{"id":696,"date":"2026-11-09T13:39:15","date_gmt":"2026-11-09T12:39:15","guid":{"rendered":"https:\/\/blog.zhaw.ch\/industrie4null\/?p=696"},"modified":"2026-11-09T13:39:15","modified_gmt":"2026-11-09T12:39:15","slug":"richtig-entscheiden-lca-in-der-fruehen-produktentwicklungsphase","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.zhaw.ch\/industrie4null\/2026\/11\/09\/richtig-entscheiden-lca-in-der-fruehen-produktentwicklungsphase\/","title":{"rendered":"Richtig entscheiden \u2013 LCA in der fr\u00fchen Produktentwicklungsphase"},"content":{"rendered":"\n

Wie stark belastet ein Produkt die Umwelt? Eine \u00d6kobilanz, auch Life Cycle Assessment (LCA), liefert dazu wichtige Kennzahlen. In der Praxis kommt sie jedoch oft erst zum Einsatz, wenn die Entwicklung weit fortgeschritten ist. Dann sind zentrale Entscheidungen zu Material, Geometrie und Fertigung bereits getroffen. \u00c4nderungen kommen zu sp\u00e4t und sind geradezu unm\u00f6glichen.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Autoren: Sascha H\u00e4nzi<\/a>, haez@zhaw.ch<\/a>, und Daniel Schmid<\/a>, scdd@zhaw.ch<\/a><\/p>\n\n\n\n

Mit der Methode der LCA-Cubes wird ein Weg vorgeschlagen, den Umweltfussabdruck fr\u00fcher und einfacher in die Produktentwicklung einzubeziehen. Ihre L\u00f6sung verbindet Produktdaten und LCA-Informationen in einer Product-Lifecycle-Management-Umgebung (PLM). So k\u00f6nnen Entwicklerinnen und Entwickler Umweltwirkungen schon w\u00e4hrend der Konzeptphase und Konstruktion absch\u00e4tzen und Alternativen vergleichen. Dabei wird keine Mehrbelastung generiert, bel\u00e4sst die Verantwortung bei den LCA-Expert:innen und f\u00f6rdert das Concurrent Engineering.<\/p>\n\n\n\n

Was steckt hinter einem LCA-Cube?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Ein LCA-Cube ist eine Art digitaler Baustein f\u00fcr die \u00d6kobilanz. Er steht f\u00fcr ein Material und eine bestimmte Lieferkette und enth\u00e4lt die dazugeh\u00f6rigen Umweltdaten, im Paper \u00abEnabling Efficient Life Cycle Assessment (LCA) During Product Development With LCA-Cubes\u00bb [1] als \u00abHuman Activities\u00bb (HA) bezeichnet. Aus einem bereits bewerteten Bauteil kann ein solcher Baustein abgeleitet und in einem Katalog abgelegt werden.<\/p>\n\n\n

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Fig. 1 – Methode zur Erstellung eines Bauteils basierend auf einem LCA-Cube<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Bei einem neuen Produktentwurf wird eine Kopie des passenden LCA-Cube verwendet (vgl. Fig. 1). Die geometrische W\u00fcrfelform dient zun\u00e4chst als Platzhalter und wird durch das eigentliche Bauteil ersetzt, respektive dahingehend umgeformt. W\u00e4hrend sich dessen Volumen ver\u00e4ndert, kann die Umweltabsch\u00e4tzung mit dem Entwurf mitwachsen. Das unterst\u00fctzt die Zusammenarbeit: Nachhaltigkeitsverantwortliche pflegen die LCA-Daten, w\u00e4hrend Konstrukteurinnen und Konstrukteure damit neue Varianten entwickeln.<\/p>\n\n\n\n

Sieben Use Cases f\u00fcr den Produktalltag<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Im Paper wird auf sieben Use Cases eingegangen, die den gesamten Lebenszyklus und die entsprechenden Gesch\u00e4ftsprozesse und die Produktpflege abdecken. Dies reicht zum Beispiel vom Nutzen gemachter Erfahrungen, der Einf\u00fchrung von neuen und alternativen Materialen und der Anpassung der Lieferkette. Zentral dabei ist das Product Lifecycle Management (PLM), welches die zentrale Schaltstelle f\u00fcr das Verwalten und die Funktionalit\u00e4t der Methodik ist.<\/p>\n\n\n\n

Nach der Entwicklung der Methodik wurde die Machbarkeit mit der Plattform 3DExperience untersucht. Kurz, seine Funktionalit\u00e4t st\u00fctzt die Methode nicht vollst\u00e4ndig. Auf den Punkt gebracht, die \u00abHuman Activities\u00bb (HA) k\u00f6nnen zur Abbildung der Lieferkette nicht vererbt (Referenzierung) werden, wie z.B. die Geometrie von Bauteilen. F\u00fcr eine automatische Aktualisierungen w\u00e4re dies jedoch ideal. Die Autoren kombinieren deshalb als Kniff LCA-Cubes mit einer neu etablierten LCA-Density und einer Design-Tabelle in 3DExperience.<\/p>\n\n\n\n

Dazu wird zun\u00e4chst ein LCA-Mastermodell (\u00abMonolith\u00bb) mit Referenzmaterial und interner Berechnung erstellt (vgl. Fig. 2). F\u00fcr jedes Material und jede Lieferantenkonfiguration wird ein LCA-Density-Wert in einer PLM-verwalteten Tabelle hinterlegt. Ein Konstruktionsteil kann diesen Wert nutzen, d.h. sein Umweltfussabdruck wird aus dem Volumen des Teils und dem passenden Tabelleneintrag berechnet. \u00c4ndert sich ein Tabellenwert, kann die \u00c4nderung auf die damit verbundenen Teile automatisch \u00fcbertragen werden.<\/p>\n\n\n

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Fig. 2 – Angepasstes Vorgehen f\u00fcr die Plattform 3DExperience<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Diese L\u00f6sung setzt voraus, dass die betrachtete Umweltwirkung proportional zum Bauteilvolumen und abh\u00e4ngig von der LCA-Density ist. Sie unterst\u00fctzt damit auch Anpassungen in der Lieferkette und alternative Bewertungsmethoden, sofern diese Voraussetzung erf\u00fcllt ist. F\u00fcr detailliertere LCA-Kennzahlen k\u00f6nnen separate Berechnungen durchgef\u00fchrt oder externe Dienstleister einbezogen werden.<\/p>\n\n\n\n

Die Methode kann ausserdem die Umweltwirkungen einer Baugruppe zusammenf\u00fchren. Ein VBA-Code, verf\u00fcgbar \u00fcber GitHub, erm\u00f6glicht den Export der Fussabdr\u00fccke in eine Excel-Datei f\u00fcr die einzelnen Komponenten und aggregiert sie \u00fcber Unterbaugruppen bis zur Hauptbaugruppe (vgl. Fig. 3).<\/p>\n\n\n

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Fig. 3 – Baugruppen-Export (links) der Werte in eine Excel-Datei (rechts)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

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Automatisierung ersetzt keine Datenpflege<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Die LCA-Cube-Methode macht die \u00d6kobilanz zu einem Werkzeug f\u00fcr die laufende Produktentwicklung statt zu einer Pr\u00fcfung am Ende. Ihr Nutzen h\u00e4ngt aber von passenden Daten, Pflege und einer geeigneten PLM-Umsetzung ab. Die Studie berichtet, dass eine Sch\u00e4tzung innerhalb von \u00b110 Prozent in einer Masterarbeit zu Verpackungsdesigns m\u00f6glich war. Die Genauigkeit h\u00e4ngt jedoch auch von der F\u00e4higkeit der konstruierenden Personen ab. Die Methode erm\u00f6glicht diese Genauigkeit, garantiert sie aber nicht.<\/p>\n\n\n\n

Die Methode wurde an der PLM Conference 2026, IFIP Working Group 5.1, in Lecce (IT) publiziert, sowie auch am 2. November 2026 im Engineering Collaboration Network (ECN, https:\/\/ecn-online.com\/<\/a>) vorgestellt.<\/p>\n\n\n\n

Quelle<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

[1] \u2018Enabling Efficient Life Cycle Assessment (LCA) During Product Development With LCA-Cubes\u2019, presented at the PLM Conference 2026, IFIP WG5.1, Lecce, IT, Jul. 2026.https:\/\/digitalcollection.zhaw.ch\/entities\/publication\/da0bfab6-244a-4fee-a17a-c435aaadba4c<\/a><\/p>\n

Schlagw\u00f6rter: Begin of Life<\/a>, BoL<\/a>, Industrie 4.0<\/a>, Industrie 5.0<\/a>, LCA<\/a>, Life Cycle Assessment<\/a>, PLM<\/a>, Product Lifecycle Management<\/a>, Produktentwicklung<\/a>
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Wie stark belastet ein Produkt die Umwelt? Eine \u00d6kobilanz, auch Life Cycle Assessment (LCA), liefert dazu wichtige Kennzahlen. In der Praxis kommt sie jedoch oft erst zum Einsatz, wenn die Entwicklung weit fortgeschritten ist. Dann sind zentrale Entscheidungen zu Material, Geometrie und Fertigung bereits getroffen. \u00c4nderungen kommen zu sp\u00e4t und sind geradezu unm\u00f6glichen. 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