Eco Design:
A Guideline

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Design, Ökologie und Innovation – diese drei Themen sind für die Entwicklung von Produkten, Konzepten und Dienstleistungen von großer Bedeutung. Ihre Umsetzung zu einer guten Lösung bedarf allerdings eines Prozesses, der von Beginn an sämtliche Auswirkungen, Chancen und Möglichkeiten abwägt, evaluiert und kreativ integriert. Welche Prozessschritte und Kriterien für die Entwicklung von ökologischen Produkten notwendig sind, wird im Folgenden thematisiert.




Eco-Produktentwicklung

 

Produkte müssen innovativ sein, zumindest wenn sie in der EU hergestellt und auf den Markt gebracht werden sollen. Der Grund dafür ist, dass menschenwürdige Lohnkosten, schadstofffreie Materialien und saubere Produktionsverfahren sich immer auch in höheren Preisen widerspiegeln –, die vom Kunden bereitwillig getragen werden müssen, was nur der Fall ist, wenn es sich um wirklich interessante Lösungen handelt.

Was macht aber ein Produkt innovativ und welche Kriterien zählen hierbei für den Verbraucher? Technische Innovationen zum einen, aber nicht ausschließlich. Als erstrebenswert wird zunehmend nur das betrachtet, was gleichzeitig ökologisch sinnvoll und gut gestaltet ist. Technische Innovationen in Kombination mit Ökologie – daraus resultieren die relevanten Anforderungen für die Entwicklung von neuen Produkten. Sind diese Anforderungen intelligent und konsequent umgesetzt, gestaltet und produziert, dann entstehen faszinierende Produkte und gute Lösungen. Ecodesign als Kriterium für die Produktenwicklung darf nicht als zusätzliches Feature oder Investition betrachtet werden: Denn Ecodesign und Eco-Produktentwicklung implizieren unter anderem die Reduktion von Rohstoffbedarf, Prozessschritten und Energieverbrauch und dies bedeutet Kostenreduzierung sowie eine höhere Effizienz. Vor allem bedeutet innovative, ökologische Gestaltung aber Glaubwürdigkeit, Verantwortung und Seriosität.

 

Beispiel: Ein gestrickter Turnschuh

 

Eines der besten Beispiele für Ecodesign ist der 2012 vorgestellte Nike Flyknit und alle seitdem entstandenen Nachfolger. Der Nike Flyknit besteht maßgeblich aus nur vier Komponenten:

 

– einer Sohle, die aus ein bis maximal zwei Kunststoffen spritzgegossen beziehungsweise formgeschäumt ist;

– einem Schaft, der aus verschiedenen Garnen flachgestrickt ist, in verschiedenen Strukturen von atmungsaktiv-netzartig bis sehr dicht, eventuell mehrlagig für maximale Stabilität;

– einem Schnürsenkel;

– und einer Einlage.

 

Die Zunge, die Aufnahme beziehungsweise die Ösen für die Schnürsenkel, die Fersenversteifung – alle notwendigen Funktionen sind in das Gestrick integriert, das mithilfe einer Software in einer Maschine hergestellt wird, ohne Verschnitt, Abfall, Stanzwerkzeuge, Verklebungen, Presswerkzeuge und Näharbeiten. Die unterschiedlichen Größen werden ebenfalls durch die Software skaliert und dann gestrickt. Ein zeitintensiver, mit der Produktion konventioneller Turnschuhe vergleichbarer Produktionsvorlauf, in dem zum Beispiel Werkzeuge gebaut werden müssen, ist nicht erforderlich. Neue Produktgenerationen werden im Rechner entworfen, beziehungsweise programmiert, und sind in kürzester Zeit in Serie verfügbar; und das bei minimalen Investitionen. Durch den Austausch der Garne entstehen Farbvarianten, jedoch keine Materialverluste wie beim Farbwechsel in der Kunststoffverarbeitung oder bei der Verarbeitung von Rollenware. Produktion on demand wäre möglich, da Werkzeug- und Materialwechsel nur einen geringen Kostenfaktor darstellen.

 

Einen auf vier Komponenten reduzierten Schuh zu entwickeln, war eine mutige Entscheidung, herkömmliche Sportschuhe bestehen im Schnitt aus circa 60 Teilen. Auch bei Nike wurden zuvor Turnschuhe aus unterschiedlichen Meterwaren oder Halbzeugen (Kunststoff und Textil) herausgeschnitten, gestanzt, verklebt, verschweißt, vernäht, geprägt und thermoverformt. Die Designer und Ingenieure von Nike haben die traditionelle Fertigung von Turnschuhen grundsätzlich in Frage gestellt, Funktionen analysiert und – inspiriert vom Leichtbau – Komponenten reduziert. Was das anfangs erwähnte Ökologie-Kriterium angeht: Ein Turnschuh kann heute kaum ökologischer produziert werden. Die synthetischen Garne könnten zwar teilweise noch durch Naturfasern ersetzt werden. Der Kunststoff der Sohle möglicherweise auf der Basis nachwachsender Rohstoffe hergestellt werden. Den Produktionsstandort vermute ich in China, aber da es Flachstrickmaschinen auf allen Kontinenten gibt, könnte die Produktion der „Schäfte“ auch regional organisiert werden.

Das Beispiel Flyknit zeigt in konzentrierter Form auf, worum es in der Produktentwicklung heute geht: um technische Innovation, Ökologie und überzeugend gestaltete, den Verbraucher ansprechende Ergebnisse. Eine Produktentwicklung, die diese Kriterien umfassend berücksichtigt und umsetzt, ist anspruchsvoll. Sie erfordert eine deutliche Investition und gelingt nur, wenn Designer, Ingenieure, der Vertrieb, das Marketing und Marktforscher in einem interdisziplinären Team intensiv zusammenarbeiten.

 

Ecodesign im Produktentwicklungsprozess

 

Jede Entwicklung erfordert unterschiedliche Vorgehensweisen und Prozesse. Diese müssen individuell an das Produkt, die Firma, das Thema und die Lösung angepasst werden: Ein Automobil bedarf anderer Prozesse, Richtlinien, Gesetze, Normen, Prüfungen, Gewährleistungen etc. als ein Sportschuh. Es gibt aber Kriterien und Phasen, die allgemein gültig sind für die Entwicklung von innovativen und ökologischen Produkten. Die im Folgenden beschriebenen Phasen versuchen einen Prozess der Produktentwicklung zu skizzieren, in dem die oben beschriebenen Kriterien so einfließen, dass eine effektive und vor allem ökologische Entwicklung gewährleistet ist.

 

Aufgabenstellung und Teamzusammenstellung

 

Wenn die Entwicklung einer neuen Produktgeneration ansteht, müssen dabei typischerweise Anforderungen und Fragen wie die folgenden berücksichtigt werden:

 

– Das Produktsortiment soll erweitert werden,

– ein Produkt ist nicht mehr State of the Art und bedarf einer Optimierung,

– Forschung und Entwicklung haben eine Entwicklung freigegeben, die nun in einem Produkt umgesetzt werden kann,

– um die Marktführung zu behaupten, wird ein neues, patentierbares Vorreiterprodukt benötigt,

– Stückzahlen verringern sich oder Marktanteile schwinden,

– die nächste Nutzergeneration hat andere Werte und Bedürfnisse, die bei der Neuentwicklung von Produkten berücksichtigt werden soll.

 

Das Vorhaben, ein gänzlich neues Produkt entwickeln zu wollen, birgt jedoch auch Risiken für Vertrieb und Marketing. Es ist unter anderem nicht sicher, ob es gelingt, die neue Zielgruppe zu gewinnen, ob sich Investitionen rechnen, ob alle Abteilungen mitziehen, ob man tatsächlich geeignete Lösungen findet oder ob die Tantiemen im nächsten Jahr ähnlich gut ausfallen. Um ein komplexes Projekt anzugehen, wird daher ein Team benötigt, das fachlich breit aufgestellt ist und mit viel Empathie für Nutzer und die Firma, neugierig, problem- und ergebnisorientiert arbeiten und gemeinsam eine sinnvolle, auf das Projekt ausgerichtete Analyse erstellen kann. Durch diese auf das Projekt zugeschnittenen Teamanalysen werden fundiertes Wissen und Erkenntnisse aufgebaut, die alle Mitglieder teilen, reflektieren und vertreten. Hier beginnt das Projekt: ein gutes Team muss zusammengestellt und ein geeigneter Projektmanager gefunden werden, der die Diskussion übergeordnet strukturieren kann.

Die Definition des positiven Problems stellt den Beginn eines jeden Projekts dar. Was könnte das positive Problem sein? Wo beginnt die Entwicklung einer Innovation? Wie findet man die Basis für das Projekt? Was könnte das Ziel sein?

 

Erste Projektphase: Nutzungskontextanalyse

 

Es gibt verschiedene Analysemethoden, die für die Produktentwicklung interessant sein können: die Motiv- und Bedarfsanalyse, die Nutzungskontextanalyse, die Anforderungsanalyse oder die Nutzerstrukturanalyse. In den meisten Fällen ist eine Kombination aus unterschiedlichen Methoden am sinnvollsten: Sie sollten so verknüpft werden, dass die Anforderungen und Bedürfnisse an das Projekt, die Firma und die Nutzer konzentriert hinterfragt und erarbeitet werden können.

Die Nutzungskontextanalyse beginnt mit einer Recherche bezüglich der gesellschaftlichen Entwicklungen, die im weitesten Sinne die Produkte und Funktionen, die sie erfüllen, betreffen. Dafür ist es notwendig nicht nur die üblichen, häufig internen Statistiken zu befragen, sondern auch überregionale und internationale Zeitungen, Kultur- und Lifestylemagazine, TV- und Radiosender, digitale Kanäle und andere Medien, die topaktuelle Informationen kommunizieren, auszuwerten. Was bewegt die Menschen? Reisende, Gärtner, Patienten, Mediziner, Älterwerdende, Sportler und so weiter? Welche Lösungen und kreativen Ansätze entwickeln sie aktuell selbst? Diese Fragen müssen auch persönlich gestellt werden. Durch Interviews und Gespräche mit der sogenannten Szene, durch das Teilnehmen, Begleiten, Kennenlernen, Beobachten und letztlich das Verstehen der Nutzer gewinnt das Unternehmen die wichtigsten Einsichten. Diese Gespräche sollte jeder im Team (Produkt- und Vertriebsmanager, Marketingstratege, Ingenieur, Entwickler, Designer etc.) führen und die Beobachtungen sollten gemeinsam analysiert werden.

 

Während der Nutzungskontextanalyse entstehen permanent unerwartete, neue Einsichten, die Flexibilität vom Team erfordern, um Fragen protagonistenspezifisch zu verfeinern und weiterzuentwickeln. Dies ist nur möglich, wenn auch die späteren Entwickler des Teams anwesend sind – und nicht wie gängig ein externes Consultingbüro, das die Zielgruppenanalyse nach bestehenden Mustern ausführt. Eine intensive und gut ausgeführte Nutzungskontextanalyse kann dazu dienen, in relativ kurzer Zeit entscheidende Erkenntnisse zu liefern, relevante Produktthemen zu identifizieren und die wichtigsten Parameter für das Projektbriefing zu bestimmen. Darüber hinaus können bereits Beobachtungen für die Kommunikationsstrategie, geeignete Vertriebsmodelle und vor allem Lösungsansätze gemacht werden.

Die Einbindung der zukünftigen Nutzer in die Entwicklung der nächsten Produktgeneration kann sehr hilfreich sein. Diese können beispielsweise auch in den weiteren Prozess integriert werden, um Prototypen zu besprechen und zu testen.

Vernetztes Denken, interdisziplinäres Arbeiten, die Entwicklung von angemessenen strategischen Methoden und Kriterien zur Entwicklung von Ansätzen und Lösungen für Innovationen sowie die Weiterentwicklung bis zur Fertigung – sind nur einige Aspekte der interdisziplinären Teamarbeit.

 

Ein essenzieller Schritt beim Ecodesign und der Eco-Produktentwicklung besteht darin herauszufinden, was Menschen wirklich benötigen und sich wünschen.Es geht dabei sowohl um die Bedürfnisse der zeitgenössischen Protagonisten als auch der nächsten Generation. Diese Phase der Produktentwicklung sollte als Entdeckungsreise zu neuen Themen, unbekannten Menschen, Kulturen, Zusammenhängen, Tätigkeiten, Wissenschaften, Technologien etc. aufgefasst werden. In der Analyse sollten alle Details, Bilder, Handlungen, Äußerungen, Beschreibungen und Beobachtungen wahrgenommen und genau untersucht werden. Alle Beobachtungen müssen gemeinsam analysiert und diskutiert sowie im Brainstorming Inspiration aus angrenzenden Themen, Nutzungen, Anforderungen gezogen werden.

 

Analyse der Beobachtungen

 

– Welche Aspekte waren bisher unbekannt?

– Welche Handlungsabläufe sind interessant?

– Welche Probleme traten des Öfteren auf beziehungsweise sind eindeutig relevant?

– Gibt es Phänomene, Philosophien, die als neue Geisteshaltung identifiziert werden können?

– Welche konkreten Kriterien wurden im Kontext von Produkt und Lösung erwähnt?

– Gibt es kulturelle Unterschiede?

– Gibt es Beobachtungen, die einzeln betrachtet vielleicht unbedeutend erscheinen, aber in der Kombination Sinn ergeben?

 

Eine Recherche aller angrenzenden Themenbereiche, die Überprüfung der Funktionsweisen und der technischen Anforderungen auf wissenschaftlicher Basis, bringen umfassende neue Kenntnisse. Wo treten ähnliche Nutzungen oder Phänomene auf? Wie funktionieren diese? Weiterhelfen können eventuell Ethnologen, Soziologen, Ingenieure, Religionswissenschaftler, Umweltwissenschaftler, Biologen oder Institute, die sich in den entsprechenden Disziplinen hervortun. Diese Aufzählung soll zeigen, wie weit die Recherchen bereits zu Beginn des Projektes reichen sollten. Die Analyse ist eine konstruktive und detektivische Arbeit mit dem Ziel, die Interessen und Bedürfnisse der Nutzergruppen herauszufiltern. Hierbei ist alles relevant und aus einer nebensächlich erscheinenden Beobachtung können wichtige Aspekte resultieren. Je weiter das Team denkt, desto mehr entfernt es sich vom Status quo hin zu einer innovativen Produktidee. Alle Erkenntnisse werden gesammelt, kombiniert, diskutiert und auf ihren Nutzen, ihre Funktion hin überprüft, wodurch sich mögliche neue Projektthemen herauskristallisieren.

 

Im letzten Schritt der ersten Phase werden recherchierte Themen und neue Ansätze bezüglich ihrer Relevanz geprüft. Die Frage nach der Relevanz ist von großer Bedeutung und verdient eine ganzheitliche Betrachtung. Wird die Lösung wirklich benötigt? Erfüllt sie einen bisher unerfüllten Zweck? Welchen Nutzen hat sie? Ist dieser ethisch, gesellschaftlich und basierend auf den neuesten Erkenntnissen der Wissenschaft vertretbar? Resultiert aus der Entwicklung eine Verbesserung für Mensch, Natur beziehungsweise Umwelt und Gesellschaft? Worin besteht das Potenzial für Innovation? Ist der technische, energetische und materielle Aufwand für die Realisierung der Idee gerechtfertigt? Es gibt viele weitere Fragen, die auch den neuen Nutzern gestellt werden sollten. Nur wenn bereits in der Nutzungskontextanalyse die richtigen Fragen gestellt werden und die Antworten in einem gleichberechtigten und interdisziplinären Team offensiv und schonungslos diskutiert werden, kann eine sinnvolle Lösung entstehen.




Zweite Projektphase: Funktionsbriefing und Konzept

 

In der zweiten Projektphase werden zunächst die funktionalen Faktoren festgelegt. Alle Themen, die im weitesten Sinne mit dem Gebrauch und der Nutzung in Verbindung stehen, werden in dieser Phase vertieft und basierend auf innovativen und ökologischen Kriterien definiert. Die Ergebnisse werden dann zu einem Briefing für die weitere Produktentwicklung zusammengestellt. Dieses Briefing richtet sich primär nach den Bedürfnissen der potenziellen Nutzer. Hierfür werden die Beobachtungen und Ergebnisse aus den Recherchen in der ersten Phase konsultiert und zu einem konsistenten Anforderungsprofil zusammengestellt:

 

– Wozu dient das Produkt? Wem? Wann? Wie oft?

– Wie wird es bedient? Ergonomie? Ablauf der Tätigkeiten?  

– Wie lange wird es genutzt? Wie oft?

– Welche unterschiedlichen Bedienungsarten gibt es?

– Was passiert mit dem Produkt wenn es nicht genutzt wird? Gibt es Möglichkeiten zur Weiterverwendung?

– Wer bedient es? Was sind fachspezifisch die besten Abläufe?

– Welche mechanischen, physikalischen, elektronischen, chemischen Anforderungen oder Eigenschaften müssen erfüllt sein?

 

Anhand der Ergebnisse wird ein Funktionsbriefing erstellt, das exakte Informationen über den Gebrauch, die notwendigen geometrischen, rechtlichen, materialspezifischen und ergonomischen Anforderungen sowie die erforderlichen Dimensionen beinhaltet. In dieser Phase können bereits der Innovationsgrad und die Originalität des Konzepts festgestellt, bestimmt und auch überprüft werden. Zu diesem Zeitpunkt müssen konzeptionell alle relevanten Eco-Faktoren berücksichtigt werden. Für alle weiteren Schritte der Entwicklung, Umsetzung, Rohstoffgewinnung, Produktion, Nutzung bis zur Entsorgung gilt: So wenig wie möglich beziehungsweise so viel wie nötig. Die Frage, warum Briefings in der Regel vor Beginn eines Projekts formuliert werden, bevor das Team mit der Recherche und Analyse begonnen hat, stellt sich immer wieder. Vermutlich ist es die Angst oder Unsicherheit vor dem unberechenbaren Design oder vor unkalkulierbaren Aufwänden bezüglich Kosten oder Zeit. Schon aus diesem Grund sollte bei komplexen Themenstellungen grundsätzlich ein interdisziplinäres Team aufgestellt werden, das im Sinne der Wissenschaft die Freiheit erhält, Themenstellungen und Kriterien selbst festzulegen.

 

Faktoren für konsequentes Ecodesign

 

Energieeinsatz, Volumen, Gewicht, Recycling, Transport, Rohstoffe, Werkzeuge, Komponenten, Schadstoffe, Erdbewegung – nur wenn diese Faktoren, die im Folgenden noch detaillierter betrachtet werden, schon während der Konzeptphase berücksichtigt und radikal hinterfragt werden, kann ein konsequentes Ecodesign entwickelt werden. Die genannten Eco-Faktoren haben direkte Auswirkungen auf den Innovationsgrad des Produkts: Leichtbau, Miniaturisierung oder Funktionsintegration sind oftmals wirtschaftlich oder ökologisch motiviert und führen gleichzeitig zu innovativen Lösungen. In der Konzeptphase sollte das Produkt beziehungsweise die Lösung bereits bezüglich aller relevanten Faktoren konzeptionell überprüft werden. Ist eine Langlebigkeit bezüglich Nutzung, Ästhetik, Konstruktion und Funktion gewährleistet? Welche Material-Produktions-Kombinationen eignen sich? Welche Folgen resultieren aus den einzelnen Varianten bezüglich Stückzahlen, Demontage, Investment, Zeitplanung, Werkzeuge, Standorte, Gestaltung oder Produktsprache?

 

Abschluss des Funktionsbriefings

 

Durch die Festlegung von Minimalgeometrien und -dimensionen oder die Festlegung der minimalen Anzahl notwendiger Bauteile – sowie deren Darstellung in einer technischen Skizze oder Zeichnung – werden das Funktionsbriefing und das Nutzungskonzept abgeschlossen. Mit den potenziellen Nutzern und dem Hersteller werden die Parameter diskutiert, überprüft und gegebenenfalls ergänzt. Es erfolgt eine Weiterentwicklung des Nutzungskonzepts bis eine definitive Festlegung der Anforderungen stattfinden kann. Das Ergebnis ist die Zusammenfassung aller relevanter Eigenschaften und Kriterien des neu zu entwickelnden Produkts beziehungsweise der neu zu entwickelnden Lösung. Die folgenden Informationen sollten im Briefing enthalten sein:

 

– Nutzer, Zielgruppe;

– Produktphilosophie, Aussage;

– Benutzung, Funktion;

– Ergonomie;

– Konstruktion und Dimension;

– denkbare Material-Technologie-Kombinationen;

– Ästhetik, Produktsprache;

– Produktionsmethoden;

– branchenspezifische, technische Faktoren;

– Richtlinien und Gesetze;

– und die Eco-Strategie für das finale Produkt.

 

Die Festlegung dieser Kriterien und die Formulierung des Briefings sind die Basis für die gesamte weitere Produktentwicklung und ab diesem Zeitpunkt mehr oder weniger unumstößlich: das Maß aller Dinge für alle zukünftigen Entscheidungen. Vielleicht erscheint es übertrieben, diesen ganzen Aufwand zu betreiben, bevor auch nur ein Strich gezeichnet ist. Es zahlt sich später aber definitiv aus, da es keine Grundsatzdiskussionen mehr gibt, zeiteffizienter gearbeitet werden kann und der Sinn, die Funktion, fundiert festgelegt wurde.

 

Dritte Projektphase: Entwurf und Konstruktion

 

In dieser Phase sollte eine konsequente Umsetzung des Nutzungskonzepts und des Projektbriefings in ein Produkt, eine Dienstleistung oder Lösung erfolgen. Alle relevanten Kriterien bezüglich Nutzung, Funktion und Ökologie sind festgelegt und müssen nun in eine Konstruktion, Mechanik, Elektronik etc. umgesetzt und gestaltet werden. Die Gestaltung eines ökologischen Produkts sollte funktions- und materialgerecht sein, denn nur so ist der Faktor Langlebigkeit gewährleistet. Die Gestaltung sollte selbsterklärend sein – das gilt für mechanische sowie elektronische Produkte. Ein- und Ausschalter, Griffhaltung, Richtung, Bewegung, Verschluss, Entriegelung und Austausch werden über die Produktgestaltung kommuniziert, um so die richtige Bedienung und vor allem Sicherheit zu gewährleisten. Das User Interface und die Ergonomie sind verantwortlich für den Benutzungswert des Produkts.

 

Produktsprache und Produktaussage

 

Farben, Formen, Materialkombinationen, Dimensionen, assoziative Bilder, Analogien, Ästhetik, Haptik, Struktur, Geruch – diese und viele weitere Faktoren bestimmen die Produktsprache, die konzipiert und gestaltet wird. Sie ist neben Funktion und Innovation entscheidend, ob ein Produkt einzigartig, faszinierend und erfolgreich ist. Die Definition und Umsetzung von Produktsprache und Produktaussage sind für Unternehmen ein hochsensibles Thema, denn sie kommunizieren das Produkt, die Marke, den Wert und die Alleinstellung. Der Entwurf eines Produkts entsteht in Etappen und mit unterschiedlichen Mitteln: Skizzen, Szenarien, Zeichnungen, 3D-Programmierung und -Darstellung, Volumenmodell und Modell. Steht der „Vor“-Entwurf weitestgehend fest, beginnt die intensive Zusammenarbeit mit dem Engineering.

 

Formale Gestaltung und Konstruktion

 

Entwurf, formale Gestaltung und Konstruktion sollten als ein Prozess verstanden werden, sie verlaufen gleichzeitig und bedingen einander. Optimal ist eine Produktentwicklung, bei der Designer und Konstrukteure intensiv zusammenarbeiten. Die Dimensionen werden gezeichnet, Festigkeit berechnet, Wandstärken verändert, Fließwege im Spritzguss oder Verformungsgrade bei der Umformung simuliert. Die gewonnenen Erkenntnisse fließen zurück in den Entwurf. Nur wenn diese Entwicklungsschritte mehr oder weniger gleichzeitig und in Abstimmung verlaufen, können unnötige Diskussionen und vor allem viel Zeit für grundlegende Überarbeitungen eingespart werden.

 

Von Beginn an sind dabei auch die Kosten und vor allem die Produktionsmöglichkeiten des Herstellers und der zertifizierten oder regionalen Zulieferer zu berücksichtigen. Diese Überlegungen sollten aber nicht verhindern, dass eine maximal innovative Lösung gegebenenfalls durch ein neues, noch unbekanntes Produktionsverfahren realisiert wird. Ebenfalls sollte zu diesem Zeitpunkt feststehen, welche Investitionen in Forschung und Entwicklung sich der Hersteller leisten möchte. Eine Planung der Stückzahlen und der Laufzeit sollte erfolgt sein, um eine ökologische Produktionsplanung erarbeiten zu können. Die Stückzahlen haben erhebliche Auswirkungen auf den Einsatz von Robotik, Werkzeugen und Energie und stellen somit eine wichtige Größe dar. Sie beeinflussen die Komplexität, Anzahl und den Verschleiß der Werkzeuge und somit maßgeblich die Gestaltung des Produkts. Hinterschnitte, Mehrkomponenten-Spritzguss, Oberflächengestaltung müssen entsprechend berücksichtigt werden. Die folgenden Aspekte fließen in den Entwurf ein:

 

– Welche Produkteigenschaften sind von größter Bedeutung?

– Welche Materialeigenschaften werden für die bestmögliche Funktionalität benötigt?

– Welche Materialien und Material-Kombinationen eignen sich?

– Wie können diese gegebenenfalls formal, chemisch oder mechanisch miteinander verbunden werden?

– Aus wie vielen Komponenten besteht das Produkt?

– Welche Technologien sind denkbar?

– Kann die Anzahl der Komponenten, Werkzeuge, Maschinen und Lieferanten reduziert werden?

– Wie funktionieren die Montage und die Demontage?

– Wie viel Energie wird für die jeweiligen Formgebungsprozesse benötigt?

– Welche ökologischen Auswirkungen haben die unterschiedlichen Material-Komponenten-Technologie-Konzepte?

– Welche formalen, ästhetischen und innovativen Potenziale bieten diese Kombinationen?

– Welche Variationsmöglichkeiten bieten sie für die Weiterentwicklungen der Produktfamilie?

 

Es ist sinnvoll, den Verschnitt, entstehende Abfälle, notwendige Nachbearbeitungsschritte sowie die Beschichtung und Bearbeitung von Oberflächen bereits in dieser Phase zu thematisieren und zu berücksichtigen. Auch hier gilt aus Gründen der Ökologie und der Kosten die Maxime: so wenig wie möglich beziehungsweise so viel wie nötig. Auch die möglichst reversible Montage und Demontage sollte thematisiert werden. Am besten sind mechanische, formschlüssige Verbindungen oder spezifische Kleber, die sich on demand lösen lassen.

Ecodesign bedeutet für die meisten Produktsegmente eine hochwertige Verarbeitung, geringe Verschleißanfälligkeit, Langlebigkeit und eine kundenfreundliche Lösung im Schadensfall, seien es Ersatzbauteile, Überholung, Reparatur oder eine geplante Wiederverwertung ohne Wertverlust. Diese Faktoren sind bei der Konstruktion unbedingt zu berücksichtigen.

Zu bedenken ist ebenfalls eine logistikgerechte Fertigung, etwa die Reduktion des Volumens durch Klappmechanismen oder Zerlegbarkeit. Da Produkte zunehmend auf der Straße gelagert werden und Lieferungen innerhalb von 24 Stunden erfolgen, ist es enorm wichtig, die Verpackungsgröße vor allem für Konsumgüter auf ein Mindestmaß zu reduzieren.

Die Konstruktion und der Entwurf des Produkts müssen unter Berücksichtigung aller ökologischen Faktoren für die Fertigung, das Material, die Technologie und die Nutzung und Entsorgung des Produkts entwickelt werden. Hier ist ein Entwicklungsteam gefordert, das einerseits die ökologischen Faktoren ganzheitlich betrachtet und bewertet, und andererseits aus unterschiedlichsten Bereichen Alternativen für Material, Technologie, Konstruktion, Produktion etc. vorschlagen und erarbeiten kann.

 

Reduktion und Ressourceneffizienz

 

Reduktion ist ein wichtiges Kriterium für innovative und ökologische Produkte. Die verwendeten Materialien, Wasser und Energie werden auf ein Minimum reduziert sowie alle eingesetzten Ressourcen bezüglich CO2-Bilanz, Schadstoffe und Recycling überprüft. Reduktion bedeutet die Entwicklung von ressourcenschonenden Lösungen durch Leichtbau, Miniaturisierung, Vereinfachung oder sogar Entmaterialisierung.

Ein weiteres Kriterium ist die Ressourceneffizienz, also die Einsparung von Rohstoffen wie Wasser und Energie sowohl beim Produkt als auch in der Produktion. Produkte sollten eine möglichst geringe Materialvielfalt und eine sortenreine Verwendung aufweisen. Ein Materialmix sowie Sandwich- oder Composite-Materialien sind in den meisten Fällen weniger umweltfreundlich. Eine große Herausforderung für das Ecodesign besteht daher darin, Produkte als Monomaterial- oder Monokomponenten-Konstruktionen zu entwickeln, ohne dass es zu Verlusten in Funktion oder Ästhetik kommt. Nur wenn Entwurf und Konstruktion symbiotisch entwickelt werden, kann eine optimale Lösung entstehen.

 

Veraltete Vorgehensweisen

 

Oft entstehen Entwurf und Konstruktion nacheinander. Entsteht zuerst der Entwurf und erst im nächsten Schritt die entsprechende Konstruktion und Umsetzung, dann beruht der Entwurf eventuell nicht auf den bestmöglichen technischen Möglichkeiten und Produktionsbedingungen des Herstellers. Wird das Produkt allein auf technischen Grundlagen basierend entwickelt und konstruiert und soll zu guter Letzt noch ein bisschen Design hinzugefügt werden, dann fehlen sämtliche Grundlagen aus der Nutzungskontextanalyse und der Entwicklung von Form, Funktion und Produktsprache. Diese Vorgehensweisen sind veraltet: Hier werden Entscheidungen unabhängig voneinander getroffen und nicht selten ist es dann zu spät für die notwendigen Überarbeitungen. Die Folge sind zu viele Kompromisse oder zusätzliche Zeitkontingente, die unnötige Kosten verursachen und gegebenenfalls imageschädlich die Einführung auf dem Markt verzögern. Die Chance auf eine gute Lösung wird vertan. Gesellschaft und Volkswirtschaft können sich derartige Versäumnisse nicht erlauben, wenn sie (glücklicherweise) maßgeblich von produzierender Industrie abhängig sind und hochwertige, innovative Produkte herstellen wollen. Innovationen entstehen durch Team-Thinking. Der Innovationsgrad wird in dieser Phase entscheidend festgelegt. Ökologie und Faszination bekommen hier Gestalt.

Sind Entwurf und Konstruktion erarbeitet, wird in der Regel ein Prototyp gebaut. Er besteht weitestgehend aus den Originalmaterialien und ist funktionsfähig. Erst Prototypen erlauben die finale Bewertung der Entwicklung – sowohl intern als auch mit Gesprächspartnern aus der entsprechenden Zielgruppe oder anderen Fachleuten. Der Prototyp ist die beste Basis für ein finales Go.




Vierte Projektphase: Planung der Produktion

 

In dieser Phase findet die Entwicklung, Planung und Herstellung aller notwendigen Mittel für die Herstellung des Produkts, der Dienstleistung oder der Lösung statt. Diese Phase ist sehr komplex und je nach Produkt und Branche erfordert sie ganz unterschiedliche Herangehensweisen. Im Kontext von Produktentwicklungen mit dem Schwerpunkt Innovation und Ecodesign sollten folgende allgemeinen und spezifischen Faktoren in Bezug auf die Auswahl der Materialien und die Konstruktion des Produkts und der Werkzeuge intensiv recherchiert und entwickelt werden.

 

Finale Auswahl der Materialien

 

– Welche Eigenschaften werden benötigt?

– Wie wird das Material verarbeitet?

– Gibt es ökologische Alternativen?

– Welche ökologische Auswirkung hat die Verwendung eines Materials auf die Fertigung, auf die Benutzung oder auf das Recycling?

– Material darf nicht ausschließlich nach vermeintlichen Modefaktoren ausgewählt werden. Es ist die Aufgabe der Produktentwicklung und des Marketings, hier sinnvolle Lösungen hochwertig und smart zu gestalten und als optimale Lösung zu kommunizieren.

 

Konstruktion des Produkts und der Werkzeuge

 

– Die Wahl des Materials bedingt die Fertigung oder Verarbeitung.

– Die Entwicklung der Minimallösung bezüglich Energie, Rohstoffe, Abfall, Schadstoffe etc. und zwar sowohl für Endprodukt als auch Werkzeuge, ist essenziell.

– Wie viele Werkzeuge werden benötigt?

– Planung von maximalen Werkzeuglaufzeiten.

– Koordination von Entwurf, Konstruktion und optimaler Werkzeugausnutzung – zum Beispiel in Bezug auf Oberflächenstrukturen, Radien, Fließwege, Beschriftungen, Abnutzung zur Schonung der Werkzeuge und Gewährleistung von maximalen Standzeiten.

– Ist die klassische, übliche Herstellungsweise sinnvoll?

– Berücksichtigung bestehender Kapazitäten und regionaler Verfügbarkeiten, jedoch nicht um jeden Preis.

– Planung der Maschinenkapazitäten, Produktionsabläufe und Umsetzung sämtlicher Logistik (Material, Rohstoffe, Lagerung, Transport, Montage, Hilfsmittel etc.).

– Auswahl und eventuell Zertifizierung von Zulieferern, Programmierern oder Fachleuten.

 

Branchenübergreifende Faktoren

 

– Evaluierung der optimalen (ökologischsten, kosteneffizientesten, innovativsten) Lösung. Das bedeutet die Entwicklung der bestmöglichen Kombination von Materialeinsatz, Werkzeugbau und Produktionsverfahren, gegebenenfalls auch des Recyclings oder des Upcyclings.

– Auswahl von umweltfreundlichen Materialien: diese sollten erneuerbar, nachwachsend und in genügender Menge vorhanden sein. Wenn möglich und sinnvoll, sollten sie aus biologischem Anbau, recycelt oder lokal gewonnen sein.

– Auf umwelt- und gesundheitsgefährdende Materialien, Chemikalien, Stoffe, Hilfsstoffe, Schmier- und Lösungsmittel, Reinigungsmittel, Beschichtungen und Imprägnierungen muss verzichtet werden.

– Auf Technologien und Materialien deren Entsorgung nicht geklärt, aufwendig, langfristig gefährlich oder giftig ist, muss verzichtet werden.

– Verzicht auf umweltbelastende Verfahren, die Schadstoffe freisetzen oder ein hohes Maß an Energie, Wasser, Temperatur, Druck sowie Werkzeug-Stahl und -Aluminium benötigen.

– Die Produktion sollte aus so wenig Verfahren und Prozessschritten wie möglich bestehen, da so in den meisten Fällen weniger Schadstoffe, Material, Werkzeuge und Energie aufgewendet wird.

– Verzicht auf gesundheitsgefährdende Stoffe und Verfahren bei der Rohstoffgewinnung und Verarbeitung.

– Entwicklung einer möglichst regionalen Lieferkette und Fertigung mit standortnahen Zulieferern, Materialien, Rohstoffen, Energiequellen, die mit geringstmöglichen Transportwegen zurechtkommt.

– Entwicklung, Konstruktion und Planung der Produktion sollten ebenfalls im Team stattfinden – mit den Konstrukteuren, die gegebenenfalls zeitgleich die Herstellungsverfahren simulieren und dann mit den Designern Geometrien optimieren, die zeitgleich Werkzeugsysteme, Materialien und Logistik planen.

 

Fünfte Projektphase: Produktion

 

Wenn in den vorherigen Phasen alle Lösungen und Ansätze detailliert bearbeitet und diskutiert und die sinnvollsten, ökologischsten und innovativsten Ergebnisse in die Fertigung eingebracht wurden, dann kann in dieser Phase nur noch wenig verbessert werden. In der Produktion ist darauf zu achten, dass die Fertigung emissionsarm ist. Dies gilt für Lärm, Geruch und Schadstoffe. Filtertechnik, Isolation und die Auswahl der Materialien und Hilfsmittel sollten immer auf dem neusten Stand der Entwicklung sein. Ein weiteres Thema ist die CO2-Reduktion: Eine klimaneutrale Fertigung ist anzustreben. Gelingt dies nicht vollständig, können über Ausgleichszahlungen sinnvolle Klimaprojekte unterstützt werden.

Für die gesamte Produktion gilt, wie bereits im Kontext der Produktionsplanung beschrieben, die Vermeidung von Schadstoffen, CO2 und Abfall. Dies gilt für Rohstoffe, Halbzeuge, Beschichtungen, Oberflächen, Hilfsmittel und die Verpackungen, bis hin zum fleischfreien Tag in der Kantine, dem Null-Energie-Gebäude, alternativen Büroartikeln in der Verwaltung, dem Vertrieb, der seriösen Vermarktung, biologisch abbaubarer Werbemittel, dem modular-wiederverwendbaren Messebau und den elektrisch betriebenen Firmenwagen. Dies sind hohe Anforderungen – in einer ganzheitlichen Betrachtungsweise müssen sie jedoch erwähnt werden.

 

Die Aufbereitung von Schmutzwasser und Produktionsrückständen sollte selbstverständlich sein. Geschlossene Kreisläufe ohne Verlust sind hier das Ziel. Alle aufbereiteten Flüssigkeiten und Materialien sollten möglichst in den Produktionskreislauf zurückgeführt werden. Gelingt dies nicht, sollte ein Upcycling mithilfe spezialisierter Partnerbetriebe angestrebt werden. Dies erfordert enorme Anstrengungen und eventuell Investitionen, die aber vor allem für hochwertige, langlebige Klassiker oder innovative Bestseller lohnenswert sind.

Definitiv gehört zu einer nachhaltigen Produktion, dass keine gesundheitsgefährdenden Verarbeitungs- und Veredelungsprozesse eingesetzt werden. Aus diesem Grund darf nur in einem überprüfbar zertifizierten Betrieb produziert und aus ebensolchen zugeliefert werden. Das gleiche gilt für menschenwürdige und sichere Arbeitsverhältnisse. Hier müssen wir alle unsere Verantwortung wahrnehmen und Umweltsünden beispielsweise nicht nach Asien auslagern. Schließlich gehört zu einem Produkt eine einfache und umfassende Produktinformation, die auch Reparatur, Wartung und Entsorgung thematisiert.

 

Sechste Projektphase: Vertrieb

 

Der Vertrieb beginnt mit Transport und Verpackung. Je leichter und im Verhältnis zu vergleichbaren Produkten kleiner beziehungsweise minimaler ein Produkt ist, umso weniger Energie wird für den Transport benötigt. Dies ist in Zeiten des Onlineshoppings mit Lieferzeiten von 24 Stunden und in der Regel nicht optimal ausgelasteten Lkw-Ladeflächen von großer Bedeutung. Raumsparende Konstruktionen, geringes Gewicht, Zerlegbarkeit oder Falt- und Klappkonstruktionen sind Lösungen, die hier greifen. Die Verpackungsmaterialien sollten so einfach wie möglich gehalten sein, aus nachwachsenden Rohstoffen, recycelbar, kompostierbar und wiederverwertbar, nicht unnötig veredelt, kaschiert, laminiert oder lackiert. Es handelt sich nur um eine Verpackung, die in den meisten Fällen weggeworfen wird – und somit alle darin investierte Energie und Rohstoffe.

Da beinah ein Drittel aller online gekauften Pakete zurückgesendet werden, erweisen sich letztlich althergebrachten Vertriebsstrukturen, die regional und über den Fachhandel organisiert sind, als die ökologischste Variante. Sie ermöglichen kurze Transportwege, gute Beratung, ein Testen und genaues Betrachten der Produkte und eine tatsächliche Kaufentscheidung. Zum Glück gewinnen die Vermarktung und Nachfrage von regionalen Produkten wie Lebensmitteln an Bedeutung. „Made in“ ist ein zunehmend wichtigeres Kaufargument und es wird prognostiziert, dass das Thema regionaler Produktion weiter an Bedeutung zunehmen wird.

 

Siebte Projektphase: Nutzung, Weiterverwendung und Entsorgung

 

Aus dem Zusammenspiel einer konsequenten Produktentwicklung, dem Wissen von Experten, der mutigen Vision eines Unternehmers und dem Konzept eines Designers kann ein herausragendes Produkt resultieren. Ein solches Produkt birgt die besten Voraussetzungen, von Nutzern geschätzt, womöglich vererbt oder zum wertvollen Sammlerstück gemacht zu werden. Im Idealfall wird das Produkt zu einem Klassiker und bringt dem Unternehmen über Jahrzehnte Gewinne ein. Produkte mit diesen Qualitäten sind Eco-Produkte – ihre Energiebilanz ist optimal. Produkte hingegen, deren Lebenszyklus notwendigerweise begrenzt ist, sollten in jedem Fall recycelbar, demontierbar, kompostierbar, sortenrein, weiterverwertbar, zu reparieren, umnutzbar, upcycelbar und rücknehmbar sein. Diese Produkteigenschaften sollten generell bei der Entwicklung eines Produktes bedacht werden. Für kurzlebige Produkte sind sie jedoch von besonderer Relevanz.

 

Fazit

 

Vermarktung, Kosten und Vision oder Innovation sind meiner Meinung nach gleichberechtigt zu bewerten. Gemeinsam sind sie ausschlaggebend dafür, ob ein Produkt oder eine Lösung den Verbraucher fasziniert und überzeugt – und damit auch auf dem Markt Erfolg haben kann. Es ist eine gesellschaftliche Herausforderung, der sich die gesamte produzierende Industrie verpflichten und Faktoren wie Langlebigkeit, Qualität, sinnhafte Nutzung von Rohstoffen und Energie, Reduktion von Verbrauchsmaterialien (zum Beispiel Waschmittel, Papier, Lösungsmittel etc.), Reduktion von Energieverbrauch, Reduktion von schädlichen Umwelteinflüssen, Schadstoffvermeidung bei Ausstoß sowie Ausdünstung während der Nutzung und eine schadstofffreie Entsorgung als Maxime betrachten und kommunizieren sollte. Es ist eine Verpflichtung, so gesund und schadstofffrei, so nachhaltig und verantwortungsvoll wie eben möglich für zukünftige Generationen zu agieren.

 

Dies mag für manche rückschrittlich klingen, ist es aber keinesfalls, denn das Ergebnis soll und kann die Entwicklung einer innovativen, umweltfreundlichen Produktionsweise beziehungsweise Material-Technologie-Kombination sein, die aufgrund von neuen Lösungen, der Substitution des klassischen Materials oder einer innovativen Konstruktion, technisch, konstruktiv und ökologisch absolut innovativ ist.

Nicht unerwähnt bleiben darf eine gesellschaftliche sowie wirtschaftliche Entwicklung: Nutzen statt Besitzen beziehungsweise Collaborative Consumption. Hier entstehen in vielen Bereichen Nutzungskonzepte für eine sozial verträgliche und umweltgerechte Gesellschaft. Sharing-Konzepte stellen dabei für die industrielle Serienproduktion keine Bedrohung dar, sondern eine interessante Zukunftschance und sollten in der Entwicklung berücksichtigt werden1.













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Dossier
Material, Nachhaltigkeit, Tools, Ausbildung, Ethik
Jahr
2015
Disziplin
Produktdesign, Industriedesign
Ausgabe
form 262
Links
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1 Kristin Leismann, Martina Schmitt, Holger Rohn und Carolin Baedeke, Nutzen statt Besitzen – Auf dem Weg zu einer ressourcenschonenden Konsumkultur, Schriftenreihe Ökologie Band 27, Berlin: Heinrich-Böll-Stifung, 2012.

 

Hartmut Esslinger (Hrsg.)

Design Forward: Creative Strategies for Sustainable Change

Arnoldsche Verlagsanstalt GmbH, Stuttgart

Englisch/English

300 Seiten/pages, € 29,80

ISBN 978-3-89790-381-4

 

Den Artikel finden Sie auch in der Material-Rubrik von form 262. Die Ausgabe kann online in unserem Shop bestellt werden. 

Text: Nicola Stattmann