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H. Ostad Ahmad Ghorabi:
"Ecodesign- Decision- Boxes for a Systematic Integration of Environmental Considerations into the Product Development";
Supervisor: W. Wimmer; Institut für Konstruktionswissenschaften und Technische Logistik E 307, 2005.

Any development of products as well as any production activity causes an environmental impact. Decisions on the design of a product taken by engineers in product development influence the environmental performance of the product since the engineers select the materials used in the product and further determine production technologies necessary to manufacture the product. The design itself may influence means of transport needed, energy consumption of the product in its use stage as well as possible end of life scenarios.

Experience shows that Life Cycle Thinking is still not well established among engineers in product development. Therefore the Ecodesign research group at the Institute for Engineering Design - VUT developed tools such as the PILOT (Product Investigation, Learning and Optimization Tool) and the Assistant to help engineers to apply Ecodesign to their products and therefore environmentally improve their products.

The limitation of these tools are that they may help to improve an already existing product for further designs but are not able to assist the engineer during the design of a new product.

Aim of this thesis was to develop a systematic tool for integrating the concept of Ecodesign into the product development. The engineer in product development should have the possibility to design an environmental sound product which already has a good environmental performance.

The idea of the proposed Ecodesign- Decision- Boxes for a product introduced in this thesis allows a hand in hand application of environmental considerations and technical considerations of the product. The Design- Box allows optimizing the entire product whereas the Component- Boxes and their corresponding Material- Boxes allow tracking the influence on environment of each component, part and of each material used in the components.

The application of the Ecodesign- Decision- Boxes remains easy since no detailed knowledge about Life Cycle Assessment is necessary. All necessary data from Life Cycle Assessment are worked in databases before. The engineer only defines general data such as used materials, production processes, distribution data and end of life scenarios through an interface. The resulting LCA-graphs for materials and components, showing the environmental impact over a relevant design parameter of the product, are generated automatically and drawn into the corresponding Decision- Boxes. Summing up LCA-graphs of materials used in a component leads to a LCA-curve of the component in the Component- Box. Further summing up LCA-graphs of components used in a product leads to the LCA-curve of an assembled product in the Design- Box. The LCA-graphs of components as well as the LCA-graph of the assembled product help the engineer in product development to evaluate the expected environmental performance of the product already in early design stages.

Jeder Produktentwicklungsprozess bzw. jede Produktionsaktivität beeinflusst die Umwelt. Dieser Einfluss wird maßgeblich durch die Entscheidungen des Produktentwicklers während der Konstruktion bzw. dem Produktentwicklungsprozess geprägt. Der Produktentwickler wählt die Materialien für das Produkt aus und determiniert in Folge die nötigen Produktionstechnologien für die Herstellung des Produktes. Die Konstruktion beeinflusst im Weiteren auch die benötigten Transportmittel, den Energieverbrauch während der Nutzungsphase und mögliche Entsorgungsszenarien.

Die Erfahrung zeigt, dass Produktentwicklern das Denken in Lebenszyklen schwer fällt. Deshalb hat der Arbeitskreis für Ecodesign des Instituts für Konstruktionswissenschaften und Technische Logistik der TU Wien Tools wie den PILOT (Produkt- Innovations-, Lern- und Optimierungs-Tool) und den Assistenten entwickelt, um Produktentwicklern bei der Umsetzung von Ecodesign und bei der Produktverbesserung zu helfen.

Diese Tools können für die Auffindung von Ecodesign- Produktverbesserungsstrategien für ein bereits bestehendes Produkt behilflich sein, können aber dem Produktentwickler nicht während der Konstruktion eines neuen Produktes assistieren.

Ziel dieser Arbeit war es, ein systematisches Tool für die Integration von Ecodesign in den Produktentwicklungsprozess zu entwickeln. Dieses Tool, genannt "Ecodesign- Decision- Boxes", erlaubt dem Produktentwickler neben den technischen Überlegungen die Einbeziehung von Überlegungen zu den Umweltauswirkungen des Produktes während der Konstruktion. Die Ecodesign- Decision- Boxes bestehen aus der "Design- Box", der "Component- Box" und der "Material- Box". Die Design- Box ermöglicht die Optimierung des gesamten, zusammengebauten Produktes. Die Umweltbewertung von Komponenten und Materialien erfolgt über die Component- Boxes mit ihren zugehörigen Material- Boxes.

Die Handhabung der Decision- Boxes ist einfach, da diese derart konzipiert sind, dass eine direkte Auseinandersetzung mit Ökobilanzen für den Anwender vermieden wird. Daten aus Ökobilanzen werden zuvor in Datenbanken gespeichert. Der Anwender kann über ein Interface allgemeine Daten wie verwendete Materialien, Produktionstechnologien, Transportmittel oder Entsorgungsszenario eingeben und somit auf Ökobilanzdaten zurückgreifen. Basierend auf diesen Daten werden Graphen generiert, die die Umweltauswirkung, z.B. in Form von globaler Erwärmung, über einen technischen Konstruktionsparameter, z.B. Gewicht, darstellen. Die Aufsummierung der Graphen in der Materialbox führt zum charakteristischen Graphen der Komponente. Die Aufsummierung der Komponentengraphen ergibt den charakteristischen Graphen des zusammengebauten Produktes in der Design- Box. Diese Graphen erlauben eine Umweltbewertung des Produktes in den frühen Phasen der Konstruktion. Zusätzlich können Grenzwerte für die Umweltauswirkung, z.B. maximaler CO2 Ausstoß, und den Konstruktionsparameter, z.B. maximales Gewicht, in den Decision- Boxes eingegeben werden. Die Grenzwerte definieren einen Rahmen, in der die optimale Konstruktion, hinsichtlich Technik und Umwelt, zu finden ist.