Ganzheitliches Life Cycle Management

Nachhaltigkeit und Lebenszyklusorientierung in Unternehmen

Autor	Christoph Herrmann
Verlag	Springer-Verlag
Erscheinungsjahr	2009
Seitenanzahl	474 Seiten
ISBN	9783642014215
Format	PDF
Kopierschutz	DRM
Geräte	PC/MAC/eReader/Tablet
Preis	76,42 EUR

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.

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Inhaltsverzeichnis

Einleitung	29
1.1 Problemstellung	29
1.2 Zielsetzung und Aufbau der Arbeit	33
Herausforderungen und neue Anforderungen an Unternehmen	35
2.1 Globale Herausforderungen	35
2.1.1 Anstieg der Weltbevölkerung	36
2.1.2 Angleichung der Lebensstandards	37
2.1.3 Verbrauch natürlicher (nicht-erneuerbarer) Ressourcen	39
2.1.4 Umweltwirkungen	41
2.1.5 Verständnis für komplexe Systeme	43
2.2 Ökonomische Herausforderungen und allgemeine Trends	45
2.2.1 Neue Wettbewerber	46
2.2.2 Verhandlungsmacht von Zulieferern und Abnehmern	49
2.2.3 Konkurrenzdruck unter den vorhandenen Wettbewerbern	49
2.2.4 Alternative Produkte und Dienstleistungen	50
2.2.5 Gestaltungselemente für die Unternehmensentwicklung	50
2.2.6 Allgemeine Trends	52
2.2.7 Beispiel „Individualisierung der Produkte“	52
2.2.8 Beispiel „X-Tronic“	52
2.2.9 Beispiel „Innovationstiming“	56
2.2.10 Beispiel „hybride Angebote“	56
2.2.11 Wirtschaftlichkeit der eingesetzten Betriebsmittel	57
2.2.12 Steigende Energie- und Rohstoffkosten	58
2.3 Ökologische Herausforderungen	59
2.3.1 Umweltprobleme und -ursachen	60
2.3.2 Aktuelle Ausmaße von Umweltproblemen und -ursachen	62
2.3.3 Zukünftige Entwicklungen	69
2.4 Nachhaltige Entwicklung	72
2.4.1 Gegenstände der Nachhaltigkeitsforderung und Dimensionen der nachhaltigen Entwicklung	74
2.4.1.1 Ökologische Dimension	74
2.4.1.2 Ökonomische Dimension	75
2.4.1.3 Soziale Dimension	76
2.4.2 Prinzipien und Strategien einer nachhaltigen Entwicklung	76
2.5 Ziele und Instrumente der Umweltpolitik	79
2.5.1 Ziele der Umweltentwicklung	79
2.5.2 Instrumente der Umweltpolitik	82
2.6 Industrielle Ökologie, Nachhaltiges Wirtschaften und Konsequenzen für Unternehmen	84
2.6.1 Industrielle Ökologie (Industrial Ecology)	84
2.6.2 Nachhaltiges Wirtschaften	85
2.6.2.1 Nachhaltigkeit ist zukünftig ein zentraler strategischer Wettbewerbsfaktor für die Wirtschaft	85
2.6.3 Konsequenzen für Unternehmen	86
Lebenszykluskonzepte und Management	91
3.1 Lebensphasen- und Lebenszykluskonzepte	91
3.1.1 Lebensphasenkonzepte (flussorientiert)	92
3.1.2 Lebenszykluskonzepte (zustandsorientiert)	93
3.1.2.1 Lebenszyklus biologischer und natürlicher Systeme	95
3.1.2.2 Lebenszykluskonzepte technischer Systeme	97
3.1.2.3 Klassischer Produktlebenszyklus	98
3.1.3 Integrierte Lebenszykluskonzepte (phasen- und zyklusorientiert)	99
3.1.3.1 Ergänzung der Entstehungsphase	99
3.1.3.2 Ergänzung der Entsorgungsphase	99
3.1.4 Lebenszykluskonzepte für Technologien	102
3.1.5 Lebenszykluskonzepte sozio-technischer Systeme	102
3.1.6 Kopplung verschiedener Lebenszyklen	106
3.2 Lebenszyklusorientiertes Management	107
3.2.1 Einordnung des Managements	109
3.2.2 Lösungsbausteine für ein lebenszyklusorientiertes Management	111
3.2.2.1 Wertketten- und kreislauforientierte Managementkonzepte	112
3.2.2.2 Life Cycle Management – UNEP/SETAC Life Cycle Initiative	114
3.2.2.3 Life Cycle Management – IFF Stuttgart	115
3.2.2.4 Life Cycle Management – CSC Ploenzke	117
3.2.2.5 Life Cycle Management in der Produktentwicklung – Schäppi	118
3.2.2.6 Life Cycle Management – 3M	118
3.2.2.7 Bezugrahmen für Nachhaltigkeitsorientierung in Forschung und Bildung – IWF Berlin	119
3.3 Handlungsbedarf	120
Modell und Bezugsrahmen für ein Ganzheitliches Life Cycle Management	123
4.1 Anforderungen an ein Ganzheitliches Life Cycle Management	124
Anchor 33	125
4.2 Managementmodelle und komplexe Systeme	126
4.2.1 Systemtheorie und Kybernetik	126
4.2.1.1 Systemtheorie	127
4.2.1.2 Kybernetik	130
4.2.2 Die systemisch-kybernetische Managementperspektive	131
4.2.2.1 Varietätsausgleich zwischen Umwelt, Operationen und Management	133
4.2.2.2 Lebensfähigkeit und Organisationsmethodik	133
4.2.3 Das Modell lebensfähiger Systeme	135
4.2.3.1 System 1 – Das Leistungssystem (ONE)	136
4.2.3.2 System 2 – Das Koordinationssystem (TWO)	136
4.2.3.3 System 3 und System 3* – Das operative Systemmanagement und sporadische Monitoring (THREE)	138
4.2.3.4 System 4 – Das strategische Systemmanagement (FOUR)	138
4.2.3.5 System 5 – Das normative Systemmanagement (FIVE)	139
4.2.3.6 Invarianz der Systemkomponenten	140
4.2.3.7 Rekursion der Systemkomponenten	140
4.2.3.8 Autonomie der Subsysteme	140
4.2.4 Das St. Galler Management-Konzept	141
4.3 Bezugsrahmen für ein Ganzheitliches Life Cycle Management	143
4.3.1 Disziplinen im Ganzheitlichen Life Cycle Management	146
4.3.1.1 Lebensphasenbezogene Disziplinen	147
4.3.1.2 Lebensphasenübergreifende Disziplinen	149
4.3.2 Kopplung von Lebenswegen und -zyklen	151
4.3.3 Integration und Zuordnung der Disziplinen	155
Lebensphasenübergreifende Disziplinen	159
5.1 Lebensweganalysen	159
5.1.1 Ökonomische Lebensweganalyse	159
5.1.1.1 Grundlagen	160
5.1.1.2 Kostenrechnung	164
5.1.1.3 Investitionsrechnung	166
5.1.1.4 Abgrenzung der Lebenszykluskostenrechnung im internen Rechnungswesen	167
5.1.1.5 Preinreich-Lücke-Theorems	170
5.1.1.6 Ansätze zur Lebenszyklusrechnung	171
5.1.1.7 Betrachtungsperspektive der Ansätze	171
5.1.1.8 Rechengröße der Ansätze	172
5.1.1.9 Umsetzung in Normen und Richtlinien	173
5.1.1.10 Vorgehensweise zur Lebenszyklusrechnung	174
5.1.1.11 Abbildungsziel	175
5.1.1.12 Erklärungsziel	175
5.1.1.13 Prognoseziel	176
5.1.1.14 Gestaltungsziel	177
5.1.1.15 Werkzeuge für die Lebenszyklusrechnung	177
5.1.2 Ökologische Lebensweganalyse	178
5.1.2.1 Grundlagen	180
5.1.2.2 Vorgehensweise	180
5.1.2.3 Zieldefinition	182
5.1.2.4 Sachbilanz	182
5.1.2.5 Wirkungsabschätzung	182
5.1.2.6 Interpretation	183
5.1.2.7 Auswertungsmethoden	183
5.1.2.8 Kumulierter Energieaufwand (KEA)	184
5.1.2.9 Methode des Umweltbundesamtes	184
5.1.2.10 Eco-Indikator	188
5.1.2.11 Material Intensität pro Serviceeinheit (MIPS)	189
5.1.2.12 Weitere Methoden	190
5.1.2.13 Allokation	191
5.1.2.14 Allokationsverfahren für offene und geschlossene Kreisläufe	192
5.1.2.15 Umgang mit Ungenauigkeiten und Unsicherheiten in Ökobilanzen	193
5.1.2.16 Werkzeuge und Datenbanken zur Durchführung von Ökobilanzen	193
5.1.3 Soziale Lebensweganalyse	194
5.2 Informations- und Wissensmanagement	197
5.2.1 Grundlagen des Informationsmanagements	198
5.2.1.1 Abgrenzung und Definition der Begriffe Information und Wissen	199
5.2.1.2 Begriffsbestimmung Informationsmanagement	201
5.2.1.3 Gegenstandsbereich und Ziele des Informationsmanagements	202
5.2.1.4 Aufgaben des Informationsmanagements	203
5.2.1.5 Informationsbedarfsanalyse	206
5.2.1.6 Informationsbeschaffung	206
5.2.1.7 Informationsverarbeitung	207
5.2.1.8 Informationsbereitstellung	208
5.2.2 Grundlagen des Wissensmanagements	208
5.2.2.1 Begriffsbestimmung Wissensmanagement	208
5.2.2.2 Gegenstandsbereich und Ziele des Wissensmanagements	209
5.2.2.3 Wissen in der Wissensbasis eines Unternehmens	210
5.2.2.4 Unterscheidung von Wissensarten	211
5.2.2.5 Aufgaben des Wissensmanagements	212
5.2.3 Lebenszyklusorientiertes Informations- und Wissensmanagement	216
5.2.3.1 Anforderungen an ein lebenszyklusorientiertes Informationsmanagement	217
5.2.3.2 Lebenszyklusorientierte Informationsbedarfsanalyse	218
5.2.3.3 Lebenszyklusorientierte Informationsbeschaffung	219
5.2.3.4 Lebenszyklusorientierte Informationsverarbeitung	220
5.2.3.5 Lebenszyklusorientierte Informationsbereitstellung	221
5.2.3.6 Anforderungen an ein lebenszyklusorientiertes Wissensmanagement	222
5.2.4 Entwicklungsstufen und –perspektiven eines lebenszyklusorientierten Informations- und Wissensmanagements	224
5.2.4.1 Product Data Management (PDM)	225
5.2.4.2 Product Lifecycle Management (PLM)	226
5.2.4.3 Collaborative Product Definition Management (CPDM)	229
5.2.4.4 Information Lifecycle Management	231
5.2.4.5 Umsetzungsbeispiele	232
5.2.4.6 Internationales Materialdatensystem (IMDS)	232
5.2.4.7 International Dismantling Information System (IDIS)	232
5.2.4.8 Recyclingpass	233
5.3 Prozessmanagement	234
5.3.1 Grundlagen des Prozessmanagements	235
5.3.1.1 Modellierung von Prozessen	241
5.3.1.2 Prozessgestaltung und -optimierung	244
5.3.1.3 Kenngrößen von Prozessen	249
5.3.2 Lebenszyklusorientiertes Prozessmanagement	252
5.3.2.1 Supply Chain Management	252
5.3.2.2 Closed-Loop Supply Chain Management	256
5.3.2.3 Umweltfokussierung in Supply Chains durch Green CLSC	258
5.3.2.4 Outsourcingpotenziale von Prozessen in CLSC	259
5.3.2.5 Eintreten in CLSC als taktische Unternehmensoption	260
5.3.2.6 Erweiterung des SCOR-Modells im Sinne eines CLSC Managements	260
5.3.2.7 Prozessstrukturen bei der Unterstützung von CLSC in der Ersatzteilversorgung	261
5.3.2.8 Zusammenfassung operativer Lösungsansätze	262
Lebensphasenbezogene Disziplinen	263
6.1 Produktmanagement	263
6.1.1 Grundlagen des Produktmanagements	263
6.1.1.1 Produktentstehung und Innovationsmanagement	264
6.1.1.2 Verständnisebene	266
6.1.1.3 Steuerungsebene	269
6.1.1.4 Aufgaben des Innovationsmanagements	270
6.1.1.5 (Strategische) Produktplanung	270
6.1.1.6 Strategische Produktplanung nach Gausemeier	273
6.1.1.7 Produktplanung nach VDI	274
6.1.1.8 Produktentwicklung	275
6.1.1.9 Schaffen geeigneter Strukturen und Prozesse	278
6.1.1.10 Einsatz von Hilfsmitteln zur Unterstützung von Entwicklungsaktivitäten	278
6.1.2 Lebenszyklusorientierung in der Produktplanung	285
6.1.2.1 Kostenbasierte, lebenszyklusorientierte Produktplanung	289
6.1.2.2 Lebenszyklusorientierte Zielfindung	290
6.1.2.3 Lebenszyklusorientierte Situationsanalyse	291
6.1.2.4 Lebenszyklusorientierte Zukunftsprognose	296
6.1.2.5 Lebenszyklusorientierte Ideenfindung und -bewertung	298
6.1.2.6 Lebenszyklusorientierte Umsetzungsplanung	302
6.1.2.7 Handlungsstrategien und Suchfelder zur Integration von Umweltanforderungen	303
6.1.2.8 Informationssysteme für die lebenszyklusorientierte, umweltgerechte Produktgestaltung	305
6.1.2.9 Ganzheitliche Produktanalyse und -bewertung	305
6.1.3 Lebenszyklusorientierung in der Produktentwicklung	306
6.1.3.1 Lebenszyklusorientierte Erweiterung des Concurrent Engineering und des DFM	309
6.1.3.2 Lebenszyklusorientierte Entwicklung von Werkzeugmaschinen	311
6.1.3.3 Berücksichtigung von Umweltaspekten bei der Integration von Kundenwünschen und -anforderungen	311
6.1.3.4 Integration von Anforderungen aus Service, Demontage und Recycling	313
6.1.3.5 Unterstützung der lebenszyklusorientierten Produktentwicklung durch Informations- und Wissensbereitstellung	317
6.1.3.6 Zusammenfassung Produktmanagement	319
6.2 Produktionsmanagement	322
6.2.1 Grundlagen des Produktionsmanagement	322
6.2.1.1 Produktion als Transformationsprozess	323
6.2.1.2 Aufbau eines Produktionssystems	325
6.2.1.3 Aufgaben des Produktionsmanagements	327
6.2.1.4 Produktionsplanung und -steuerung	328
6.2.1.5 Gestaltung des Produktionsprogramms	330
6.2.1.6 Evolution der Produktionsorganisation	331
6.2.1.7 Ganzheitliche Produktionssysteme	332
6.2.2 Lebenzyklusorientiertes Produktionsmanagement	334
6.2.2.1 Anpassungs- und Entwicklungsfähigkeit des Fabriksystems	337
6.2.2.2 Integration wirtschaftlicher, ökologischer und sozialer Aspekte	340
6.2.2.3 Betriebliches Umweltmanagement, betrieblich-technischer Umweltschutz und Umweltmanagementsysteme	343
6.2.2.4 Energie- und Ressourceneffiziente Produktionsprozesse	348
6.2.2.5 Ganzheitliche Betrachtung energieeffizienter Fabriksysteme	357
6.2.2.6 Nachhaltigkeitsorientierte Gestaltung Ganzheitlicher Produktionssysteme	367
6.2.2.7 Zusammenfassung Produktionsmanagement	372
6.3 After-Sales Management	376
6.3.1 Grundlagen des After Sales Management	377
6.3.1.1 Betriebsverhalten technischer Systeme	380
6.3.1.2 Grundlagen der Instandhaltung	382
6.3.1.3 Grundlagen des Ersatzteilmanagements	383
6.3.2 Lebenszyklusorientiertes After-Sales Management	387
6.3.2.1 Lebenszyklusorientierte Betrachtung von Instandhaltungsstrategien	388
6.3.2.2 Ökologische und wirtschaftlich-technische Bewertung der Instandhaltung	392
6.3.2.3 Lebenszyklusorientiertes Ersatzteilmanagement	393
6.3.2.4 Lebenszyklusorientiertes dezentrales Wissensmanagement in der Nachserienversorgung	398
6.3.2.5 (Industrielle) Produkt-Service-Systeme	400
6.3.2.6 Zusammenfassung After-Sales-Management	401
6.4 End-of-Life Management	403
6.4.1 Grundlagen und Rahmenbedingungen	404
6.4.1.1 Rechtliche Rahmenbedingungen	406
6.4.1.2 Technische Rahmenbedingungen	411
6.4.1.3 Ökonomische Rahmenbedingungen	419
6.4.3 Lebenszyklusorientiertes End-of-Life Management	425
6.4.3.1 Definition von End-of-Life Strategien	427
6.4.3.2 Redistributionsplanung	431
6.4.3.3 Demontageplanung	434
6.4.3.4 Aufarbeitungsplanung	436
6.4.3.5 Gestaltung der Schnittstelle zur Produktplanung und -entwicklung	439
6.4.3.6 Gestaltung der Schnittstelle zur Produktionsplanung und -steuerung	440
6.4.3.7 Zusammenfassung End-of-Life Management	441
Zusammenfassung und Ausblick	444
7.1 Zusammenfassung	444
7.2 Ausblick	446

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