Herrmann Ganzheitliches Life Cycle Management

Nachhaltigkeit und Lebenszyklusorientierung in Unternehmen
1. Auflage 2009
ISBN: 978-3-642-01421-5
Verlag: Springer
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark

E-Book, Deutsch, 474 Seiten

Reihe: VDI-Buch

Wenn Unternehmen die Anforderungen einer nachhaltigen Entwicklung umsetzen, stehen sie vor der zentralen Aufgabe, Produkte und Prozesse lebensphasenübergreifend zu betrachten. Der Autor stellt die Gestaltungsmöglichkeiten des Life Cycle Managements vor und unterscheidet zwischen lebensphasenbezogenen Disziplinen wie z. B. dem Produkt- und Produktions-Management sowie lebensphasenübergreifenden Disziplinen (z. B. Informations- und Wissensmanagement). Zahlreiche Anwendungsbeispiele und Abbildungen dienen der Veranschaulichung der Inhalte.

PD Dr.-Ing. Christoph Herrmann (geb. 1970) ist Leiter der Abteilung 'Produkt- und Life-Cycle-Management' und seit 2005 im Institutsvorstand des Instituts für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik (IWF) der Technischen Universität Braunschweig. Von 03/2005 bis 05/2008 war er zusätzlich wissenschaftlicher Leiter des KERP Kompetenzzentrums, Wien (Österreich). Seit 08/2009 ist er zudem wissenschaftlicher Geschäftsführer und Vorstandsmitglied des Niedersächsischen Forschungszentrums Fahrzeugtechnik (NFF) an der TU Braunschweig. Sein Forschungsgebiet umfasst Modelle, Methoden und Werkzeuge für ein ganzheitliches Life Cycle Management. Forschungsprojekte beschäftigen sich u.a. mit Fragen des Life Cycle Design, der energie- und ressourceneffizienten Produktion sowie des Informations- und Prozessmanagements zum Schließen von Produkt- und Materialkreisläufen.

Autoren/Hrsg.

Herrmann, Christoph

Inhaltsverzeichnis

1;Einleitung;29
2;1.1 Problemstellung;29
3;1.2 Zielsetzung und Aufbau der Arbeit;33
4;Herausforderungen und neue Anforderungen an Unternehmen;35
5;2.1 Globale Herausforderungen;35
5.1;2.1.1 Anstieg der Weltbevölkerung;36
5.2;2.1.2 Angleichung der Lebensstandards;37
5.3;2.1.3 Verbrauch natürlicher (nicht-erneuerbarer) Ressourcen;39
5.4;2.1.4 Umweltwirkungen;41
5.5;2.1.5 Verständnis für komplexe Systeme;43
6;2.2 Ökonomische Herausforderungen und allgemeine Trends;45
6.1;2.2.1 Neue Wettbewerber;46
6.2;2.2.2 Verhandlungsmacht von Zulieferern und Abnehmern;49
6.3;2.2.3 Konkurrenzdruck unter den vorhandenen Wettbewerbern;49
6.4;2.2.4 Alternative Produkte und Dienstleistungen;50
6.5;2.2.5 Gestaltungselemente für die Unternehmensentwicklung;50
6.6;2.2.6 Allgemeine Trends;52
6.7;2.2.7 Beispiel „Individualisierung der Produkte“;52
6.8;2.2.8 Beispiel „X-Tronic“;52
6.9;2.2.9 Beispiel „Innovationstiming“;56
6.10;2.2.10 Beispiel „hybride Angebote“;56
6.11;2.2.11 Wirtschaftlichkeit der eingesetzten Betriebsmittel;57
6.12;2.2.12 Steigende Energie- und Rohstoffkosten;58
7;2.3 Ökologische Herausforderungen;59
7.1;2.3.1 Umweltprobleme und -ursachen;60
7.2;2.3.2 Aktuelle Ausmaße von Umweltproblemen und -ursachen;62
7.3;2.3.3 Zukünftige Entwicklungen;69
8;2.4 Nachhaltige Entwicklung;72
8.1;2.4.1 Gegenstände der Nachhaltigkeitsforderung und Dimensionen der nachhaltigen Entwicklung;74
8.1.1;2.4.1.1 Ökologische Dimension;74
8.1.2;2.4.1.2 Ökonomische Dimension;75
8.1.3;2.4.1.3 Soziale Dimension;76
8.2;2.4.2 Prinzipien und Strategien einer nachhaltigen Entwicklung;76
9;2.5 Ziele und Instrumente der Umweltpolitik;79
9.1;2.5.1 Ziele der Umweltentwicklung;79
9.2;2.5.2 Instrumente der Umweltpolitik;82
10;2.6 Industrielle Ökologie, Nachhaltiges Wirtschaften und Konsequenzen für Unternehmen;84
10.1;2.6.1 Industrielle Ökologie (Industrial Ecology);84
10.2;2.6.2 Nachhaltiges Wirtschaften;85
10.2.1;2.6.2.1 Nachhaltigkeit ist zukünftig ein zentraler strategischer Wettbewerbsfaktor für die Wirtschaft;85
10.3;2.6.3 Konsequenzen für Unternehmen;86
11;Lebenszykluskonzepte und Management;91
12;3.1 Lebensphasen- und Lebenszykluskonzepte;91
12.1;3.1.1 Lebensphasenkonzepte (flussorientiert);92
12.2;3.1.2 Lebenszykluskonzepte (zustandsorientiert);93
12.2.1;3.1.2.1 Lebenszyklus biologischer und natürlicher Systeme;95
12.2.2;3.1.2.2 Lebenszykluskonzepte technischer Systeme;97
12.2.3;3.1.2.3 Klassischer Produktlebenszyklus;98
12.3;3.1.3 Integrierte Lebenszykluskonzepte (phasen- und zyklusorientiert);99
12.3.1;3.1.3.1 Ergänzung der Entstehungsphase;99
12.3.2;3.1.3.2 Ergänzung der Entsorgungsphase;99
12.4;3.1.4 Lebenszykluskonzepte für Technologien;102
12.5;3.1.5 Lebenszykluskonzepte sozio-technischer Systeme;102
12.6;3.1.6 Kopplung verschiedener Lebenszyklen;106
13;3.2 Lebenszyklusorientiertes Management;107
13.1;3.2.1 Einordnung des Managements;109
13.2;3.2.2 Lösungsbausteine für ein lebenszyklusorientiertes Management;111
13.2.1;3.2.2.1 Wertketten- und kreislauforientierte Managementkonzepte;112
13.2.2;3.2.2.2 Life Cycle Management – UNEP/SETAC Life Cycle Initiative;114
13.2.3;3.2.2.3 Life Cycle Management – IFF Stuttgart;115
13.2.4;3.2.2.4 Life Cycle Management – CSC Ploenzke;117
13.2.5;3.2.2.5 Life Cycle Management in der Produktentwicklung – Schäppi;118
13.2.6;3.2.2.6 Life Cycle Management – 3M;118
13.2.7;3.2.2.7 Bezugrahmen für Nachhaltigkeitsorientierung in Forschung und Bildung – IWF Berlin;119
14;3.3 Handlungsbedarf;120
15;Modell und Bezugsrahmen für ein Ganzheitliches Life Cycle Management;123
16;4.1 Anforderungen an ein Ganzheitliches Life Cycle Management;124
16.1;Anchor 33;125
17;4.2 Managementmodelle und komplexe Systeme;126
17.1;4.2.1 Systemtheorie und Kybernetik;126
17.1.1;4.2.1.1 Systemtheorie;127
17.1.2;4.2.1.2 Kybernetik;130
17.2;4.2.2 Die systemisch-kybernetische Managementperspektive;131
17.2.1;4.2.2.1 Varietätsausgleich zwischen Umwelt, Operationen und Management;133
17.2.2;4.2.2.2 Lebensfähigkeit und Organisationsmethodik;133
17.3;4.2.3 Das Modell lebensfähiger Systeme;135
17.3.1;4.2.3.1 System 1 – Das Leistungssystem (ONE);136
17.3.2;4.2.3.2 System 2 – Das Koordinationssystem (TWO);136
17.3.3;4.2.3.3 System 3 und System 3* – Das operative Systemmanagement und sporadische Monitoring (THREE);138
17.3.4;4.2.3.4 System 4 – Das strategische Systemmanagement (FOUR);138
17.3.5;4.2.3.5 System 5 – Das normative Systemmanagement (FIVE);139
17.3.6;4.2.3.6 Invarianz der Systemkomponenten;140
17.3.7;4.2.3.7 Rekursion der Systemkomponenten;140
17.3.8;4.2.3.8 Autonomie der Subsysteme;140
17.4;4.2.4 Das St. Galler Management-Konzept;141
18;4.3 Bezugsrahmen für ein Ganzheitliches Life Cycle Management;143
18.1;4.3.1 Disziplinen im Ganzheitlichen Life Cycle Management;146
18.1.1;4.3.1.1 Lebensphasenbezogene Disziplinen;147
18.1.2;4.3.1.2 Lebensphasenübergreifende Disziplinen;149
18.2;4.3.2 Kopplung von Lebenswegen und -zyklen;151
18.3;4.3.3 Integration und Zuordnung der Disziplinen;155
19;Lebensphasenübergreifende Disziplinen;159
20;5.1 Lebensweganalysen;159
20.1;5.1.1 Ökonomische Lebensweganalyse;159
20.1.1;5.1.1.1 Grundlagen;160
20.1.2;5.1.1.2 Kostenrechnung;164
20.1.3;5.1.1.3 Investitionsrechnung;166
20.1.4;5.1.1.4 Abgrenzung der Lebenszykluskostenrechnung im internen Rechnungswesen;167
20.1.5;5.1.1.5 Preinreich-Lücke-Theorems;170
20.1.6;5.1.1.6 Ansätze zur Lebenszyklusrechnung;171
20.1.7;5.1.1.7 Betrachtungsperspektive der Ansätze;171
20.1.8;5.1.1.8 Rechengröße der Ansätze;172
20.1.9;5.1.1.9 Umsetzung in Normen und Richtlinien;173
20.1.10;5.1.1.10 Vorgehensweise zur Lebenszyklusrechnung;174
20.1.11;5.1.1.11 Abbildungsziel;175
20.1.12;5.1.1.12 Erklärungsziel;175
20.1.13;5.1.1.13 Prognoseziel;176
20.1.14;5.1.1.14 Gestaltungsziel;177
20.1.15;5.1.1.15 Werkzeuge für die Lebenszyklusrechnung;177
20.2;5.1.2 Ökologische Lebensweganalyse;178
20.2.1;5.1.2.1 Grundlagen;180
20.2.2;5.1.2.2 Vorgehensweise;180
20.2.3;5.1.2.3 Zieldefinition;182
20.2.4;5.1.2.4 Sachbilanz;182
20.2.5;5.1.2.5 Wirkungsabschätzung;182
20.2.6;5.1.2.6 Interpretation;183
20.2.7;5.1.2.7 Auswertungsmethoden;183
20.2.8;5.1.2.8 Kumulierter Energieaufwand (KEA);184
20.2.9;5.1.2.9 Methode des Umweltbundesamtes;184
20.2.10;5.1.2.10 Eco-Indikator;188
20.2.11;5.1.2.11 Material Intensität pro Serviceeinheit (MIPS);189
20.2.12;5.1.2.12 Weitere Methoden;190
20.2.13;5.1.2.13 Allokation;191
20.2.14;5.1.2.14 Allokationsverfahren für offene und geschlossene Kreisläufe;192
20.2.15;5.1.2.15 Umgang mit Ungenauigkeiten und Unsicherheiten in Ökobilanzen;193
20.2.16;5.1.2.16 Werkzeuge und Datenbanken zur Durchführung von Ökobilanzen;193
20.3;5.1.3 Soziale Lebensweganalyse;194
21;5.2 Informations- und Wissensmanagement;197
21.1;5.2.1 Grundlagen des Informationsmanagements;198
21.1.1;5.2.1.1 Abgrenzung und Definition der Begriffe Information und Wissen;199
21.1.2;5.2.1.2 Begriffsbestimmung Informationsmanagement;201
21.1.3;5.2.1.3 Gegenstandsbereich und Ziele des Informationsmanagements;202
21.1.4;5.2.1.4 Aufgaben des Informationsmanagements;203
21.1.5;5.2.1.5 Informationsbedarfsanalyse;206
21.1.6;5.2.1.6 Informationsbeschaffung;206
21.1.7;5.2.1.7 Informationsverarbeitung;207
21.1.8;5.2.1.8 Informationsbereitstellung;208
21.2;5.2.2 Grundlagen des Wissensmanagements;208
21.2.1;5.2.2.1 Begriffsbestimmung Wissensmanagement;208
21.2.2;5.2.2.2 Gegenstandsbereich und Ziele des Wissensmanagements;209
21.2.3;5.2.2.3 Wissen in der Wissensbasis eines Unternehmens;210
21.2.4;5.2.2.4 Unterscheidung von Wissensarten;211
21.2.5;5.2.2.5 Aufgaben des Wissensmanagements;212
21.3;5.2.3 Lebenszyklusorientiertes Informations- und Wissensmanagement;216
21.3.1;5.2.3.1 Anforderungen an ein lebenszyklusorientiertes Informationsmanagement;217
21.3.2;5.2.3.2 Lebenszyklusorientierte Informationsbedarfsanalyse;218
21.3.3;5.2.3.3 Lebenszyklusorientierte Informationsbeschaffung;219
21.3.4;5.2.3.4 Lebenszyklusorientierte Informationsverarbeitung;220
21.3.5;5.2.3.5 Lebenszyklusorientierte Informationsbereitstellung;221
21.3.6;5.2.3.6 Anforderungen an ein lebenszyklusorientiertes Wissensmanagement;222
21.4;5.2.4 Entwicklungsstufen und –perspektiven eines lebenszyklusorientierten Informations- und Wissensmanagements;224
21.4.1;5.2.4.1 Product Data Management (PDM);225
21.4.2;5.2.4.2 Product Lifecycle Management (PLM);226
21.4.3;5.2.4.3 Collaborative Product Definition Management (CPDM);229
21.4.4;5.2.4.4 Information Lifecycle Management;231
21.4.5;5.2.4.5 Umsetzungsbeispiele;232
21.4.6;5.2.4.6 Internationales Materialdatensystem (IMDS);232
21.4.7;5.2.4.7 International Dismantling Information System (IDIS);232
21.4.8;5.2.4.8 Recyclingpass;233
22;5.3 Prozessmanagement;234
22.1;5.3.1 Grundlagen des Prozessmanagements;235
22.1.1;5.3.1.1 Modellierung von Prozessen;241
22.1.2;5.3.1.2 Prozessgestaltung und -optimierung;244
22.1.3;5.3.1.3 Kenngrößen von Prozessen;249
22.2;5.3.2 Lebenszyklusorientiertes Prozessmanagement;252
22.2.1;5.3.2.1 Supply Chain Management;252
22.2.2;5.3.2.2 Closed-Loop Supply Chain Management;256
22.2.3;5.3.2.3 Umweltfokussierung in Supply Chains durch Green CLSC;258
22.2.4;5.3.2.4 Outsourcingpotenziale von Prozessen in CLSC;259
22.2.5;5.3.2.5 Eintreten in CLSC als taktische Unternehmensoption;260
22.2.6;5.3.2.6 Erweiterung des SCOR-Modells im Sinne eines CLSC Managements;260
22.2.7;5.3.2.7 Prozessstrukturen bei der Unterstützung von CLSC in der Ersatzteilversorgung;261
22.2.8;5.3.2.8 Zusammenfassung operativer Lösungsansätze;262
23;Lebensphasenbezogene Disziplinen;263
24;6.1 Produktmanagement;263
24.1;6.1.1 Grundlagen des Produktmanagements;263
24.1.1;6.1.1.1 Produktentstehung und Innovationsmanagement;264
24.1.2;6.1.1.2 Verständnisebene;266
24.1.3;6.1.1.3 Steuerungsebene;269
24.1.4;6.1.1.4 Aufgaben des Innovationsmanagements;270
24.1.5;6.1.1.5 (Strategische) Produktplanung;270
24.1.6;6.1.1.6 Strategische Produktplanung nach Gausemeier;273
24.1.7;6.1.1.7 Produktplanung nach VDI;274
24.1.8;6.1.1.8 Produktentwicklung;275
24.1.9;6.1.1.9 Schaffen geeigneter Strukturen und Prozesse;278
24.1.10;6.1.1.10 Einsatz von Hilfsmitteln zur Unterstützung von Entwicklungsaktivitäten;278
24.2;6.1.2 Lebenszyklusorientierung in der Produktplanung;285
24.2.1;6.1.2.1 Kostenbasierte, lebenszyklusorientierte Produktplanung;289
24.2.2;6.1.2.2 Lebenszyklusorientierte Zielfindung;290
24.2.3;6.1.2.3 Lebenszyklusorientierte Situationsanalyse;291
24.2.4;6.1.2.4 Lebenszyklusorientierte Zukunftsprognose;296
24.2.5;6.1.2.5 Lebenszyklusorientierte Ideenfindung und -bewertung;298
24.2.6;6.1.2.6 Lebenszyklusorientierte Umsetzungsplanung;302
24.2.7;6.1.2.7 Handlungsstrategien und Suchfelder zur Integration von Umweltanforderungen;303
24.2.8;6.1.2.8 Informationssysteme für die lebenszyklusorientierte, umweltgerechte Produktgestaltung;305
24.2.9;6.1.2.9 Ganzheitliche Produktanalyse und -bewertung;305
24.3;6.1.3 Lebenszyklusorientierung in der Produktentwicklung;306
24.3.1;6.1.3.1 Lebenszyklusorientierte Erweiterung des Concurrent Engineering und des DFM;309
24.3.2;6.1.3.2 Lebenszyklusorientierte Entwicklung von Werkzeugmaschinen;311
24.3.3;6.1.3.3 Berücksichtigung von Umweltaspekten bei der Integration von Kundenwünschen und -anforderungen;311
24.3.4;6.1.3.4 Integration von Anforderungen aus Service, Demontage und Recycling;313
24.3.5;6.1.3.5 Unterstützung der lebenszyklusorientierten Produktentwicklung durch Informations- und Wissensbereitstellung;317
24.3.6;6.1.3.6 Zusammenfassung Produktmanagement;319
25;6.2 Produktionsmanagement;322
25.1;6.2.1 Grundlagen des Produktionsmanagement;322
25.1.1;6.2.1.1 Produktion als Transformationsprozess;323
25.1.2;6.2.1.2 Aufbau eines Produktionssystems;325
25.1.3;6.2.1.3 Aufgaben des Produktionsmanagements;327
25.1.4;6.2.1.4 Produktionsplanung und -steuerung;328
25.1.5;6.2.1.5 Gestaltung des Produktionsprogramms;330
25.1.6;6.2.1.6 Evolution der Produktionsorganisation;331
25.1.7;6.2.1.7 Ganzheitliche Produktionssysteme;332
25.2;6.2.2 Lebenzyklusorientiertes Produktionsmanagement;334
25.2.1;6.2.2.1 Anpassungs- und Entwicklungsfähigkeit des Fabriksystems;337
25.2.2;6.2.2.2 Integration wirtschaftlicher, ökologischer und sozialer Aspekte;340
25.2.3;6.2.2.3 Betriebliches Umweltmanagement, betrieblich-technischer Umweltschutz und Umweltmanagementsysteme;343
25.2.4;6.2.2.4 Energie- und Ressourceneffiziente Produktionsprozesse;348
25.2.5;6.2.2.5 Ganzheitliche Betrachtung energieeffizienter Fabriksysteme;357
25.2.6;6.2.2.6 Nachhaltigkeitsorientierte Gestaltung Ganzheitlicher Produktionssysteme;367
25.2.7;6.2.2.7 Zusammenfassung Produktionsmanagement;372
26;6.3 After-Sales Management;376
26.1;6.3.1 Grundlagen des After Sales Management;377
26.1.1;6.3.1.1 Betriebsverhalten technischer Systeme;380
26.1.2;6.3.1.2 Grundlagen der Instandhaltung;382
26.1.3;6.3.1.3 Grundlagen des Ersatzteilmanagements;383
26.2;6.3.2 Lebenszyklusorientiertes After-Sales Management;387
26.2.1;6.3.2.1 Lebenszyklusorientierte Betrachtung von Instandhaltungsstrategien;388
26.2.2;6.3.2.2 Ökologische und wirtschaftlich-technische Bewertung der Instandhaltung;392
26.2.3;6.3.2.3 Lebenszyklusorientiertes Ersatzteilmanagement;393
26.2.4;6.3.2.4 Lebenszyklusorientiertes dezentrales Wissensmanagement in der Nachserienversorgung;398
26.2.5;6.3.2.5 (Industrielle) Produkt-Service-Systeme;400
26.2.6;6.3.2.6 Zusammenfassung After-Sales-Management;401
27;6.4 End-of-Life Management;403
27.1;6.4.1 Grundlagen und Rahmenbedingungen;404
27.1.1;6.4.1.1 Rechtliche Rahmenbedingungen;406
27.1.2;6.4.1.2 Technische Rahmenbedingungen;411
27.1.3;6.4.1.3 Ökonomische Rahmenbedingungen;419
27.2;6.4.3 Lebenszyklusorientiertes End-of-Life Management;425
27.2.1;6.4.3.1 Definition von End-of-Life Strategien;427
27.2.2;6.4.3.2 Redistributionsplanung;431
27.2.3;6.4.3.3 Demontageplanung;434
27.2.4;6.4.3.4 Aufarbeitungsplanung;436
27.2.5;6.4.3.5 Gestaltung der Schnittstelle zur Produktplanung und -entwicklung;439
27.2.6;6.4.3.6 Gestaltung der Schnittstelle zur Produktionsplanung und -steuerung;440
27.2.7;6.4.3.7 Zusammenfassung End-of-Life Management;441
28;Zusammenfassung und Ausblick;444
29;7.1 Zusammenfassung;444
30;7.2 Ausblick;446