Kreislaufgerechte Werkstoffentwicklung

Im Rahmen einer nachhaltigen Entwicklung führt die Etablierung einer Kreislaufwirtschaft zu geänderten Anforderungen an Werkstoffe, denen in Werkstoffentwicklungsvorhaben Rechnung zu tragen ist. Aktuelle Werkstoffentwicklungsprozesse weisen bezüglich der ökonomischen und ökologischen Anforderungen einer Kreislaufwirtschaft zum Teil schwerwiegende konzeptionelle Defizite auf. Insbesondere erfolgt vielfach keine explizite Bedürfnisorientierung, die über die physikalisch-technischen sowie monetären Ebenen hinausgeht. Ebenso ist eine unangemessene Berücksichtigung von klassischen betriebswirtschaftlichen Fragen der externen und vor allem auch internen Kundenorientierung und Grundsatzentscheidungen bezüglich der Eigenerstellung und/oder des (kooperativen) Fremdbezugs von betrieblichen Forschungs- und Entwicklungsleistungen festzustellen. Insgesamt stellen konsequent auf die Anforderungen einer Kreislaufwirtschaft ausgerichtete Werkstoffentwicklungsprozesse nicht nur für naturwissenschaftlich- technische, sondern ausdrücklich auch für betriebswirtschaftliche Forschungen und Anwendungen eine neuartige Herausforderung dar. Das primäre Ergebnis der Studie ist die Konzeption der kreislaufgerechten Werkstoffentwicklung, die aus systematischen Erweiterungen und Differenzierungen des Grundmodells von Grosch hervorgegangen ist. In den Analysen zur Biographie und zu Umwelteinflüssen von Werkstoffen sowie zu kunden- und make-or-buy- orientierten Entwicklungspfaden wird deutlich, welche Auswirkungen die Entscheidung für einen bestimmten Entwicklungspfad auf Effektivitäts- und Effizienzanforderungen sowie Kreislauferfordernisse hat. Die Konzeption der kreislaufgerechten Werkstoffentwicklung bildete den Bezugsrahmen für den Fortgang der Untersuchung, d. h. sämtliche weiteren Forschungsschwerpunkte wurden systematisch in diesen Ablauf eingebettet. Weil bislang im Schrifttum nur bruchstückhaft geklärt war, welche Eigenschaften einen kreislauffähigen Werkstoff systematisch kennzeichnen, wurde ein entsprechendes Eigenschaftsprofil entwickelt. Dieses Profil konstituiert sich aus 60 Eigenschaften, deren Struktur die Lebenswegphilosophie sowie hierarchische Beziehungen zwischen den Eigenschaften angemessen darstellt. Im weiteren Verlauf der Arbeit wurde deutlich, dass im Rahmen der Bearbeitung von Grundproblemen der Werkstoffauswahl die Nutzung von Expertenwissen eine bedeutsame Rolle spielt. Ebenso wurden der Werkstoffauswahl nach Kreislauferfordernissen weitere wesensprägende Merkmale in Form eines rechnergestützten Vorgehens und eines ausgeprägten Unschärfegehalts bescheinigt. Keines der bekannten rechnergestützten Werkstoffauswahlverfahren war in der Lage, Unschärfen von Kreislauferfordernissen angemessen abzubilden. Deshalb wurde auf Grundlage der Theorie unscharfer Mengen eine Expertensystemkonzeption für die Werkstoffauswahl erarbeitet, welche sich besonders durch einen systematischen Einbezug von Eigenschaften kreislauffähiger Werkstoffe und durch die Modellierung lexikalischer Unschärfen sowie unscharfer Relationen von Kreislauferfordernissen auszeichnet.