{"id":94799,"date":"2023-04-15T12:00:00","date_gmt":"2023-04-15T10:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/industry-science.com\/?post_type=article&p=94799"},"modified":"2024-07-12T15:56:41","modified_gmt":"2024-07-12T13:56:41","slug":"regional-remanufacturing-networks-%e2%88%92-potentials-and-challenges-of-local-product-refabrication","status":"publish","type":"article","link":"https:\/\/industry-science.com\/en\/articles\/regional-remanufacturing-networks-%e2%88%92-potentials-and-challenges-of-local-product-refabrication\/","title":{"rendered":"Regional Remanufacturing Networks"},"content":{"rendered":"\n

Im Rahmen dieses Prozesses k\u00f6nnen Produkte, die aus Baugruppen oder mehreren Einzelteilen bestehen, demontiert und wiederaufbereitet werden, um dann aufgearbeitet und gegebenenfalls teilweise ersetzt zu werden, damit sie wieder in das fertige Produkt eingebaut werden k\u00f6nnen. Auf diese Weise k\u00f6nnen die gesamte Baugruppe oder die demontierten Einzelteile wiederverwendet werden. Allerdings haben produzierende Unternehmen noch relativ wenige Ber\u00fchrungspunkte mit der Kreislaufwirtschaft und sind sich ihres Potenzials nicht bewusst [2].<\/p>\n\n\n\n

Dar\u00fcber hinaus ist eine kosteneffiziente Bewertung des Zustands der Einzelteile oft problematisch und die Bewertungsverfahren nach der Einzelteiltrennung sind technisch aufwendig (z. B. Scan- und Pr\u00fcfverfahren). Zudem sind diese Bewertungsverfahren meist erst nach Abschluss der Demontage verf\u00fcgbar. Hier k\u00f6nnen die Konzeptionierung, Datenerfassung und Simulation von Remanufacturing-Prozessen helfen. Vorabinformationen \u00fcber die Produktnutzung mittels Machbarkeitsanalyse k\u00f6nnen den Demontageaufwand im Vorfeld entlasten und Aufschluss \u00fcber verbaute Einzelteile und deren Zustand geben. Vorabinformationen erm\u00f6glichen, sofern sie zug\u00e4nglich sind, auch den Einsatz von Komponenten anderer Hersteller, sodass eine gr\u00f6\u00dfere Interoperabilit\u00e4t gew\u00e4hrleistet werden kann. Sie k\u00f6nnen somit den Wiederaufbereitungsprozess kosteneffizient machen und auch Informationen \u00fcber das zuk\u00fcnftige Produktdesign liefern, um die Wiederaufbereitung neuer Produktvarianten zu erleichtern.<\/p>\n\n\n\n

Ein gro\u00dfer Hemmschuh ist die Reduzierung des logistischen Aufwands, da dieser auch negative externe Effekte auf die Umwelt hat. Die Regionalisierung ist somit eine zus\u00e4tzliche, aber letztlich konsequente Herausforderung f\u00fcr Refabrikations-Prozesse und -Ans\u00e4tze. Entsprechend der skizzierten Problemstellung soll dieser Beitrag eine L\u00fccke f\u00fcllen, indem er einen Ex-Ante-Ansatz f\u00fcr die lokale Refabrikation liefert, insbesondere die Gestaltung lokaler Refabrikationsketten und die Simulation von Handlungsalternativen, einschlie\u00dflich Machbarkeitsstudie und wirtschaftlicher Bewertung.<\/p>\n\n\n\n

Ein regionaler Refabrikationsnetwerk-Ansatz<\/h2>\n\n\n\n

Das Prozessmodell f\u00fcr ein regionales Wiederaufbereitungsnetz muss Aufgaben abdecken, die \u00fcber den allgemeinen Wiederaufbereitungsansatz hinausgehen. Die Absicht ist, dass die Wiederaufarbeitung von und mit Akteuren aus einer bestimmten Region durchgef\u00fchrt wird. Hierf\u00fcr m\u00fcssen die richtigen Kompetenzen und die entsprechenden Spezialisten identifiziert werden. Fachleute und Kunden m\u00fcssen von der Teilnahme an einem solchen Netzwerk \u00fcberzeugt werden, indem die Machbarkeit und die wirtschaftliche Tragf\u00e4higkeit nachgewiesen werden. Der eigentliche Aufbereitungsprozess ist eingebettet in eine gemeinsame Planung f\u00fcr das gesamte regionale Netzwerk. Das Vorgehensmodell [3] umfasst somit Aufgaben der Produktionsplanung, des Supply Chain Managements, des Qualit\u00e4tsmanagements und des Stakeholder-Managements, die durch ein Unternehmen in der Rolle eines Netzwerkmanagers sichergestellt werden.<\/p>\n\n\n\n

1. Ein potenzieller Ausl\u00f6ser f\u00fcr den regionalen Remanufacturing-Prozess kann eine Kundenanfrage sein. Ihre Anfrage wird zusammen mit allen anderen Anfragen ausgewertet, um Trends oder akute Schwerpunktauftr\u00e4ge zu identifizieren, die priorisiert oder mit besonderer Systematik bearbeitet werden sollten. Der Kundenkontakt kann bei jedem Partnerunternehmen im Netzwerk initiiert werden. Auch die Bedarfsanalyse wird von allen Partnerunternehmen gemeinsam durchgef\u00fchrt. Der Netzwerkmanager ist f\u00fcr die zentrale Pflege der Kundendaten, Kundenanfragen und Analyseroutinen verantwortlich.<\/p>\n\n\n\n

2. Die Pflege und der Ausbau der Kontakte zu den Partnerunternehmen des Netzwerks ist eine weitere zentrale Aufgabe des Netzwerkmanagers. Das Netzwerk pr\u00fcft, ob die notwendigen Kompetenzen vorhanden sind, um akute oder potenzielle Auftr\u00e4ge zu erf\u00fcllen. Die sp\u00e4tere Planung und Durchf\u00fchrung sind nicht selbstorganisiert. Daf\u00fcr sind die individuellen Gesch\u00e4ftsziele und Rahmenbedingungen der beteiligten Unternehmen zu dominant. Die zentrale Planung arbeitet auf der Basis der Daten, die die Netzwerkteilnehmer ihrerseits selbstorganisiert dem Netzwerk zur Verf\u00fcgung stellen.<\/p>\n\n\n\n

Jedes Unternehmen muss sich bewusst sein, dass eine Beteiligung an einem Aufarbeitungsauftrag wahrscheinlicher ist, wenn die Informationen \u00fcber die eigene Verf\u00fcgbarkeit und Leistungsf\u00e4higkeit aktuell sind. Das Netzwerk kann sich z. B. auf bestimmte Branchen, Ausfallsicherheit und regionale Selbstversorgung konzentrieren. Diese strategischen \u00dcberlegungen m\u00fcssen von allen Partnerunternehmen verstanden und unterst\u00fctzt werden. Deshalb werden in speziellen Netzwerktreffen verschiedene Szenarien und Akteurskonstellationen durchgespielt. Hier werden neue Potenziale und effektive Beziehungen innerhalb des Netzwerks aufgedeckt und diskutiert. Der Netzwerkmanager pflegt die bereitgestellten Stammdaten der Partnerunternehmen und initiiert die strategische Vernetzung.<\/p>\n\n\n\n

\u202f3. In der Phase der Machbarkeitspr\u00fcfung wird die technische Umsetzung des Remanufacturing-Prozesses \u00fcberpr\u00fcft. Zentrale Fragen betreffen die korrekte Zerlegung und die notwendigen Produkt- und Akteursdaten, um diesen Prozess \u00fcberhaupt steuerbar zu machen. Die Verifikation wird mittels einer Simulation durchgef\u00fchrt. Bei einer Cyber-Physikalischen Simulation wird den Partnerunternehmen direkt aufgezeigt, auf welchen Arbeitsaufwand sie sich einstellen m\u00fcssen bzw. welche Informationen noch zu liefern sind. Dar\u00fcber hinaus k\u00f6nnen Probleme im Netzwerk simuliert werden und es wird festgestellt, ob sie mit den jeweils vorhandenen Informationen bew\u00e4ltigt werden k\u00f6nnen. Partnerunternehmen sollen hier Vertrauen gewinnen und die Notwendigkeit erkennen, Informationen mit Unternehmen auszutauschen, die au\u00dferhalb und innerhalb des Netzwerks Konkurrenten sein k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

Stellt sich heraus, dass ein bestimmtes Produkt nicht oder nicht umweltvertr\u00e4glich wiederaufbereitet werden kann, wird zur ersten Phase zur\u00fcckgesprungen. Der Kundenbedarf und der Aufbau des Netzwerks werden von den Partnerunternehmen erneut gepr\u00fcft, sodass im Idealfall neue und fehlende Kompetenzen sowie Informationen ausgetauscht werden. Der Netzwerkmanager organisiert die Machbarkeitspr\u00fcfung und ist f\u00fcr die \u00dcberwachung sowie \u00dcberarbeitung der nicht umsetzbaren Auftr\u00e4ge verantwortlich.<\/p>\n\n\n\n

4. In der Vertriebsphase wird die grunds\u00e4tzliche Machbarkeit des Remanufacturing-Prozesses best\u00e4tigt. Hier wird die konkrete Prozessplanung und -optimierung durchgef\u00fchrt. Dies geschieht wiederum mit Informationen \u00fcber Kapazit\u00e4ten, Verf\u00fcgbarkeiten und Kosten aus den Partnerunternehmen. Als Ergebnis werden dem Kunden ein konkreter Aufbereitungsprozess und Angebote f\u00fcr das Werkst\u00fcck mit Angabe der beteiligten Unternehmen, Qualit\u00e4tsstandards, Gesamtkosten und Gesamtfertigstellungstermin vorgelegt. Wenn keine L\u00f6sung gefunden werden kann oder das Angebot nicht angenommen wird, wird zu Phase 1 zur\u00fcckgesprungen, damit die Partnerunternehmen die Leistung des Netzwerks \u00fcberarbeiten k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

5. Die Ausf\u00fchrungsphase umfasst den eigentlichen Aufbereitungsprozess. Die Teilaufgaben werden h\u00f6chstwahrscheinlich r\u00e4umlich verteilt und \u00fcber mehrere Netzwerkpartner abgewickelt. Daher m\u00fcssen nicht nur die Teilaufgaben, sondern auch die Transporte des demontierten Werkst\u00fccks koordiniert werden. Dies geschieht durch den Netzwerkmanager.<\/p>\n\n\n\n

6. Schlie\u00dflich erfolgen die Auslieferung und die Bewertung der verteilten Gesamtleistung im Remanufacturing-Prozess. Hierbei werden auch die Phasen 1 bis 4 ber\u00fccksichtigt. Die Einhaltung und Angemessenheit von Kosten, Zeiten und Ergebnisqualit\u00e4t werden \u00fcberpr\u00fcft und f\u00fcr zuk\u00fcnftige Prozesse ber\u00fccksichtigt.<\/p>\n\n\n\n

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\"Vorgehensmodell
Bild 1: Vorgehensmodell f\u00fcr ein regionales Refabrikationsnetzwerk.<\/em><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n
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In Bild 1 ist das allgemeine Vorgehensmodell f\u00fcr ein regionales Refabrikationsnetzwerk dargestellt. Der Netzwerkmanager ist f\u00fcr den Betrieb der Anwendungssysteme verantwortlich, die von den Netzwerkpartnern im Remanufacturing-Netzwerk ben\u00f6tigt werden. Er integriert die Funktionen und Daten f\u00fcr den Gesamtprozess. Operativ bedeutet dies, dass er die Verf\u00fcgbarkeit der Daten und die Ausf\u00fchrbarkeit der Teilaufgaben durch die Netzwerkpartner sicherstellt.<\/p>\n\n\n\n

Der Netzwerkmanager ist nicht die zentrale Entscheidungsinstanz. Der erste Kundenkontakt l\u00e4uft \u00fcber die Netzwerkpartner. Der Netzwerkmanager sorgt lediglich f\u00fcr eine zentrale Kundendatenbank und erm\u00f6glicht Auswertungen \u00fcber nachgefragte Produkte und Kompetenzen. Er fordert die relevanten Daten bei den Netzwerkpartnern an und pflegt sie. Die Unternehmen entscheiden selbst, welche Daten dem Netzwerk zur Verf\u00fcgung gestellt werden. Das Gleiche gilt f\u00fcr Machbarkeitsanalysen, Terminplanung und Durchf\u00fchrung.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

Viele der Aufgaben des Netzwerkmanagers k\u00f6nnen automatisiert werden: Erneuerung von Analysen, Datenaustausch, Mahnungen, Terminplanung, Kostenberechnungen und Berichterstattung \u00fcber Leistungskennzahlen. Der Kundenkontakt muss also in der Regel gar nicht mehr bestehen. Intensiver Kontakt mit den Netzwerkpartnern findet nur im Schritt \u201eMachbarkeitspr\u00fcfung\u201c statt. Dabei handelt es sich um strategisch wichtige Aufgaben (Simulationsworkshops), in denen die Netzwerkpartner unter der Moderation des Netzwerkmanagers die Partnerstruktur (Szenariomodellierung) und die technische Machbarkeit des Remanufacturing ermitteln.<\/p>\n\n\n\n

Dieser Teilschritt ist nur dann komplex, wenn neue Produktkategorien oder neue Partner in das Netzwerk aufgenommen werden. Der Netzwerkmanager wird als unabh\u00e4ngiger und autonomer Akteur im Netzwerk ben\u00f6tigt. Er hat kein pers\u00f6nliches Interesse am eigentlichen Herstellungsprozess und kann sicherstellen, dass kritische Daten von Partnerunternehmen nur f\u00fcr die Planung verwendet, aber nicht direkt an die anderen Netzwerkpartner weitergegeben werden.<\/p>\n\n\n\n

Potenziale und Herausforderungen regionaler Refabrikationsnetwerke<\/h2>\n\n\n\n

Ineffiziente Produktionsprozesse, der noch geglaubte wirtschaftliche Wachstumszwang und die Wegwerfgesellschaft verknappen unn\u00f6tig die begrenzten nat\u00fcrlichen Ressourcen. Die Globalisierung hat zudem negative Effekte auf die Umwelt. In der Halbleiterindustrie wird z. B. ein Wafer dreimal um die Welt transportiert, bevor er an den Kunden ausgeliefert wird. Derartige lokale Optimierungen von Produktionsprozessen in Wertsch\u00f6pfungsnetzwerken f\u00fchren zu einem Raubbau an der Umwelt. Ein vielversprechender und aufstrebender Ansatz ist das Remanufacturing von Produkten. Unter dem Dach der Kreislaufwirtschaft erm\u00f6glicht dieser Ansatz eine Senkung des Ressourcenverbrauchs. Um konsequent zu sein, muss dieser Ansatz jedoch in einem lokalen Kontext umgesetzt werden, um den logistischen Aufwand und damit die negativen Auswirkungen auf die Umwelt zu verringern.<\/p>\n\n\n\n

In diesem Beitrag wurde ein lokaler Remanufacturing-Ansatz vorgestellt, der es erm\u00f6glicht, den Ressourcenverbrauch zu reduzieren, lokale Unternehmen zu f\u00f6rdern und effiziente L\u00f6sungen f\u00fcr die regionale Wieder- und Weiterverwendung von G\u00fctern anzubieten. Der Ansatz ist prinzipiell f\u00fcr eine Vielzahl von Produkten geeignet. Insbesondere ist dies jedoch stark von der regionalen Nachfrage und den vorhandenen Kompetenzen abh\u00e4ngig.<\/p>\n\n\n\n

Besteht eine gro\u00dfe regionale Nachfrage nach einer bestimmten Produktkategorie, ist der Aufbau eines RNN sinnvoll, auch wenn \u00fcberregionale Kompetenzen einbezogen werden m\u00fcssen. Wenn gute regionale Kompetenzen vorhanden sind, kann ein RRN gebildet werden, auch wenn die Nachfrage nach dieser Produktkategorie weniger aus der Region, sondern \u00fcberregional kommt. Extremf\u00e4lle sind z. B. billige Massenprodukte (z. B. Kaffeemaschinen) auf der einen Seite und gro\u00dfe Spezialanfertigungen (z. B. Produktionsanlagen) auf der anderen Seite.<\/p>\n\n\n\n

Dass die Kompetenzen innerhalb eines RRN komponierbar sind, ist ein notwendiges Kriterium. Das hinreichende Kriterium ist dann die wirtschaftliche Effizienz. Die Herausforderung f\u00fcr den Netzwerkmanager besteht darin, im Laufe der Zeit auszuloten, wie gro\u00df das Auftragsvolumen und die Produktkomplexit\u00e4t sein m\u00fcssen oder k\u00f6nnen, damit das Netzwerk kostendeckend arbeitet.<\/p>\n\n\n\n

Der RRN-Ansatz l\u00e4sst sich nach unten skalieren, sodass Produktionsnetzwerke f\u00fcr bestimmte Produktkategorien nicht aufw\u00e4ndig simuliert, sondern direkt ohne Anspruch auf Wirtschaftlichkeit umgesetzt werden. Dies funktioniert jedoch nur, wenn es Netzwerkpartner gibt, die bestimmte Aktivit\u00e4ten auf freiwilliger Basis durchf\u00fchren (z. B. die Aufarbeitung von Kleinger\u00e4ten in offenen Werkst\u00e4tten).<\/p>\n\n\n\n

Insbesondere bei der Umsetzung eines hybriden Simulationsansatzes ist es wahrscheinlich sinnvoll, mit gro\u00dfen, mittelkomplexen Produkten zu beginnen. Mit zunehmender Erfahrung kann das RRN dann auf komplexere Produkte oder auf Massenprodukte ausgeweitet werden. F\u00fcr beide Ausrichtungen ist es sinnvoll, auch nicht-wirtschaftliche Wiederaufbereitungsszenarien in Betracht zu ziehen (Wiederaufbereitung von kosteng\u00fcnstigen Gegenst\u00e4nden f\u00fcr B\u00fcrger mit dem prim\u00e4ren Ziel der Abfallvermeidung. Oder die Wiederaufbereitung von Spezialmaschinen, die f\u00fcr die regionale Wirtschaft existenziell wichtig sind). Dies w\u00e4re dann sogar ein Vorteil f\u00fcr die regionale Resilienz, damit man sich in Extremsituationen besser helfen kann.<\/p>\n\n\n\n

\"Detaillierte
Bild 2: Detaillierte Auflistung der Potenziale und Herausforderungen regionaler Wiederaufbereitungsnetzwerke.<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Eine detaillierte Auflistung der Potenziale und Herausforderungen regionaler Wiederaufbereitungsnetzwerke ist in Bild 2 dargestellt.<\/p>\n\n\n\n

Dieser Beitrag entstand teilweise im Rahmen der Nachwuchsforschungsgruppe ProMUT \u201eNachhaltigkeitsmanagement 4.0 \u2013 Transformative Potentiale digital-vernetzter Produktion f\u00fcr Mensch, Umwelt und Technik\u201c (Kennzeichen 01UU1705B), das vom Bundesministerium f\u00fcr Bildung und Forschung in Rahmen der F\u00f6rderinitiative \u201eSozial-\u00f6kologische Forschung\u201c gef\u00f6rdert wird. Dar\u00fcber hinaus entstand der Beitrag teilweise im Rahmen des Weizenbaum-Instituts, welches durch das Bundesministerium f\u00fcr Bildung und Forschung (Kennzeichen 16DII13 16DII131, 16DII137, \u201cDeutsches Internet-Institut\u201d) gef\u00f6rdert wird.<\/em><\/p>\n

Bibliography <\/h2>[1] Rathore, P.; Kota, S; Chakrabarti, A.: Sustainability through Remanufacturing in India: A Case Study on Mobile Handsets. In Journal of Cleaner Production 19 (2011) 15, S. 1709-22.\r
[2] Kumar, V; Sezersan, I; Garza-Reyes, J. A.; Gonzalez, EDRS; Moh\u2019d Anwer, A-S.: Circular Economy in the Manufacturing Sector: Benefits, Opportunities and Barriers. In: Management Decision. 2019.\r
[3] Gronau, N.; Weber. E.; Wander, P.; Ullrich, A.: A regional remanufacturing approach – Modeling and simulation of circular economy processes in the era of Industry 4.0. In: Plapper, P. (Hrsg): Digitization of the work environment for sustainable production. Berlin 2022. htt- ps:\/\/doi.org\/10.30844\/ WGAB_2022_8.<\/div>

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