Was ist nachhaltiges Design und eine zukunftsfähige Produktion?

Heute wird das Streben nach Nachhaltigkeit in Design und Produktion von der wohlgemeinten Absicht zur Realität, mit neuen Methoden, die Unternehmen dabei helfen, ihr gesamtes Team vom Design über die Beschaffung bis hin zum Management auf die gleichen messbaren Nachhaltigkeitsziele auszurichten.

Mein heutiger Gast ist ein Experte für das erste Bottom-up-Tool, das Mitgliedern von Design-, Beschaffungs- und Kostenplanungsteams hilft, Design- und Produktionsentscheidungen anhand von CO2 als Messgröße zu bewerten. Gibson Peters ist der Produktmanager für Nachhaltigkeit bei aPriori. Er unterstützt Produktionsteams bei der Nutzung der aPriori-Software, um den CO2-Fußabdruck ihrer Produkte und Designs zu berechnen und um Kosten- und Nachhaltigkeitskompromisse bereits in der Designphase und während des gesamten Produktions- und Beschaffungsprozesses zu bewerten. Er ist heute hier, um einige grundlegende Fragen zu nachhaltigem Design und nachhaltiger Produktion zu beantworten und zu erläutern, wie die Software dabei helfen kann. Gibson Peters, herzlich willkommen zum Podcast.

Gibson Peters: Danke, dass ich dabei sein darf. Es ist toll, hier zu sein.

Was ist Design und Produktion für Nachhaltigkeit?

Leah Archibald: Wie würden Sie Design und Produktion im Dienste der Nachhaltigkeit beschreiben?

Gibson Peters: Eines der Probleme, das die Menschen heute haben, ist, dass wir über Nachhaltigkeit und Design oft nicht gleichzeitig sprechen. Heute entwirft man in der Regel ein Produkt, und wenn das Produkt fertig entworfen ist, übergibt man es an das Ökobilanzteam. Die Nachhaltigkeit ist nicht Teil des Entwurfsprozesses.

Leah Archibald: Sie sind immer auf der Suche nach einer Lösung? Sie gehen in der Entwurfsphase nicht wirklich auf die Nachhaltigkeit ein?

Gibson Peters: Man holt immer wieder auf. Das Problem ist, dass 80 % der Umweltauswirkungen eines Produkts in der Entwurfsphase entstehen. Was wir also mit Design und Produktion für die Nachhaltigkeit zu tun versuchen, ist, etwas zu entwerfen, das funktioniert, Ihre Kostenerwartungen erfüllt und gleichzeitig Ihre Nachhaltigkeitsziele erfüllt.

Leah Archibald: Das klingt wie ein Wunschtraum. Wie machen Sie das eigentlich?

Gibson Peters: Das ist eine gute Frage. Was wir machen, ist, dass wir es den Leuten ermöglichen, in Echtzeit zu überprüfen, wie sich die Nachhaltigkeit auf ihre Produkte auswirkt. Wenn Sie mit aPriori ein Produkt kalkulieren, erhalten Sie automatisch auch den Nachhaltigkeitsfußabdruck für dieses Produkt. Wenn Sie also versuchen, die Kosten für ein Produkt zu minimieren, können Sie sehen, wie sich das auf den Kohlenstoffausstoß auswirkt. Und wenn man dann das Design ändert, um den Kohlenstoffausstoß zu verringern, kann man sehen, wie sich das auf die Kosten auswirkt. Wir versuchen also, in der Entwurfsphase den goldenen Mittelweg zu finden, um sowohl die Kosten als auch den Kohlenstoffausstoß zu optimieren und den Designern, Kosteningenieuren und Beschaffungsexperten schon früh im Prozess Feedback zu geben.

Leah Archibald: Ich habe im Podcast mit vielen Führungskräften gesprochen, die das Thema Nachhaltigkeit mit einem Top-Down-Ansatz behandeln. „Wir müssen diese Nachhaltigkeitsziele bis 2030 in unserem Unternehmen umsetzen, also müssen wir bestimmte Mechanismen einführen. Das ist ein Top-Down-Ansatz. Aber was Sie mit aPriori machen, ist ein Bottom-up-Ansatz. Sie geben den Konstrukteuren dieses Werkzeug in die Hand, damit sie bei der Entwicklung ihrer Lösungen für Konstruktionsprobleme von Anfang an die Nachhaltigkeit mit der Herstellbarkeit und den Kosten abwägen.“

Gibson Peters: Auf diese Weise ist es wirklich flexibel. Wir bemühen uns, Transparenz darüber zu schaffen, warum so viel Kohlenstoff vorhanden ist oder warum etwas so viel kostet. Sie haben ein gutes Argument. Wenn man es von oben nach unten betrachtet, kann man mit den bisher verfügbaren Werkzeugen nur so weit gehen. Bei der fertigen Masse fängt es normalerweise an und hört auf. Wir fügen eine Menge Komplexität hinzu: das Verständnis der Zykluszeit, der Rohmasse, des mit dem Produkt verbundenen Abfalls, die Festlegung von Zielen für dieses Produkt und das Verständnis, woher das CO2 in diesem Produkt kommt. Wir versuchen, diese Top-Down-Initiativen zu nutzen und die Kosten- und Kohlenstoffeinsparungen durchgängig voranzutreiben, indem wir den Menschen helfen zu verstehen, woher der Kohlenstoff in diesem Produkt kommt.

Das versteckte CO2 in hergestellten Produkten aufspüren

Leah Archibald: Ich möchte Sie bitten, ein wenig mehr über die Marktlücke bei der Suche nach dem versteckten CO2 in hergestellten Produkten zu sprechen. Sie erwähnten die Fertigmasse als eine der einzigen Kennzahlen, die von den Unternehmen verfolgt wird. Was wird dabei ausgelassen?

Gibson Peters: Die fertige Masse lässt den Abfall außer Acht. Nehmen wir an, ich kaufe 100 Tonnen Stahl, aber ich weiß nicht, wie dieser Stahl wirklich in meinem Produkt verwendet wird. Wenn ich nur die fertige Masse betrachte, verstehe ich nicht, welche Abfälle mit einem Produkt verbunden sind. Eine der Fallstudien, die wir durchgeführt haben, befasst sich mit dem Abfall, der bei der Herstellung desselben Produkts durch verschiedene Produktionsmodelle entsteht. Ich betrachte die maschinelle Bearbeitung des Produkts im Vergleich zum Druckguss, bei dem das Metall geschmolzen und dann in eine Form gegossen wird. Auf den ersten Blick würden viele Leute denken, dass das Druckgießen ein kohlenstoffintensiveres Verfahren ist, weil die Energie zum Einschmelzen des Materials benötigt wird.

Leah Archibald: Ich sehe es vor meinem geistigen Auge, die Energie, die von dem geschmolzenen Metall ausgeht. Es ist sehr heiß. Es ist Kohlenstoff, der in die Atmosphäre gelangt.

Peters: Aber je nachdem, wie das Teil konstruiert ist, ist das Tolle am Druckguss, dass man 96 %, 97 % oder 98 % des Metalls verwenden kann. Denn fast alles, was Sie einschmelzen, geht in das Produkt ein. Es ist also sehr effizient, wenn es um die Abfallverwertung geht. Bei der maschinellen Bearbeitung kann dasselbe Teil eine Menge Abfall haben, wenn man das ganze Material abträgt, um das fertige Produkt zu erhalten. Man könnte also zwei Drittel des Materials verschwenden, und all das wird nicht erfasst, wenn man nur die fertige Masse betrachtet.

Leah Archibald: Sie sagen also, dass der Materialabfall einen großen Einfluss auf den CO2-Ausstoß hat, aber er wurde in den bisherigen Modellen, die für die Nachhaltigkeit verwendet werden, nicht wirklich berücksichtigt.

Gibson Peters: Richtig. Das ist eine große Lücke, die wir bei den Ökobilanz-Tools gesehen haben. Wenn ich nur meine fertige Masse kenne, aber nicht weiß, wie viel Masse nötig war, um zu dieser fertigen Masse zu gelangen, ist das ein fehlender Teil der Ökobilanz.

Leah Archibald: Sie untersuchen also das Abfallmaterial, um das versteckte CO2 zu finden. Worauf achten Sie sonst noch?

Gibson Peters: Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Zykluszeit. aPriori hat die letzten 20 Jahre damit verbracht, Kostenmodelle zu entwickeln, die die Zykluszeit wirklich verstehen. Und das Tolle an der Zykluszeit ist, dass sie eine lineare Korrelation mit dem CO2-Ausstoß aufweist. Wenn Sie also in der Lage sind, die Zykluszeit zu verkürzen, können Sie gleichzeitig die Kosten und den CO2-Ausstoß senken.

Kann man die Kosten senken und gleichzeitig die Nachhaltigkeit verbessern?

Leah Archibald: Ich glaube, in der Vergangenheit war die gängige Meinung, dass Kosten und Nachhaltigkeit immer gegensätzlich sind, was bedeutet, dass es immer einen Kompromiss geben wird. Wir werden immer mehr Geld für einen geringeren CO2-Fußabdruck zahlen müssen. Ich denke, dass die Multidirektionalität des aPriori-Tools uns neue Möglichkeiten bietet, die Frage zu betrachten, und dass es tatsächlich Möglichkeiten gibt, sowohl die Kosten zu senken als auch die CO2-Bilanz zu verbessern.

Gibson Peters: Auf jeden Fall. Was wir in einer Reihe von Fallstudien herausgefunden haben, ist, dass die ursprüngliche Annahme, woher der Kohlenstoff kommt, nicht wirklich der Grund für den CO2-Ausstoß ist. Ein Beispiel ist das Material. Nur weil man zu einem Material wechselt, das weniger Kohlenstoff pro Kilogramm enthält, spart man nicht unbedingt die Menge an Kohlenstoff ein, die man annehmen würde. Denn das neue Produkt könnte dichter oder steifer sein. Bislang hatten wir diese schwer zu quantifizierenden Instinkte, und einige von ihnen waren richtig, aber einige waren auch falsch. Solange man sie nicht quantifizieren kann, weiß man nicht, was was ist.

Leah Archibald: Es gab bisher noch kein quantitatives System, das die Auswirkungen von CO2 in vollem Umfang berücksichtigt hat.

Gibson Peters: Ja, und es gibt auch keinen Industriestandard für Nachhaltigkeit, den alle teilen.

Leah Archibald: Wenn Sie also Nachhaltigkeit messen wollen, wo fangen Sie an?

Gibson Peters: Nun, der erste Schritt für jeden ist immer, eine Basislinie zu erstellen. Ich habe dieses Produkt: Wie viel Kohlenstoff steckt in diesem Projekt? aPriori kann Ihnen dabei helfen, und dann können wir das in Zukunft automatisieren.

Leah Archibald: Was meinen Sie mit „automatisieren“?

Gibson Peters: aPriori lässt sich in PLM integrieren, so dass wir Dinge aus dem PLM-System ziehen und Ihnen sagen können, wie viel CO2 in diesen bestehenden Produkten steckt. Danach helfen wir den Designern, bei der Entwicklung neuer Produkte über Nachhaltigkeit nachzudenken. Wir beginnen automatisch mit der Quantifizierung des Kohlenstoffanteils in einem Produkt. Dadurch erhalten Designer ein besseres Verständnis für nachhaltiges Produktdesign.

Leah Archibald: Gibson Peters, das war ein tolles Gespräch. Vielen Dank, dass Sie heute bei unserem Podcast dabei sind.

Gibson Peters: Ich freue mich, hier zu sein. Ich danke Ihnen vielmals.