Produktentwicklung Was 2023 für Konstrukteure und Entwickler wichtig wird

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Es sind drei große Herausforderungen, die es 2023 zu meistern gilt: Lieferketten sichern, Klimaneutralität erreichen und dem Fachkräftemangel entgegenwirken. Wie sich diese Hürden auf den Produktentstehungsprozess und damit Konstrukteure und Entwickler auswirken und welche Technologien sie bei der Bewältigung unterstützen, lesen Sie hier.

Auch 2022 hatte es wahrlich in sich – wenngleich das größte Problem nicht mehr die Corona-Pandemie war. Der russische Angriffskrieg auf die Ukraine hat abgesehen von großem menschlichen Leid viele neue Probleme zu Tage gefördert, unter anderem natürlich unsere Abhängigkeit von fossilen Energieträgern und damit die Energiekrise, unterbrochene Lieferketten und die Brüchigkeit globaler Lieferketten und steigende Inflation.

Die aktuellen Herausforderungen und ihre Folgen

Herausforderung Nachhaltigkeit:

• Es gilt, eine wachsende Nachfrage der Gesellschaft nach umweltschonenden Produkten zu bedienen, und das über alle Phasen des Produktlebenszyklus hinweg von der Entwicklung über Produktion und Betrieb bis hin zum Recycling. Dazu kommen Richtlinien und Regularien, die den Druck auf Unternehmen erhöhen. „Das Bewusstsein für Nachhaltigkeit ist gekommen, um zu bleiben und wo noch vor kurzem Kosten- und Zeitersparnis im Fokus standen, sind es nun zusätzlich Nachhaltigkeitskennzahlen, die von Unternehmen verfolgt werden“, so Dr. Darko Sucic, Senior Director, Industry Consulting bei Dassault Systèmes.

• Auch für Prof. Dieter Krause, Leiter des Institut für Produktentwicklung und Konstruktionstechnik (PKT) an der Technischen Universität Hamburg und Vorstandsvorsitzender der WiGep – Wissenschaftliche Gesellschaft für Produktentwicklung, ist klar: „Bedingt durch das gesellschaftlich prägende Thema des Klimawandels ist sicher nicht nur im neuen Jahr 2023 sondern längerfristig eine zentrale Aufgabe der Produktentwickler, mit den Produkten von morgen Klimaneutralität zu erreichen.“ Dabei sei es zunächst wichtig, ein Verständnis dafür zu schaffen, was Klimaneutralität übersetzt in der Produktentwicklung bedeutet: Welche Werkstoffe, welche Halbzeuge, welche Produktionsprozesse, welche neuen Technologien und welche Nutzungskonzepte der zu entwickelnden Produkte sind unter welchen Randbedingungen klimaneutral und nachhaltig?

Lösungsansätze und Optimierungsmöglichkeiten gibt es zahlreich, wie später gezeigt wird.

Studie

Deutsche Maschinenbauer stehen bei Klimazielen noch am Anfang

Herausforderung Lieferkette:

• Laut der Studie „Von Nachhaltigkeit bis Digitalisierung: Challenges 2022“ vom Mai 2022 waren für knapp jedes dritte befragte Unternehmen die Herausforderungen in der Sicherung der Lieferketten sehr groß, annähernd die Hälfte der Befragten kämpfte immerhin mit ziemlich großen Herausforderungen.
  

• Die letzten Jahre haben uns gelehrt, dass Lieferketten aus unterschiedlichen und nicht vorhersehbaren Gründen schlagartig zusammenbrechen können und zu nicht überwindbaren Lieferengpässen führen. Die anhaltenden Schwierigkeiten vieler Unternehmen, Materialien oder Komponenten in ausreichenden Mengen zu beschaffen, verdeutlicht die Brüchigkeit vieler globaler Lieferketten. Im Notfall muss schnell Ersatz beschafft werden, der im Produkt zu keinen großen oder am besten zu keinen Änderungen führen soll. „Die Produkte müssen zukunftsrobust oder resilient gegenüber unvorhersehbaren Ereignissen sein“, sagt Prof. Krause.

Für diese Schwierigkeiten bieten neue Technologien wie zum Beispiel die additive Fertigung Lösungen, dazu später mehr.

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Herausforderung Fachkräftemangel:

• Vielen Unternehmen in Deutschland fehlt es an qualifiziertem Personal – so waren Statista zufolge im Dezember 2022 in Deutschland insgesamt 781.086 offene Stellen gemeldet. Der Fachkräftemangel wird von den meisten Unternehmen als größtes Geschäftsrisiko der Zukunft eingeschätzt, schließlich kann der Mangel an geeigneten Fachkräften zum betrieblichen Stillstand führen. Speziell der MINT-Bereich ist in diesem Zusammenhang wichtig und hier zeigt sich laut dem Institut der deutschen Wirtschaft Köln für das Jahr 2024 ein Ersatzbedarf in Deutschland von 274.000 MINT-Fachkräften. Brian Thompson, Division Vice President und General Manager CAD Segment, PTC, berichtet von Prognosen, dass bis 2030 weltweit Millionen von Ingenieuren fehlen werden.

• Diese Entwicklung registrierte auch Prof. Krause an der TUHH: „Der Mangel an Fachkräften oder Ingenieuren wurde für mich Ende 2022 sichtbar und fühlbar. Nachdem das Wintersemester wieder vollständig in Präsenz abgehalten wurde, sind die Teilnehmerzahlen in den unterschiedlichen Vorlesungen aus den unterschiedlichen Semestern dramatisch eingebrochen.“

Auch hier können digitale Technologien die Folgen zumindest etwas abmildern.

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