Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-1242
Main Title: Austauschbare Sachbilanzmodule auf Basis von Produktkomponenten
Translated Title: Exchangeable Life Cycle Inventory Modules based on Product Components
Author(s): Dose, Julia
Advisor(s): Fleischer, Günter
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät III - Prozesswissenschaften
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Die Modellierung des Produktsystems erfolgt bisher in Abhängigkeit von den Komponenten des gesamten Produktes in einer Baumstruktur. Eine unabhängige Modellierung von Sachbilanzmodulen für einzelne Komponenten ist aufgrund der dadurch ausgelösten Wechselwirkungen in der vernetzten Baumstruktur des Produktsystems nicht möglich. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung einer Methodik für austauschbare Sachbilanzmodule auf Basis von Komponenten. Für Modifizierungen komplexer Produkte sollen die neuen Komponenten unabhängig von den bereits bestehenden Sachbilanzmodulen des Produktsystems modelliert werden. Die entwickelte Methodik beruht auf einer logischen Entkopplung der Baumstruktur des Produktsystems in Systemebenen entsprechend der Strukturhierarchie des Produktes (Produktmodell). Die Ableitung der Methodik für ein modifizierbares Produktsystem erfolgt über zwei Bedingungen. Die erste Bedingung für die Modellierung der Schnittstellen ist, dass die Sachbilanzergebnisse von Systemebene I, die alle Prozesse des Produktlebensweges integriert, identisch sind mit den Sachbilanzergebnissen der Baumstruktur. Die zweite Bedingung für die Modellierung der Schnittstellen ist die eindeutige Bestimmbarkeit der Mengenmultiplikatoren. Beide Bedingungen werden durch die entwickelte Methodik erfüllt. Die Komponenten eines Produktes bestimmen die möglichen Entsorgungswege. Durch Einführung des Systemzustandes wird untersucht, ob sich infolge der Substitution von Komponenten die Prozessketten der Entsorgung für bereits bestehende Sachbilanzmodule ändern. Mit dem Systemzustand wird die Kopplung der Bauteile und Baugruppen untereinander sowie die Materialarten dieser Komponenten analysiert. Die Produktstruktur von Produktvarianten wird zum einen mit Hilfe von Matrizen untersucht. Zum anderen wird die Menge der Materialarten für die Produktvarianten bestimmt. Die Untersuchung des Systemzustandes ermöglicht so den fehlerfreien Austausch von Sachbilanzmodulen des Produktsystems, die sich hinsichtlich der Prozessketten unterscheiden. Die entwickelte Methodik wird durch die Anwendung am Beispiel von Laugenpumpen von Waschmaschinen validiert. Das modifizierbare Produktsystem und der Systemzustand integrieren die Produkteigenschaften, die sich auf Änderungen der Masse von Bauteilen, Art verwendeter Materialien und der eingesetzten Verbindungselemente beziehen. Wenn ein bestehendes Produkt modifiziert wird, wird durch die in dieser Arbeit entwickelten Methodik das Minimum der Prozesse im vor- und nachkonsumtiven Bereich bestimmt, die für die jeweiligen Komponenten neu zu modellieren sind. Durch das Bestimmen der auszutauschenden Prozesse wird die Neumodellierung von zahlreichen Prozessen eingespart. Die Methodik liefert somit einen Beitrag zur erheblichen Zeitersparnis in der Modellentwicklung im Rahmen der Sachbilanz/ Ökobilanz. Bei Veränderungen in einem bestehenden Produkt erlaubt die Methodik, bereits in der Produktentwicklung gezielt den Einfluss einzelner Änderungen auf die potenziellen Umweltwirkungen zu berechnen, um so schnelle, objektive Entscheidungen zu treffen.
Goal of this thesis is the development of a method for exchangeable life cycle inventory modules based on product components (hereafter: components). It should thus be possible to model changes in the characteristics of complex products independently from the already existing, modelled life cycle inventory modules. Typically, the product system is modelled in a tree structure in relation to characteristics of the entire product. Using this method, an independent modelling of life cycle inventory modules based on components is not possible due to the interdependent and interlaced tree structure of the products. The methodology developed in the framework of this thesis is based on a logical uncoupling of the tree structure of the product system in different levels. The system levels relate to the hierarchy of the product (product model). The derivation of the methodology takes place by complying with two conditions for the modelling of the interfaces of the life cycle inventory modules between the system levels. The first condition for the modelling of the interfaces is that the life cycle inventory results of the system level I – which integrates all processes of the life cycle – are identical with the life cycle inventory results of the tree structure. The second condition for the modelling of the interfaces is the unique determinability of the scaling factors. Both conditions are fulfilled by the developed methodology. The interdependencies between the components of a product, which determine the specific disposal processes, are analysed through the determination of the system state of the product. The state of the system determines the coupling of the components and assemblies to each other as well as the materials types of these coupled components. This takes place on one hand via a matrix representation, which provides an overview of the structure of the original as well as the enhanced product. On the other hand, the quantity of the material types is determined for the product alternatives. The system state analysis allows for the exchange of process chains (a group of interlinked processes) from the product system that differ in their material type. Since the components of a product affect each other regarding their disposal processes, the state of the system determines whether the insertion of a modified life cycle inventory module affects the disposal process chains for an already existing life cycle inventory module. The developed methodology is validated considering its implementation on the example of lye pumps of washing machines. The modifiable product system and the system state integrate the product properties, which refer to changes of the component mass, the materials used, and the types of joinings used. The methodology for exchangeable life cycle inventory modules developed in this thesis determines the minimum of processes that must be remodelled for the respective components. The methodology can therefore provide a substantial time saving in the model development in the framework of the life cycle inventory/ Life Cycle Assessment. This methodology allows decisions to be made during product development based on the selective calculation of the influence of individual changes of the product system.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-11567
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/1539
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-1242
Exam Date: 30-Aug-2005
Issue Date: 28-Nov-2005
Date Available: 28-Nov-2005
DDC Class: 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Subject(s): Ökobilanz
Produktentwicklung
Produktsystem
Sachbilanz
Life Cycle Assessment
Life Cycle Inventory
Product Design
Product System
Usage rights: Terms of German Copyright Law
Appears in Collections:Technische Universität Berlin » Fakultäten & Zentralinstitute » Fakultät 3 Prozesswissenschaften » Institut für Technischen Umweltschutz » Publications

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Dokument_49.pdf1.8 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open


Items in DepositOnce are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.