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Kreislauffähigkeit von Werkstoffen. Analyse und Bewertung des Konzeptes zur Entscheidungsunterstützung bei der Werkstoffentwicklung

Projektbearbeiter:
Michael Achard
Finanzierung:
Bund;
Schon immer haben Werkstoffe im Leben der Menschheit einen wichtigen Stellenwert eingenommen. Ein Indiz für diese Aussage ist etwa die Benennung ganzer Zeitalter nach den jeweils primär verwendeten Werkstoffen, wie Steinzeit, Bronzezeit oder Kupferzeit. Die Einbeziehung des Produktionsfaktors "Werkstoff" in das Konzept "Kreislaufwirtschaft" beinhaltet ökonomische und ökologische Erfolgspotenziale, die bisher weder systematisch in der Wissenschaft reflektiert noch in der Praxis umgesetzt werden. Werkstoffentwicklung und Kreislaufwirtschaft werden bis heute in Wissenschaft und Praxis weitestgehend isoliert behandelt. Partielle Berührungspunkte zwischen Werkstoffentwicklungen und Kreislauferfordernissen werden vorrangig von naturwissenschaftlich-technischen Publikationen vor allem mit Blick auf die Recyclingfähigkeit oder ökobilanzielle Wirkungskategorien (insbesondere die Toxizität) von Werkstoffen hergestellt, wobei die traditionell verwendeten naturwissenschaftlich-technischen Entwicklungsparameter insgesamt Kriterien der Kreislaufgerechtigkeit vielfach konterkarieren. Als Herausforderung für die hier vorgestellte Forschungsarbeit kann gelten, dass über die Recyclingkomponente und ökobilanzielle Wirkungskategorien hinausgehende Kreislauferfordernisse von Werkstoffen bis heute nicht angemessen systematisch und umfassend erhoben sowie dargestellt worden sind.
Spezifisches Merkmal der Werkstoffentwicklung nach Kreislauferfordernissen ist eine unscharfe Entscheidungssituation. Der Unschärfegehalt ist für die Werkstoffauswahl, als ein elementarer Schritt der Werkstoffentwicklung, besonders ausgeprägt. Für die Werkstoffauswahl existieren verschiedene entscheidungsunterstützende Verfahren (z.B. Datenbanken, Schaubilder, Kennzahlenverfahren, Nutzwertanalysen, Expertensysteme). Parallel zu den geschilderten Kritikpunkten an der Werkstoffentwicklungsphilosophie weisen auch diese Verfahren die analogen konzeptionellen Defizite auf. Daneben ist zu kritisieren, dass bislang keine Verfahren eingesetzt werden, die die der Werkstoffauswahl immanente Unschärfe angemessen berücksichtigen.
Eine konsequent auf Kreislauferfordernisse gerichtete Werkstoffentwicklung stellt nicht nur für naturwissenschaftlich-technische sondern auch für betriebswirtschaftliche Forschungen und Anwendungen eine neuartige, große Herausforderung dar. Diesbezügliche betriebswirtschaftlich relevante Fragestellungen werden zur Zeit (noch) nicht bzw. nicht in nennenswertem Umfang bearbeitet. Die geschilderte Problemsituation setzt den Rahmen für die zentralen betriebswirtschaftlichen Forschungsschwerpunkte der Arbeit. Zunächst ergibt sich die Notwendigkeit zur Synthese der Werkstoffentwicklung und der Kreislaufwirtschaft. Die Zusammenführung erfordert eine ganzheitliche Herangehensweise, die Kreislauferfordernisse im ökonomischen Kontext angemessen berücksichtigt. Das Resultat ist die neue Leitidee der "Kreislauffähigkeit von Werkstoffen". In diesem Kontext sind Strukturen und Abläufe für die F&E von Produktionsunternehmen derart zu generieren, dass diese die Entwicklung von kreislauffähigen Werkstoffen begünstigen.Weiter muss als Richtungsanzeiger für künftige Werkstoffentwicklungsvorhaben systematisch ein umfassendes Eigenschaftsprofil für kreislauffähige Werkstoffe entwickelt werden. Schließlich ist eine Expertensystemkonzeption zu entwickeln, welche die Unschärfe der Entscheidungssituation im Rahmen der Werkstoffauswahl von kreislauffähigen Werkstoffen gut unterstützen.

Schlagworte

F&E, Kreislauffähigkeit, Kreislaufwirtschaft, Nachhaltigkeit, Werkstoff, Werkstoffauswahl, Werkstoffentwicklung

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