Der Begriff Nachhaltigkeit hat in den vergangenen Jahren einen enormen Aufstieg erfahren. Einerseits wünschen sich Verbraucher laut einer Studie des Marktforschungsinstituts Rothmund Insights nachhaltigeres Handeln von Unternehmen, andererseits entstehen neue Regularien durch Initiativen wie dem Green New Deal der Europäischen Union. Der Balanceakt für Unternehmen der fertigenden Industrie besteht damit aus einigen Herausforderungen: Zusätzlich zum Wunsch nach individualisierten Produkten, Preisdruck und finanziellen Engpässen durch die Pandemie, müssen sie Erwartungen von Gesellschaft und Politik hinsichtlich einer grünen Unternehmensstrategie berücksichtigen.
Viele Firmen setzen dafür auf vernetzte Maschinen und Anlagen, Automatisierung sowie Cloud-Lösungen – die Kernelemente der Industrie 4.0 – denn der Schlüssel zu nachhaltigeren Fertigungsprozessen liegt in der ganzheitlichen Digitalisierung von Unternehmensprozessen. Umfassende Datenmodelle bilden den gesamten Herstellungsprozess digital ab: von der ersten Ideenskizze über das fertige Produkt und seine Nutzung in der Praxis bis zum Recycling. So eröffnen sie die Möglichkeit, stets flexibel auf veränderte Anforderungen zu reagieren und beispielsweise Umweltaspekte frühzeitig einzubeziehen. In der Praxis können Unternehmen der fertigenden Industrie dabei auf eine Vielzahl an technischen Lösungen und Verfahren zurückgreifen.
Virtueller Zwilling – Per Simulation zum Ziel
Ein virtueller Zwilling, wie beispielsweise der 3DExperience Twin von Dassault Systèmes, ist ein virtuelles Abbild eines realen Objekts und wird kontinuierlich mit Daten aus der realen Welt gespeist. Bereits in der frühen Entwicklungsphase können bestimmte Parameter berücksichtigt und je nach Bedarf angepasst werden, darunter auch Nachhaltigkeitsziele. Unternehmen können ein reales Produkt im virtuellen Raum mittels entsprechender Software, wie die Solidworks Simulation Suite simulieren und beispielsweise testen, wie beständig das verwendete Material ist, welche Wirkung Hitze oder Feuchtigkeit auf die Funktionalität haben oder schlichtweg ob das Design den Ansprüchen der Kunden entspricht. Tests mit physischen Prototypen in einzelnen Entwicklungsschritten werden auf ein absolutes Minimum reduziert. Das spart nicht nur Zeit und Kosten, sondern schont auch natürliche Ressourcen und vermeidet – oft schwer recyclebaren – Abfall, der durch unbrauchbare Prototypen entsteht.
Von Anfang bis Ende: Die virtuelle Lieferkette
Ein großer Teil der Emissionen ist auf den Sektor Mobilität und Transportwesen zurückzuführen. Unternehmen, die ihre Lieferkette virtuell abbilden, können diese hinsichtlich verschiedener Parameter optimieren. Eine kürzere Lieferkette spart nicht nur Zeit, sondern wirkt sich auch positiv auf den Emissionswert aus. Ebenso kann berücksichtigt werden, ob für den Transport auch umweltfreundlichere Transportmittel zum Einsatz kommen oder ob die Rohmaterialien von externen Zulieferern bereits bestimmten Nachhaltigkeitsstandards entsprechen. Wenn all diese Daten auf einer digitalen Plattform zusammenfließen, kann bereits im virtuellen Raum geprüft werden, inwieweit sich ökologische Unternehmensziele damit erreichen lassen.
Rohstoffsparend durch additive Fertigung
Die additive Fertigung, der 3D-Druck im Industriebereich, gilt als Zukunftstechnologie. Die Erstellung von Bauteilen kann besonders ressourcenschonend damit durchgeführt werden und leistet somit einen weiteren Beitrag zur nachhaltigen Produktion. Bei herkömmlichen Produktionsverfahren, etwa in der Metallzerspanung oder Holzverarbeitung, entsteht eine beachtliche Menge an Ausschuss. Beim 3D-Druck-Verfahren wird hingegen nur das Material verwendet, dass auch tatsächlich für das Produkt benötigt wird. Dadurch reduziert sich der Rohstoffbedarf. Zudem sind auch keine Formen notwendig, da in der additiven Fertigung die digitalen 3D-Konstruktionsdaten direkt im Druckverfahren umgesetzt werden.
E-Nutzfahrzeug aus der Cloud
Getreu dem Motto „Engineered in Germany, reinvented everywhere“ nutzt das deutsche Unternehmen Evum Motors die 3DExperience-Plattform von Dassault Systèmes dazu, ein erschwingliches und umweltfreundliches 4×4-Allrad-Fahrzeug zu entwickeln, welches vor allem in Schwellenländern zum Einsatz kommt. Ziel war von Beginn an die Entwicklung eines Fahrzeugs, das nachhaltig, wartungsarm und durch den modularen Aufbau individuell an die Bedürfnisse der Nutzer anpassbar ist. All diese Faktoren konnten durch die Entwicklung auf der 3DExperience-Plattform bereits im Vorfeld berücksichtigt und in sehr kurzer Zeit umgesetzt werden. Ein großer Vorteil: Durch den Einsatz von Simulation konnte das Team seine Fertigungslinie simulieren und etwaige Produktionsprobleme frühzeitig identifizieren. Auf physische Prototypen verzichteten die Ingenieure aus München weitestgehend. Somit wurden nicht nur Entwicklungskosten, sondern auch Abfälle reduziert.
Enabler für eine ressourcenschonende Fertigung
Hohe Produktqualität, schnelle Entwicklungszeiten, Agilität in der Herstellung – die Anforderungen, die heutzutage Unternehmen erfüllen müssen, um im globalen Wettbewerb bestehen zu können, sind enorm. Gleichzeitig gilt es, eine steigende Zahl an Sozial- oder Umweltaspekten zu beachten. Ohne die Vorzüge der Digitalisierung zu nutzen, wird es Unternehmen in den kommenden Jahren daher kaum gelingen, wirtschaftlichen wie ökologischen Erfolg zu vereinen. Eine Vielzahl digitaler Tools und Lösungen kann bereits heute dabei unterstützen, Ressourcen möglichst effizient einzusetzen, Ausschuss zu vermeiden– und gleichzeitig Innovation mit Qualitätsarbeit zu verbinden. Neue Ideen werden der Schlüssel sein, um die Herausforderungen des Klimawandels zu bewältigen und auf eine saubere, CO2-arme Wirtschaft umzustellen. Als Motor der Wirtschaft wird es hierbei vor allem auf fertigende Unternehmen ankommen. (jg)
Mehr Informationen zur 3DExperience-Plattform von Dassault Systèmes:
Kontakt:
Dassault Systemes Deutschland GmbH
Meitnerstr. 8
70563 Stuttgart
Tel. +49 711 273000
dach.info@3ds.com
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