TQM, LCA und nachhaltige Entwicklung unterstützt durch intelligente flexible Metrologie und Demontage und Wiederverwertung gebrauchten Produkten in unterschiedlich industrialisierter Umgebung

Abstract

In den letzten Jahren haben sich die Rahmenbedingungen für Unternehmen in fast allen Branchen nachhaltig verändert. Verschärfter Wettbewerb und wirtschaftlicher Druck zwingen Unternehmen immer mehr, ihre Wettbewerbsstrategien kritisch zu analysieren und wettbewerbskritische Erfolgsfaktoren wie Preis, Qualität, Leistungsmerkmale, Termineinhaltung, Service und Image zu hinterfragen.<br />Hatte es der Verbraucher in den letzten Jahrzehnten relativ einfach, aus einer bestimmten Produktgruppe das ihm adäquat erscheinende Produkt auszuwählen, so sieht er sich heutzutage zu einer Differenzierung kaum imstande. Neben den klassischen »Produktqualitäten«, die sich von Wettbewerber zu Wettwerber relativ wenig unterscheiden, ist seit einigen Jahren die ökologieorientierte Gestaltung der Produkte hinsichtlich Herstellung, Anwendung/Verwendung und Entsorgung in den Blickpunkt geraten. Aber auch solchen Produkten, wie etwa elektrische und elektronische Produkte, stehen Verbraucher zunehmend kritisch gegenüber.<br />Die Erzeuger elektrischer und elektronischer Produkte sehen sich auch einem verstärkte Druck seitens der Konsumenten ausgesetzt, ihre Produkte "umweltfreundlicher" zu gestalten.<br />Die Entsorgung von Elektronikprodukten ist ein sehr aktuelles Thema.<br />Gerade im Hinblick auf die "Directive of Waste of Electronic and Electrical Equipment" (WEEE), die neben dem Verbot von bestimmten Inhaltsstoffen (Pb, Cd, Hg, Halogene, ...) auch die Einhaltung definierter Recyclingquoten regeln soll, existieren einige Verwertungs- und Entsorgungswege und haben sich teilweise bereits am Markt etabliert.<br />Die Verfahren bzw. die Qualität der Entsorgung kann das Umweltprofil eines Produktes dabei wesentlich beeinflussen. Eine Bewertung mit Hilfe der Ökobilanz, welche die Umwelteinwirkungen des gesamten Lebenszyklus eines Produktes aufnehmen soll, ist hierbei eine geeignete Methode, den ökologischen Benefit zu quantifizieren.<br />Betrachtet man den Lebenszyklus eines Produktes, so ergeben sich die Anforderungen an ein Produkt aus der Summe der Einzelanforderungen der einzelnen Lebenszyklusphasen. Während in der Vergangenheit häufig nur die Phasen Entwicklung, Herstellung, Verteilung sowie Nutzung oder Service in die Betrachtung einbezogen wurden, formulieren sich die Anforderungen heute zunehmend aus der vollständigen Betrachtung der Produkte bis hin zu ihrem Nutzungsende.<br />Dies bedeutet entsprechend der zusätzlichen Berücksichtigung der End-of-Life-Phasen Recycling und Demontage der Produkte sowie Redistribution und Entsorgung. Innerhalb des Recyclings nimmt die Demontage eine zentrale Stellung ein.<br />Dabei ist der zerstörungsfreie Demontage ist als einem der wichtigsten Ziele für die erneute Verwendungsfähigkeit elektronischer Produkte besonderes Augenmerk zu widmen. Der Trend zur mobilen Kommunikation, der in den vergangenen Jahren deutlich zugenommen hat, verursacht auf der anderen Seite eine Zunahme von Alt-Mobiltelefonen, die fachgerecht entsorgt werden müssen. Mobiltelefone haben eine erstaunlich kurze Lebensdauer. Schon heute gibt es weltweit etwa 2000 verschiedene Handy-Typen. In einem Gerät müssen viele Komponenten in einem sehr kleinen Gehäuse untergebracht werden, was sehr demontage-unfreundlich ist: Es gibt sehr kleine Schrauben, bei denen kaum Greifflächen zum Manipulieren der Komponenten vorhanden sind. Wichtiger Punkt bei der Demontage von alten Mobiltelefonen ist die Bestimmung der genauen Positionen von Schraub- und Schnappverbindungen. Zur Lösung dieser Problematik stellt die Koordinatenmesstechnik (KMT) ein wichtiges und flexibles Instrument dar, um Informationen über die Beschaffenheit der Produkte zu gewinnen. Mit Hilfe von Koordinatenmessgeräten (KMG) können auch Werkstücke mit komplexen geometrischen Eigenschaften mit hoher Präzision wirtschaftlich gemessen werden.<br />In dieser Arbeit werden Punkte an der Oberfläche eines Mobiltelefons mit einem KMG in Bezug auf ein kartesisches Koordinatensystem angetastet, um ein numerisches Abbild aus den Koordinaten der Messpunkte an der Werkstückoberfläche mit Hilfe eines Rechners zu erstellen.<br />Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Schaffung von Grundlagen für die flexible Automatisierung der Demontage als Beitrag zur Einführung wirtschaftlicher und ökologischer Lösungen für die Demontage und Wiederverwertung gebrauchter Produkte in unterschiedlich industrialisierter Umgebung.<br />

Basic conditions for enterprises of almost all industries have significantly changed in the last years.<br />Intensified competition and economical pressure force enterprises to critically analyse competition strategies and competition-critical success factors such as price, quality, capability characteristics, duration, service and image even more. It is hard for consumer to differentiate products nowadays, while it was much simpler to select a product from certain product groups in the last decades. Apart from the classical "product qualities", which differ very little from one competitor to another, the environment-oriented design of the product in the context of production, use and disposal is in the focus for last years.<br />Consumers approach some products like electrical and electronic even more critically. Producers of electrical and electronic products are under pressure from consumers to have products that environmentally friendly and cause less pollution. Currently disposal of electronic products is very important problem. Besides the "Directive of Waste from electronics and electrical equipment" (WEEE), which apart from the prohibition of certain substance contents (Pb, CD, Hg, halogens...), also regulates recycling quota, there exist some other ways of utilization and disposal the waste already partly established on the market. The environmental profile of a product can substantially affect the procedures and the quality of the disposal.<br />The evaluation with the help of the ecological balance, which is to take up the environmental effects of the entire life cycle of a product, is the method to be quantified as beneficial.<br />If the life cycle of a product is considered, then the requirements are resulted from the sum of the individual requirements of the each life cycle phases. While in the past frequently only the phases of development, production, distribution as well as use or service were considered, the current requirements increased from the complete view of the products up to their end of life.<br />This means additional consideration of the End of Life Phases: recycling and disassembly of the products as well as Redistribution and disposal. The disassembly takes a central position within recycling. The non destructive disassembly is to be regarded therefore as one of the most important goals for the reuse of electronic products. The increasing trend for mobile communication in the past years causes an increase of old mobile phones, which in turn should be professionally eliminated. Mobile telephones have an amazingly short life period. Presently there are already about 2000 different types of mobile phone world-wide. Many components of mobile phone must be placed in a very small space which is very disassembly unfriendly.<br />There are hardly very small screws gripping surfaces for disassembling of these components. Regulation of exact positions screw and snap connections is in important issue in disassembly of old mobile telephones. In this case the coordinate measuring technique (KMT) is an important tool so that to get information about the condition of the products. With the help of KMT work pieces with complex geometrical characteristics can be measured with high precision. In this study using the coordinate measuring apparatus (KMG) in a Cartesian coordinate system points at the surface of a mobile telephone in the computer a numeric image of the work pieces is provided. A goal of the current study is the creation basis for the flexible automation of the disassembly as contribution to the introduction of economical and ecological solutions for the disassembly.<br />