Die wissenschaftlichen Grundlagen der Methodik

DfACE baut auf mehr als einem Jahrzehnt peer-reviewter Forschung zu Kreislaufwirtschaftssystemen auf, die in industriellen Umgebungen in ganz Deutschland und Europa durchgeführt wurde. Diese Seite dokumentiert die wissenschaftlichen Grundlagen – die Publikationen, die Konzepte, die Rahmenwerke –, die jede Empfehlung von DfACE fundiert und extern überprüfbar machen.

Informationstechnik
Datenwirtschaft & Datengetriebene Prozesse und digitale Infrastruktur sind nicht unser Fokus – dafür braucht es spezialisierte Partner.
Ingenieursmethodik
Wir begleiten die technische Produktentwicklung – die kreislaufgerechte Konstruktion nach DfACE-Methodik ist der Kern unseres Leistungsbereichs.
Recyclingtechnik
Die Bewertung und Optimierung von Recyclingprozessen, einschließlich Ökobilanzen, überlassen wir den Experten von DfACE.
10R Framework

Ein umfassender Überblick darüber, wo Wert in Ihr Produkt einfließt, sich darin bewegt und es wieder verlässt

Die Bewertung beginnt mit einer Stücklistenanalyse – jede Komponente, Unterkomponente und jeder Materialeinsatz wird nach Gewicht, Volumen, Recyclingfähigkeit und aktuellem Entsorgungsweg erfasst. Damit wird die Ausgangsbasis festgelegt. Die Energieflussanalyse deckt den gesamten Produktionszyklus ab: Rohstoffgewinnung und -transport, Fertigungsprozesse, Produktnutzungsphase und Entsorgung. Jede Phase wird hinsichtlich ihrer Energieintensität und ihres Potenzials zur Schließung von Kreislaufkreisläufen bewertet. Die Charakterisierung der Abfallströme identifiziert jedes Material, das das System verlässt – sei es als Schrott, Verschnitt, Ausschuss, Verpackung oder Altprodukt – und klassifiziert jeden Strom nach Materialtyp, Volumen, aktuellem Entsorgungsweg und Verwertungspotenzial auf dem Markt.

Refuse: Nichtkonsum, Vermeidung, geringer Nutzen

beschreibt die bewusste Ablehnung eines Produkts, also dessen Nichtentwicklung, -produktion und -konsum. Der Ansatz wird gewählt, wenn ein Produkt keinen ausreichenden gesellschaftlichen Nutzen innerhalb der Kreislaufwirtschaft bietet. Er kann auch durch politische, kulturelle oder regionale Gründe beeinflusst sein.

Rethink: Neukonstruktion, Optimierung, Kreislauffähigkeit

bedeutet das grundlegende Überdenken und Neukonstruieren eines Produkts, das aktuell nicht kreislauffähig ist. Dabei kann auf bestehende Entwürfe zurückgegriffen oder ein höherer Entwicklungsaufwand nötig sein. Besonders relevant ist der Ansatz bei innovativen Produkten, für die noch keine geeigneten Recyclingprozesse existieren.

Reduce: Materialeinsparung, Effizienz, Zielkonflikt

zielt auf die Reduktion des Materialeinsatzes bei gleichbleibender Funktion ab. Eine effiziente Materialnutzung ist positiv, darf jedoch nicht zu frühzeitigem Bauteilversagen führen. Gleichzeitig kann ein geringerer Materialanteil den späteren Recyclingwert und die Wirtschaftlichkeit beeinträchtigen.

Reuse: Wiederverwendung, gleiche Funktion, Produkterhalt

beschreibt die wiederholte Nutzung eines Produkts in seiner ursprünglichen Form und für denselben Zweck. Es ist vollständig dem Produktrecycling zugeordnet und erhält die Produktintegrität. Eine klare Abgrenzung besteht zu Repurpose, bei dem der Zweck geändert wird.

Repair: Instandsetzung, Demontierbarkeit, Ersatzteile

bezeichnet die Reparatur defekter oder verschlissener Komponenten eines Produkts. Voraussetzung ist eine konstruktionstechnisch geplante Zugänglichkeit und geeignete Fügetechnik für zerstörungsfreie Demontage. Der Ansatz erfordert zudem Informationen, Ersatzteile und organisatorische Strukturen wie Serviceangebote.

Refurbish: Aufbereitung, Qualitätswiederherstellung, Ersatzkomponenten

umfasst die umfassende Aufarbeitung eines Produkts zum bestmöglichen Zustand. Dabei werden nicht nur defekte, sondern auch potenziell verschlissene Komponenten geprüft und ggf. durch baugleiche Teile ersetzt. Der Prozess kann auch von Drittanbietern durchgeführt werden und erfordert eine geeignete, zerstörungsfreie Demontage.

Remanufacture: Upgrade, Leistungssteigerung, hohe Komplexität

geht über Refurbishment hinaus, indem Komponenten durch leistungsfähigere neue Versionen ersetzt werden. Dadurch kann das Produkt einen besseren Zustand als im Neuzustand erreichen. Der Ansatz erfordert hohe organisatorische Integration, Informationsfluss und ist besonders für hochwertige, komplexe Produkte geeignet.

Repurpose: Zweckänderung, Zweitnutzung, Substitution

bedeutet die Nutzung eines Produkts für einen anderen Zweck als ursprünglich vorgesehen. Dabei kann ein Teil des Materials ineffizient genutzt werden, da das Produkt nicht für den neuen Zweck optimiert ist. Dennoch kann der Ansatz wirtschaftlich sinnvoll sein, wenn er die Herstellung eines neuen Produkts ersetzt.

Recycle: Materialrückgewinnung, Aufbereitung, Prozessdesign

beschreibt die Zerstörung der Produktstruktur zur Rückgewinnung von Materialien. Es ist der grundlegende EndofLifeAnsatz für alle Produkte und erfordert meist automatisierte Prozesse. Die Produktgestaltung muss daher auf die Trennbarkeit und Prozessanforderungen der Recyclingtechnologien abgestimmt sein.

Recover: Energiegewinnung, Endoption, Verlust

bezeichnet die energetische Verwertung von Materialien durch Rückgewinnung der enthaltenen Energie. Nach diesem Prozess gelten sowohl Produkt als auch Material weitgehend als verloren. Der Ansatz wird eingesetzt, wenn andere Kreislaufoptionen technisch oder wirtschaftlich nicht sinnvoll sind.

Publikationen

Supportive research

Alle Beratungsleistungen von DfACE basieren auf veröffentlichten, extern begutachteten wissenschaftlichen Arbeiten. Die folgenden Publikationen bilden den Kern unserer Forschungsarbeit.

12/2024
Chapter

Information as Key for Strategic Stakeholder Opportunities Within the Value Chain of an Advanced Circular Economy

Designing resource-efficient products, aided by digitalization, offers additional potential to consider improved circularity of the product for the whole value chain.
Autoren: Phillip Wallat, Sebastian Lawrenz, Mathias Nippraschk
Abstract
12/2024
Chapter

Strategic Requirements-Based Product Design: A Tri-Tool Methodology For Advanced Circular Economy

Redesigning and updating products represent time-consuming processes, even if the same methodology as the original design is applied.
Autoren: Phillip Wallat, Jiwei Low, Eldwin Darryl Tanzil
Abstract

Refine the circular economy by rethinking it -a holistic approach for the advanced circular economy

The Circular Economy is a recent economic approach aiming to transform the linear economy into a sustainable system including the economic, ecological, and social dimensions.
Autoren: Mathias Nippraschk, Phillip Wallat, Sebastian Lawrenz, Daniel Goldmann
Abstract
05/2022
Article

A Knowledge-based Product Design Assistance for the Advanced Circular Economy

Information is crucial to establishing a circular economy. For example, the design engineer must access information regarding recycling processes.
Autoren: Phillip Wallat, Sebastian Lawrenz, Armin Lohrengel
Abstract
01/2022
Poster

Is it all about Information?

The Role of the Information Gap between Stakeholders in the Context of the Circular Economy and how to close it
Autoren: Mathias Nippraschk, Sebastian Lawrenz, Phillip Wallat, Armin Lohrengel
Abstract
01/2022
Book

Circular sPrint Playbook

The Circular sPrint format was developed by the CRAFTH project consortium which organized a total of four Circular sPrints events during 2020 and 2021, amidst the global Covid19 pandemic.
Autoren: Tuomas Puttonen, Yannick Christiaens, Francesca Ostuzzi, Wim Van Opstal
Abstract

Der Einfluss der Fügetechnik auf die Konstruktion von Produkten für das Kreislaufwirtschaftssystem

To transform the current economic system towards a circular economy it is necessary to design products accordingly.
Autoren: Phillip Wallat, Armin Lohrengel
Abstract
09/2021
Poster

A Knowledge-based Product Design Assistance for the Advanced Circular Economy

A Knowledge-based Product Design Assistance for the Advanced Circular Economy
Autoren: Phillip Wallat, Sebastian Lawrenz, Armin Lohrengel, Andreas Rausch
Abstract

A Knowledge-based Product Design Assistance for the Advanced Circular Economy

Information is crucial to establishing a circular economy.
Autoren: Phillip Wallat, Sebastian Lawrenz, Armin Lohrengel
Abstract

Is it all about Information? The Role of the Information Gap between Stakeholders in the Context of the Circular Economy

There is still a big difference, between a circular economy as described in the literature and reality.
Autoren: Sebastian Lawrenz, Mathias Nippraschk, Phillip Wallat, Armin Lohrengel
Abstract

Erstellung einer Materialdatenbank zur digitalen Systematisierung im Konstruktionsprozess für kreislaufgerechte Produkte

Rohstoffe spielen in der Kreislaufwirtschaft eine zentrale Rolle.
Autoren: Phillip Wallat, Armin Lohrengel
Abstract

Die Einbettung kreislaufgerechter Konstruktionsansätze in den Produktentstehungsprozess Embedment of Engineering Design for Circular Economy into the Product Creation Process

Die Kreislaufwirtschaft trägt zur Rohstoffsicherung und Ressourceneffizienz bei.
Autoren: Phillip Wallat, Armin Lohrengel
Abstract

Wirtschaftliche Einflussfaktoren auf eine kreislaufgerechte Produktentwicklung

Die Kreislaufwirtschaft ist erst durch eine entsprechende Produktentwicklung möglich.
Autoren: Phillip Wallat, Armin Lohrengel
Abstract

Machen Sie Produkte zu strategischen Wertanlagen

Strategien der Kreislaufwirtschaft schaffen messbaren Mehrwert in allen Unternehmensbereichen. Wählen Sie einen Bereich aus, um die spezifischen Vorteile von DfACE auf Ihrer Ebene zu entdecken.