Ontwerpen met oog voor demontage

Productarchitectuur beoordelen

Onderzoek van de TU Delft concludeerde dat ontwerpers en ingenieurs betere tools en methoden nodig hebben om producten te maken die goed te repareren zijn. In een goed te repareren product zijn de onderdelen die het vaakst defect raken gemakkelijk toegankelijk. In de praktijk blijkt dit lang niet altijd zo te zijn.

Bas Flipsen, hoofddocent bij Industrieel Ontwerpen aan de TU Delft, raadt elke productontwerper dan ook aan om hun product eens zelf uit elkaar te halen:

“Door producten uit elkaar te halen, leer je drempels te herkennen die in de weg staan voor het circulair terugwinnen van materialen en onderdelen. Zo kun je “hotspots” aanduiden en herontwerpen voor eenvoudige reparatie, onderhoud of hergebruik.”

TU Delft ontwikkelde twee gebruiksvriendelijke tools om ontwerpers aan de slag te laten gaan met Design for Disassembly. Hotspot Mapping en The Disassembly Map. Met deze tools kun je de productarchitectuur in kaart brengen, beoordelen en nadenken over oplossingen om een design te verbeteren.

Hotspot en Disassembly mapping 

Hotspot mapping is een tool om de productarchitectuur te beoordelen aan de hand van 5 Hotspot indicatoren:

• Tijd
• Toegankelijkheid
• Prioriteit onderdeel
• Economische waarde
• Milieu-impact

Deze indicatoren komen samen in een Hotspot spreadsheet. Op basis van deze spreadsheet maak je vervolgens de Disassembly Map. Dit visualiseert hoe het product in elkaar zit en hoe diep bijvoorbeeld een onderdeel in het product zit. De Disassembly Map is je leidraad voor het realiseren van oplossingen in het productontwerp. Daar zijn 3 verschillende mogelijkheden voor:

• Surfacing: Verminderen van het aantal stappen om een kritisch onderdeel te bereiken. Je zorgt dat een kritisch onderdeel dichter bij de oppervlakte komt te liggen.
• Clumping: Samenvoegen van onderdelen tot kleine groepjes van onderdelen, zodat prioriteitsonderdelen toegankelijker worden. 
• Trimming: Verkorten (in tijd) van de stappen naar de prioriteitsonderdelen. Bijvoorbeeld doordat je 1 schroef los moet maken in plaats van 5 schroeven.

Design for Disassembly is geen nieuw veld, maar krijgt nu vernieuwde aandacht. De praktische toepassing ervan zal in deze fase dan ook vaak compromissen vergen op het gebied van kosten of andere circulair doelen zoals lange levensduur. 

Value drivers voor Design for Disassembly

Philips Engineering Solutions heeft in de afgelopen jaren op verschillende vlakken ervaring in Design for Disassembly opgedaan. In de dagelijkse praktijk zorgen meerdere elementen voor hogere (al dan niet gepercipieerde) kosten of risico’s. 

Ten eerste is veel productie geoutsourced. Het lukt daardoor lang niet altijd om de gewenste aanpassingen geïmplementeerd te krijgen. Daarnaast mag er, zeker in consumentenelektronica, geen sprake zijn van opwaartse prijsdruk. Tot slot kan een minimale teruggang in de betrouwbaarheid in productie grote operationele en financiële gevolgen hebben. Dit maakt dat Design for Disassembly vooralsnog zeer beperkt wordt toegepast. 

Toepassen gebeurt pas als er duidelijke value drivers zijn die compenseren voor de genoemde kosten en risico’s. Vaak ontbreken die nog, omdat de verschillende circulaire businessmodellen nog niet zijn verkend en geadopteerd. In kapitaalintensieve medische apparatuur worden er stappen gezet, maar met name voor consumentenproducten vergt dit grote aanpassingen. Mogelijk wordt regelgeving een business driver met de zaken die nu vanuit Europa in onder andere het Sustainable Product Initiative met betrekking tot circulariteit en reparatie worden voorbereid.  

Integraal in het ontwerpproces

Francesco De Fazio, Circular Product Designer bij Philips Engineering Solutions:

“Demontage is een middel niet het doel. Je hebt een strategie nodig waarin je bepaalt hoe en waarvoor je Disassembly toepast. Business model en design readiness gaan hierbij hand in hand.”

De strategieën en businessmodellen kunnen heel verschillend zijn. Deze zijn bijvoorbeeld afhankelijk van: 

• de markt waar je in opereert:
  • Self repair opties voor consumentenproducten
  • Service pakket met predictive maintenance voor professionele, dure apparaten 
• de manier waarop je Disassembly wilt toepassen:
  • Individuele reparatie ter plaatse
  • Grootschalige industrieel opgezette refurbisment of component harvesting  

Het type product en de doelgroep bepalen dus in grote mate welke strategie relevant is. Voor alle mogelijke varianten is er echter een duidelijke samenhang tussen het business model en de invulling van Design voor Disassembly. Het is relevant om dan beide elementen vroegtijdig, integraal en in samenhang in het ontwerpproces mee te nemen.

Esthetiek en complexiteit

Tom Evers, CIRCO trainer & eigenaar ontwerpbureau D’Andrea & Evers Design, kijkt vanuit zijn praktijkervaring naar Design for Disassembly.

“Uit onderzoek blijkt dat meer dan de helft van de consumenten een elektronisch apparaat liever wil laten repareren in plaats van direct te vervangen. Er komt steeds meer op gang op dit gebied. Bijvoorbeeld met de al bestaande right to repair wetgeving in Frankrijk en toekomstige wetgeving in Europa.

Het vergt wel een andere manier van denken. Voor bedrijven waarbij de producten grootschalig met veel leveranciers voor een wereldmarkt worden ontworpen en geproduceerd, zoals bij Philips, is dit complex . Bij veel andere producten is het best mogelijk sneller een stap zetten.”

Tom illustreert dit met het voorbeeld van een stoel. Door een kleine aanpassing aan het ontwerp kun je zorgen dat het makkelijker is om deze uit elkaar te halen. Zo kun je de stoel repareren en opnieuw verkopen. Met een webshop voor nieuwe onderdelen en een upgrade dienst kan er bovendien direct een business model voor zijn.

In de praktijk blijkt daarnaast dat niet alleen het gebrek aan value drivers een drempel kan vormen voor Design for Disassembly. Veel designers halen zelf wel eens producten uit elkaar. Vaak zijn ze verbaasd en enigszins gefrustreerd over de complexiteit. Anderzijds hechten ontwerpers veel waarde aan de esthetiek van het ontwerp. Ook voor de buitenkant van het product waarbij bijvoorbeeld schroeven geen high end beeld opleveren. Een bijkomende vraag is dus of deze ‘beroepseer’ niet ook een complicerende factor is om de door TU Delft geopperde technieken toe te passen. Ook hier is een verandering van mindset dus nodig.

Tips om zelf aan de slag te gaan

Wil je concreet aan de slag gaan met Design for Disassembly? Dan hebben we een aantal tips voor je.

• Haal zelf eens een product uit elkaar. De tools van TU Delft zijn hierbij handig om stap voor stap in kaart te brengen hoe je dit doet.
• Denk goed na over het doel: wat wil je bereiken met Design for Disassembly? Het is namelijk een middel en geen doel op zich.
• Een circulaire ontwerpstrategie is niet genoeg; denk na over een passend business model.
• Houd rekening met andere ontwerpvereisten, zoals lange levensduur, duurzaamheid of veiligheid.
• Ook een kleine stap is een verbetering. Kijk naar wat makkelijk te realiseren is en ga dan stap voor stap verder.
• Volg de online cursus Circular Product Design Assessment van de TU Delft.

De inzichten uit dit artikel komen uit het Expert Café: Design for Disassembly dat plaatsvond op 8 februari 2022. CIRCO, TU Delft en Philips Engineering Solutions delen in deze online sessie hun ervaringen uit theorie en praktijk om het “gemak van demontage” te beoordelen. De opname van het webinar, de bijbehorende presentaties en alle genoemde tools zijn via deze link te bekijken.