<br />
Quelle: Herrmann, C. (2010)<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Agenda<br />
Motivation<br />
Lebenszyklusmodelle und <strong>Management</strong><br />
� Lebensphasen- und Lebenszykluskonzepte<br />
� Lebenszyklusorientiertes <strong>Management</strong><br />
Modell und Bezugsrahmen für ein <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong>-<strong>Cycle</strong>-<strong>Management</strong><br />
� Anforderungen an ein <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong>-<strong>Cycle</strong>-<strong>Management</strong><br />
� Bezugsrahmen für ein <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong><br />
<strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> und energieeffizienz-orientierte Fabrikplanung<br />
Fazit<br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 25<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Bezugsrahmen für ein <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong><br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 26<br />
Quelle: Herrmann, C. (2010)<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Bezugsrahmen für ein <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong><br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 27<br />
Quelle: Herrmann, C. (2010)<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Bezugsrahmen für ein <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong><br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 28<br />
Quelle: Herrmann, C. (2010)<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Bezugsrahmen für ein <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong><br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 29<br />
Quelle: Herrmann, C. (2010)<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Bezugsrahmen für ein <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong><br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 30<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Bezugsrahmen für ein <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong><br />
Überlagerung von Lebenszyklusphasen<br />
Überlagernde Lebenszyklusphasen<br />
Lebenszyklus aus<br />
Sicht eines PKW-<br />
Herstellers<br />
Produktnutzungsphase<br />
der Maschine<br />
Produktionsphase des<br />
PWK<br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 31<br />
Lebenszyklus aus Sicht<br />
eines Maschinenherstellers<br />
Quelle: Herrmann, C. (2010)<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Bezugsrahmen für ein <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong><br />
Überlagerung von Lebenszyklusphasen<br />
Überlagernde Lebenszyklusphasen<br />
Lebenszyklus aus<br />
Sicht eines PKW-<br />
Herstellers<br />
Produktnutzungsphase<br />
der Maschine<br />
Produktionsphase des<br />
PWK<br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 32<br />
Lebenszyklus aus Sicht<br />
eines Maschinenherstellers<br />
> Die funktionale Kopplung von Unternehmen<br />
durch Produktlebenszyklusphasen erzwingt<br />
eine wechselseitige Anpassung der Produkte<br />
und der Unternehmen selbst.<br />
> Veränderungen von Produktanforderungen<br />
des Produktnutzers induzieren folglich in<br />
kürzeren Intervallen neue Anforderungen an<br />
die für Entwicklung, Produktion und Service<br />
verantwortlichen Systeme des<br />
Produktherstellers.<br />
Quelle: Herrmann, C. (2010)<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Bezugsrahmen für ein <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong><br />
Domänen im Kontext einer Nachhaltigen Entwicklung - Einordnung eines Ganzheitlichen <strong>Life</strong><br />
<strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong>s<br />
Akteur- Tragweite<br />
Ein Unternehmen<br />
Ein Produktlebenszyklus<br />
Gesellschaft<br />
X Unternehmen<br />
X Produkte<br />
Entsorgung<br />
Nutzung<br />
Herstellung<br />
<strong>Ganzheitliches</strong><br />
<strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong><br />
Umweltverträgliche Produktion<br />
Design for Environment<br />
<strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> Design<br />
Green Engineering<br />
Betrieblicher<br />
Umweltschutz<br />
Umwelttechnik<br />
Industrielle Ökologie<br />
Nachhaltige Entwicklung<br />
Herstellung Nutzung Entsorgung Lebensdauer einer<br />
Produkt-<br />
Generation<br />
lebenszyklus<br />
Zeit-Tragweite<br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 33<br />
Zeitspanne der<br />
Zivilisation<br />
Quelle: Herrmann, C. (2010)<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Agenda<br />
Motivation<br />
Lebenszyklusmodelle und <strong>Management</strong><br />
� Lebensphasen- und Lebenszykluskonzepte<br />
� Lebenszyklusorientiertes <strong>Management</strong><br />
Modell und Bezugsrahmen für ein <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong>-<strong>Cycle</strong>-<strong>Management</strong><br />
� Anforderungen an ein <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong>-<strong>Cycle</strong>-<strong>Management</strong><br />
� Bezugsrahmen für ein <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong><br />
<strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> und energieeffizienz-orientierte Fabrikplanung<br />
Fazit<br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 34<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Energieeffizienz-orientierte Fabrikplanung<br />
Gas, Öl,<br />
Strom<br />
Wasser<br />
Technische<br />
Gebäudeausrüstung<br />
(TGA)<br />
Lokales<br />
Klima<br />
Heizung<br />
Kühlung Definierte<br />
Produktionsbedingungen<br />
(z.B. Temperatur, Feuchtigkeit,<br />
Reinheit)<br />
Wärme<br />
Abluft<br />
Bereitstellung von<br />
Energie / Medien<br />
(z.B. Druckluft, Dampf,<br />
Kühlwasser)<br />
(z.B. Dampf, Wasser)<br />
Rückfluss<br />
Produktionsanlagen<br />
Strom<br />
Produkte<br />
Abfall<br />
Eine energieeffizienz-orientierte<br />
Fabrikplanung erfordert eine<br />
ganzheitliche Systemdefinition<br />
der Fabrik.<br />
Integrierte Betrachtung der drei<br />
Teilsysteme<br />
� Produktion (Maschinen und<br />
Mitarbeiter koordiniert durch<br />
Produktionsplanung und<br />
-steuerung),<br />
� Technische Gebäudeausstattung<br />
und<br />
� Gebäudehülle<br />
(Quellen: Herrmann 2010: <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> – Nachhaltigkeit und Lebenszyklusorientierung in Unternehmen,<br />
Hesselbach/Herrmann/Detzer/Martin/Thiede/Lüdemann 2008: Energy Efficiency through optimized coordination of production and<br />
technical building services , in:15th CIRP International Conference on <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> Engineering, Quelle: Sydney, Herrmann, Australien) C. (2010)<br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 35<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Unterschiedliche Lebenszyklen konstituierender Elemente<br />
einer Fabrik<br />
Gas, Öl,<br />
Strom<br />
Wasser<br />
C<br />
Technische<br />
Gebäudeausrüstung<br />
(TGA)<br />
Lokales<br />
Klima<br />
Heizung<br />
Kühlung Definierte<br />
Produktionsbedingungen<br />
(z.B. Temperatur, Feuchtigkeit,<br />
Reinheit)<br />
Wärme<br />
Abluft<br />
Bereitstellung von<br />
Energie / Medien<br />
(z.B. Druckluft, Dampf,<br />
Kühlwasser)<br />
(z.B. Dampf, Wasser)<br />
Rückfluss<br />
D<br />
Produktionsanlagen<br />
Strom<br />
B<br />
Produkte<br />
Abfall<br />
A<br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 36<br />
Gebrauchswert<br />
A<br />
B<br />
C<br />
D<br />
A<br />
B<br />
D<br />
C<br />
Produktlebenszyklus<br />
Prozesslebenszyklus<br />
Gebäudelebenszyklus<br />
Flächenlebenszyklus<br />
Lebensdauer<br />
Quelle: Herrmann, C. (2010)<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
<strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> und energieeffizienzorientierte<br />
Fabrikplanung<br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 37<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
<strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> und energieeffizienzorientierte<br />
Fabrikplanung<br />
Nur Unternehmen, die innovative<br />
Produkte erfolgreich in den<br />
Markt einführen, können langfristig<br />
im Wettbewerb bestehen.<br />
Die Politik überträgt verstärkt die<br />
Produkt- und<br />
Kostenverantwortung für alle<br />
Produktlebensphasen an die<br />
Hersteller.<br />
Rückführung, Demontage<br />
und Recycling gewinnen<br />
auch für Hersteller<br />
an Bedeutung.<br />
Eine hohe Verfügbarkeit<br />
des Nutzens ist<br />
aktive Kundenbindung.<br />
Produktbegleitende<br />
Dienstleistungen spielen<br />
eine immer größere Rolle.<br />
Die Produktentwicklung ist<br />
gekennzeichnet durch<br />
immer kürzere Innovationszyklen<br />
und komplexere<br />
Produkte und Systeme.<br />
Anpassungs- und Entwicklungsfähigkeit<br />
kommt auf allen Ebenen<br />
einer Fabrik eine hohe Bedeutung<br />
Zu.<br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 38<br />
Sowohl ein hoher Anteil der Kosten<br />
als auch der umweltbezogenen<br />
Auswirkungen eines<br />
Produktes werden bereits in der<br />
Produktentwicklung festgelegt.<br />
Die umweltpolitische<br />
Gesetzgebung bestimmt<br />
zunehmend wichtige<br />
Anforderungen in der<br />
Produkten- und Prozesstwicklung. g<br />
Energie- und Ressourceneffiziente<br />
Produktion ist eine zentrale<br />
Bestandteil im Umweltund<br />
Kostenmanagement eines<br />
Unternehmens.<br />
Information und Wissen<br />
sind wichtige Erfolgsfaktoren,<br />
doch erst ihr Gebrauch<br />
begründet ihre wirtschaftliche<br />
Bedeutung. g<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Agenda<br />
Motivation<br />
Lebenszyklusmodelle und <strong>Management</strong><br />
� Lebensphasen- und Lebenszykluskonzepte<br />
� Lebenszyklusorientiertes <strong>Management</strong><br />
Modell und Bezugsrahmen für ein <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong>-<strong>Cycle</strong>-<strong>Management</strong><br />
� Anforderungen an ein <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong>-<strong>Cycle</strong>-<strong>Management</strong><br />
� Bezugsrahmen für ein <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong><br />
Fazit<br />
25. Oktober 2010 | Christoph Herrmann | Lebenszyklusorientierter Ansatz zu Produkt, Prozess und Fabrik |<br />
Seite 39<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Fazit<br />
� Eine energieeffizienz-orientierte Fabrikplanung erfordert eine ganzheitliche Systemdefinition<br />
der Fabrik.<br />
� Integrierte Betrachtung der drei Teilsysteme :Produktion (Maschinen und Mitarbeiter<br />
koordiniert durch Produktionsplanung und -steuerung), Technische Gebäudeausstattung<br />
und Gebäudehülle<br />
� Lebenszyklen sind miteinander gekoppelt. Lebenszyklen konstituierender Elemente einer<br />
Fabrik sind miteinander gekoppelt.<br />
� Durch die Verkürzung sowohl von Technologie- als auch von Produktlebenszyklen entsteht<br />
ein stetig steigender Innovationsbedarf.<br />
� Die Verankerung des Leitbildes einer Nachhaltigen Entwicklung in einem Unternehmen<br />
erfordert ein Denken in Lebensphasen und -zyklen. Fach- und Führungskräfte in einem<br />
Unternehmen brauchen ein gemeinsames Verständnis, um Handlungsfelder und Lösungen<br />
zu entwickeln.<br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 40<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Interesse?<br />
4. Juli 2011 | C. Herrmann | <strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> | Seite 41<br />
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik
Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungstechnik<br />
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<strong>Ganzheitliches</strong> <strong>Life</strong> <strong>Cycle</strong> <strong>Management</strong> -<br />
Lebenszyklusorientierter Ansatz zu Produkt, Prozess und<br />
Fabrik<br />
Christoph Herrmann, apl. Prof. Dr.-Ing.<br />
Werk Hannover, Kundencenter Hannover, 4. Juli 2011
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