VDI 2243-2002 Recycling-oriented product development.pdf

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1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEURERecyclingorientierte ProduktentwicklungRecycling-oriented product developmentVDI 2243Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI-Gesellschaft Entwicklung Konstruktion VertriebAusschuss Recyclingorientierte ProduktentwicklungVDI-Handbuch KonstruktionVDI-Handbuch Umwelttech

2、nikVDI-RICHTLINIENZu beziehen durch / Available from Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2002Vervielfltigung auchfr innerbetriebliche Zwecke nicht gestattet / Reproduction even for internal use not permittedDie deutsche

3、 Version dieser Richtlinie ist verbindlich.Korrigierter Nachdruck 2002-10ICS 03.100.40; 21.020Juli 2002July 2002The German version of this guideline shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation. Inhalt Seite1 Zielsetzung und Einordnung . . . .

4、. . . . . . 21.1 Ziel der Richtlinie . . . . . . . . . . . . . . 21.2 Recycling Einordnung. . . . . . . . . . . 32 Produktentwicklungsprozess . . . . . . . . . 42.1 Einordnung in den Produktentstehungs-prozess (PEP) . . . . . . . . . . . . . . . . 42.2 Recyclingaspekte im Produktentwick-lungsprozess

5、 . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.2.1 Strategieentwicklung . . . . . . . . . 62.2.2 Vorentwicklung . . . . . . . . . . . . 72.2.3 Serienentwicklung . . . . . . . . . . 83 Recyclingorientierte Gestaltung . . . . . . . . 83.1 Rahmenbedingungen . . . . . . . . . . . . 83.1.1 Anforderungen und Konfl

6、ikte . . . . 83.1.2 Vorgehensweise und Priorisierung . . 103.2 Recycling-Kriterien . . . . . . . . . . . . . 113.2.1 Umfeld . . . . . . . . . . . . . . . . 113.2.2 Technologie . . . . . . . . . . . . . . 113.2.3 kologie . . . . . . . . . . . . . . . 123.2.4 konomie. . . . . . . . . . . . . . . 133.3

7、 Bewertungsanstze . . . . . . . . . . . . . 133.4 Gestaltungs-Empfehlungen . . . . . . . . . 153.4.1 bersicht . . . . . . . . . . . . . . . 153.4.2 Praxis-Hinweise . . . . . . . . . . . 164 Anwendung und Beispiele . . . . . . . . . . . 204.1 Produktbeispiele . . . . . . . . . . . . . . . 204.1.1 Unt

8、erbodenschutz fr Pkw . . . . . . 204.1.2 Instrumententafel fr Pkw . . . . . . 224.1.3 Heizungspumpensteuerung. . . . . . 234.1.4 Toaster . . . . . . . . . . . . . . . . 254.1.5 Ventilblock . . . . . . . . . . . . . . 264.1.6 Electronic Packaging AssemblyConcept (E-PAC) . . . . . . . . . . . 28Conten

9、ts Page1 Objective and role . . . . . . . . . . . . . . . . 21.1 Aim of the guideline . . . . . . . . . . . . . 21.2 Recycling in its rightful place . . . . . . . . 32 Product development process . . . . . . . . . 42.1 Fitting into the product generation process (PGP) . . . . . . . . . . . . . . . .

10、 42.2 Recycling aspects in the product development process . . . . . . . . . . . . . 52.2.1 Strategic development. . . . . . . . . 62.2.2 Preliminary development . . . . . . . 72.2.3 Mass-production development . . . . 83 Recycling-oriented design . . . . . . . . . . . 83.1 Boundary conditions . . .

11、 . . . . . . . . . . 83.1.1 Requirements and conflicts . . . . . . 83.1.2 Procedure and priorization . . . . . . 103.2 Recycling criteria. . . . . . . . . . . . . . . 113.2.1 Surrounding . . . . . . . . . . . . . . 113.2.2 Technology . . . . . . . . . . . . . . 113.2.3 Ecology . . . . . . . . . . .

12、. . . . . 123.2.4 Economy . . . . . . . . . . . . . . . 133.3 Approaches to assessment . . . . . . . . . . 133.4 Design recommendations . . . . . . . . . . 153.4.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . 153.4.2 Practical hints . . . . . . . . . . . . . 164 Application and examples . . . . . . . . .

13、. . 204.1 Product examples. . . . . . . . . . . . . . . 204.1.1 Underbody protection for cars . . . . 204.1.2 Instrument panels for cars. . . . . . . 224.1.3 Heating pump control . . . . . . . . . 234.1.4 Toaster . . . . . . . . . . . . . . . . . 254.1.5 Valve block . . . . . . . . . . . . . . 264.1

14、.6 Electronic Packaging AssemblyConcept (E-PAC) . . . . . . . . . . . 28Frhere Ausgabe: VDI 2243 Blatt 1 12.00 Entwurf,deutsch, zurckgezogenFormer edition: VDI 2243 Part1 12/00 draft,in German only,withdrawnB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verei

15、n Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2002 2 VDI 2243Seite4.2 Praxisinstrumente . . . . . . . . . . . . . . 294.2.1 Recyclingpass . . . . . . . . . . . . 294.2.2 Internationales Demontage-Informations-System (IDIS) . . . . . 32Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34Anhang Begriffe und

16、Definitionen . . . . . . . . 351 Zielsetzung und EinordnungMit steigendem Wohlstand nimmt auch der Ver-brauch an natrlichen Ressourcen zu. Dies fhrt teil-weise zu Kritik an herkmmlichen Verhaltensweisen,z.B. hinsichtlich Konsum oder Mobilitt. Die Politikreagiert zunehmend mit Verordnungen und Gesetz

17、en.Industrie und Wissenschaft nehmen bei der Entwick-lung und Umsetzung zukunftsfhiger Lsungen frein umwelt- und sozialvertrgliches, d.h. nachhalti-ges Wirtschaften, eine gestalterische Schlsselrolleein.Zur Beurteilung und Optimierung der Umweltver-trglichkeit von Produkten und Prozessen stellt effi

18、-zientes Recycling im Sinne einer erneuten Verwen-dung bzw. stofflichen Verwertung nur einen Teilas-pekt im komplexen technisch-konomisch-kologi-schen Zusammenhang dar. Bei einer mglichst um-fassenden Betrachtung und ganzheitlichen Vorge-hensweise sind eine Vielzahl von Aspekten und An-forderungen z

19、u bercksichtigen. Fr pragmatischeLsungen sind allerdings Prioritten zu setzen sowieunternehmens- und marktspezifische Gewichtungenvorzunehmen.Den berwiegenden Teil der Produkteigenschaftenund -auswirkungen legt der Konstrukteur mit seinenGestaltungsentscheidungen im Verlauf des Produkt-entwicklungsp

20、rozesses fest. Nur geringe Umfngeknnen spter noch durch gezielte Manahmen in derProduktionsphase beeinflusst werden. Das Gestal-tungsziel Recycling muss daher von Anfang an in denEntwicklungsprozess integriert werden 1; 2.1.1 Ziel der RichtlinieZiel dieser Richtlinie ist es, neben allen Produktver-a

21、ntwortlichen insbesondere dem Entwickler und demKonstrukteur Informationen, Anleitungen und Ent-scheidungshilfen fr die einzelnen Phasen der Pro-duktentwicklung zu geben, um technische und wirt-schaftliche Mglichkeiten sowie Alternativen zurVerbesserung der Recyclingfhigkeit von techni-schen Produkt

22、en erarbeiten und auswhlen zu kn-nen.Page4.2 Practical instruments . . . . . . . . . . . . . 294.2.1 Recycling passport . . . . . . . . . . 294.2.2 International Dismantling Information System (IDIS) . . . . . . 32Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34Annex Terms and definitions .

23、 . . . . . . . . . . . 351 Objective and roleWith increasing prosperity, the consumption of natu-ral resources also rises. This leads to some extent tocriticism of conventional behavior, for example withregard to consumption or mobility. Politicians in-creasingly react with regulations and laws. Ind

24、ustryand science assume a key role in the development andimplementation of future-proof solutions for an envi-ronmentally and socially compatible, that is to saysustainable, economy.In order to assess and optimize the environmentalcompatibility of products and processes, efficient re-cycling, in the

25、 sense of renewed use or material recy-cling, constitutes only a part of the complex techno-logical/economic/ecological relationship. In the caseof most comprehensive consideration and unifiedprocedure, a large number of aspects and require-ments have to be taken into account. However, prior-ities h

26、ave to be set for pragmatic solutions, and com-pany-specific and market-specific priorizations haveto be applied.The predominant part of the product properties andeffects are defined by the designer with his design de-cisions in the course of the product developmentprocess. Only small details can st

27、ill be influencedsubsequently by means of specific measures in theproduction phase. The ”recycling“ design objectivetherefore has to be integrated into the developmentprocess from the start 1; 2.1.1 Aim of the guidelineThe aim of this guideline is to provide the developerand the designer, in particu

28、lar, in addition to all thoseresponsible for the product, with information, in-structions and decision-making aids for the individ-ual phases of the product development, in order to beable to prepare and select technical and economicpossibilities and alternatives for improving the recy-cleability of

29、 technical products.B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2002 VDI 2243 3 Auf gesellschaftliche, politische und soziale Umfeld-bedingungen sowie auf die rechtlichen Vorgaben, dievon entscheidender Bedeutung

30、sein knnen, wird imRahmen dieser Richtlinie nicht nher eingegangen.1.2 Recycling EinordnungDie Verbesserung der Recyclingfhigkeit als integra-ler Bestandteil des Produktentwicklungsprozesseskann nur realisiert werden, wenn Gebrauchs- undFunktionseigenschaften des Produkts, dessen Be-triebssicherheit

31、 sowie die Wirtschaftlichkeit gegebensind. Die Optimierung der Recyclingfhigkeit ist nureine von mehreren Mglichkeiten, produktbezogeneUmweltbelastungen zu reduzieren 3 bis 6. Sie kannjedoch im Konflikt mit anderen kologischen sowiemarkt- und kundenrelevanten technischen und wirt-schaftlichen Anford

32、erungen stehen. Andere Mg-lichkeiten sind z.B. das Verringern des Ressourcen-verbrauchs oder das Reduzieren von Emissionen.Mgliche Zielkonflikte werden im Abschnitt 3.1 er-lutert. Bild 1.1 gibt einen schematischen ber-blick ber den Aufbau dieser Richtlinie sowie grund-legende Zusammenhnge.Sociologic

33、al, political and social environmental con-ditions, and also statutory provisions, which may beof critical importance, will not be discussed specifi-cally in the context of this guideline.1.2 Recycling in its rightful placeThe improvement of the recyclability as an integralconstituent of the product

34、 development process canbe implemented only when the useful and functionalproperties of the product, its operational reliabilityand economy are provided. Optimizing the recycla-bility is only one of several possible ways of reducingproduct-related environmental loading 3 to 6. How-ever, it may confl

35、ict with other ecological and mar-ket-relevant and customer-relevant technical andeconomic requirements. Other possibilities are, forexample, reducing the consumption of resources orthe reduction of emissions. Possible conflicting aimswill be explained in Section 3.1. Figure 1.1 gives aschematic ove

36、rview of the structure of this guidelineand also fundamental relationships.Bild 1.1. Richtlinie VDI 2243 Schematische bersichtFig. 1.1. Guideline VDI 2243 Schematic overviewB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf

37、2002 4 VDI 22432 Produktentwicklungsprozess 2.1 Einordnung in den Produktentstehungsprozess (PEP)Eine moderne Entwicklung technischer Produkte istgekennzeichnet durch mehrere ineinandergreifende,z.T. simultan verlaufende Entwicklungsphasen 1; 2.Der Kernprozess, d.h. die eigentliche Produktent-wicklu

38、ng, kann allgemein in die Phasen Strategie-entwicklung“, Vorentwicklung“ und Serienent-wicklung“ gegliedert werden. Die Verknpfung mitZielfindungs- und Zielverfolgungsprozessen, inte-griertem Datenmanagement sowie informationstech-nischem Support fhrt zu einer Gesamtdarstellungdes Produktentstehungs

39、prozesses (PEP), welcherschlielich im Serienanlauf mndet (Bild 2.1). Je-der Teilprozess weist wiederum weitere komplexeInformationsflsse und Entscheidungsprozesse auf.Durch verschiedene Managementtools zur Entwick-lungsuntersttzung, wie z.B. Engineeringmethodenund -werkzeuge (Bild 2.1, unten), werde

40、n diese Teil-prozesse aufgabenspezifisch optimiert.2 Product development process2.1 Fitting into theproduct generation process (PGP)A modern development of technical products is char-acterized by a number of intermeshing, to some ex-tent simultaneous, development phases 1; 2. Thecore process, that i

41、s to say the actual product devel-opment, can generally be broken down into thephases ”strategic development“, ”preliminary devel-opment“ and ”mass-production development“. Thelink with targeting and target-following processes,integrated data management and information techni-cal support leads to an

42、 overall depiction of the prod-uct generation process (PGP, Figure 2.1) and whichfinally leads to the start of mass production. Eachsubprocess in turn has further complex informationflows and decision processes. By means of variousmanagement tools for supporting development, suchas engineering metho

43、ds and tools (Figure 2.1, bot-tom), these subprocesses are optimized to suit thetask.Bild 2.1. Gesamtdarstellung Produktentstehungsprozess (PEP)Fig. 2.1. Overall illustration of the product generation process (PGP)Serien-anlaufStrategie-entwick-lungVorentwicklung SerienentwicklungMeilensteinplanVirt

44、uelle ProduktintegrationPhysische ProduktintegrationZielverfolgung und StatusanalyseProblemlsung und nderungsmanagmentProdukt-Daten-ManagmentArbeitsweisen, Engineeringmethoden und -werkzeuge, Kommunikation, Coaching und ConsultingZielfindung undZielvereinbarungStartingmass product-ionStrategic devel

45、op-mentPreliminary developmentMass-production developmentMilestone planVirtual product integrationPhysical product integrationFollowing targets and analyzing statusProblem solving and change managementProduct data managementWorking methods, engineering methods and tools, communication, coaching and

46、consultingFinding andagreeing targetsB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2002 VDI 2243 5 Eine klare Beschreibung und Organisation des Pro-duktentwicklungsprozesses einschlielich der festge-legten Meilenste

47、ine sind Voraussetzung zur Optimie-rung der Ablufe mit dem Ziel, mglichst schnelleinen hohen Produkt- und Prozessreifegrad zu errei-chen. Ein entsprechendes Projekt- und Prozess-Management legt verbindlich fest, in welchen Schrit-ten und jeweiligen Meilensteinen Produkte von denersten Ideen (Strateg

48、ieentwicklung) bis hin zur Seri-enfertigung entstehen. Die Ablufe sind konsequentauf Markt- und Kundenanforderungen ausgerichtet.Die Integration aller Prozessbeteiligten in Entwick-lung, Einkauf, Produktion und Vertrieb ist fr effizi-entes Arbeiten und verlssliche Entscheidungenzwingend erforderlich

49、.Entscheidend fr die recyclingorientierte Produktent-wicklung sind Zielfindungs- und Gestaltungsaufga-ben, da hier die spteren Recyclingeigenschaften desProdukts definiert und mageblich beeinflusst wer-den. Eine Schlsselrolle spielt die Entwicklung undKonstruktion 7 bis 9. Ein weiterer wesentlicherFaktor ist der Einkauf, der eine Schnittstelle zwi-schen Hersteller und Zulieferer darstellt und durchAnwendung recyclingorientierter Kriterien bei Ein-kaufsentsc