Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

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Decision support tool to derive sustainable product configurations as a basis for conceptual design

2018 , Buchert, T. , Stark, R.

Developing sustainable products requires a thorough understanding of the product and its environmental, economic and social impact. In particular decision-making in conceptual design has a large influence on sustainability performance of the final product but still remains widely unsupported. Hence, an Engineering Decision Support System (EDSS) and a corresponding method is proposed which assists system engineers in evaluating and comparing various product concepts in early design phases. In this paper the EDSS concept is elaborated and demonstrated on the example of a pedelec drive system.

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Ressourceneffizientes Produktdesign durch PLM-integrierte Generierung und Auswahl von Produktvarianten

2015 , Buchert, T. , Kim, M. , Graf, R. , Ko, N. , Lindow, K. , Stark, R.

The development of sustainable and resource-efficient products requires new forms of support which provides design engineers with transparency on the results of their decisions and at the same time limit additional effort. The integration of product (e.g. CAD) and process (e.g. Life Cycle Assessment (LCA)) based models can be seen as a promising solution for that purpose. Currently existing prospective approaches like SolidWorks Sustainability Pro only provide support on a time consuming "Trial- and Error"- basis without real guidance for achieving optimal solutions. Hence, a new approach will be presented in this work which is based on building and selecting product variants by utilizing existing PLM solutions and GaBi (a software for conducting LCA).

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Empirical study on aesthetics as an influencing factor on sustainability

2017 , Hagedorn, L. , Buchert, T. , Stark, R.

Considering pressing challenges for human life, such as climate change or resource scarcity, sustainability has become an important constraint in today's value creation. While customer awareness towards sustainability increases, the average product lifetime is observed as declining at the same time. One reason in this context is the phenomenon of psychological obsolescence which makes functional products abundant due to introduction of a new product with better features or effective marketing. Aesthetic product design can be an important lever to solve this problem by increasing attachment of the consumer to the product. Hence, this paper focusses on aesthetics and design as a new influencing factor on sustainability of technical products. Within this paper, an empirical study is presented which aims at pinpointing the interrelations between product characteristics and sustainability using a simple example (wristwatch). Based on the results implications for the development of new, more sustainable products are discussed.

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Wissensbasierte nachhaltige Produktentwicklung - Systematische Auswahl und Kombination von Methoden zur Entscheidungsunterstützung

2014 , Buchert, T. , Halstenberg, F. , Adolphy, S. , Lindow, K. , Stark, R.

Die Entwicklung der Taxonomie stellt einen Grundstein zur Auswahl geeigneter Methoden zur Entstehung nachhaltiger Produkte dar. Hierbei wurde deutlich, dass das Fehlen prozeduraler Informationen die Anwendung zahlreicher Methoden verhindert. Durch die Betrachtung der Kategorien konnten Lücken in der methodischen Unterstützung der Entwicklung nachhaltiger Produkte bezüglich der sozialen und ökonomischen Dimension der Nachhaltigkeit, der Adressierung von Anforderungen und Dienstleistungen, der Eignung für Prozessverbesserungen und der Unterstützung für die Fertigungsplanung sowie den entsprechenden Phasen der Produktentstehung identifiziert werden. Zudem wurde eine Forschungslücke geschlossen, indem auftretende Informationen und Informationsobjekte bei der Anwendung von Methoden zur nachhaltigen Produktentstehung anhand des Referenz-PEP vergleichend identifiziert und analysiert wurden. Durch diese geschaffene Übersicht wird die Möglichkeit eröffnet, die bisher verfügbare methodische Unterstützung der Entstehung nachhaltiger Produkte durchgängig über den PEP informationstechnisch abzubilden und damit dem Anwender ein universelles Hilfsmittel an die Hand zu geben. Die Kombination der Methoden wurde durch deren teilweise fehlende Zuordnung zu abgrenzbaren Phasen des PEPs erschwert. Die Integration von Methoden in bestehende PEPs ohne Anpassungen wurde ebenfalls als potenzielle Schwachstelle identifiziert. Durch ein Protokoll der während der Methodenanwendung abverlangten bzw. generierten Informationen konnte nachgewiesen werden, dass diese stark methodenspezifisch und damit heterogen vorliegen. Zudem erschweren wechselnde Bezugsobjekte und Präzision der In- und Outputs deren potenzielle informationstechnische Verarbeitung. Weiterhin wurde erkannt, dass verschiedene Methodenbündel voneinander abweichende Informationen verarbeiten und damit zu veränderten Entscheidungswegen führen. Generell überwiegen Informationen mit Bezug auf den Lebenszyklus des untersuchten Objektes. Die Übereinstimmungen der abgefragten Informationsobjekte nehmen im Laufe des PEP ab. Dies deutet darauf hin, dass eine parallele Kombination von Methoden in späteren Phasen zu Erkenntnisgewinn durch zusätzliche Perspektiven bei geringerer Doppelarbeit führen kann.

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Model-based sustainable product development

2016 , Buchert, T. , Pförtner, A. , Bonvoisin, J. , Lindow, K. , Stark, R.

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Performance metrics for energy efficiency assessment

2012 , Buchert, T. , Lindow, Kai , Schulz, F. , Hayka, H. , Stark, Reiner

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