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Fördermaßnahme: Ressourceneffizienz in der Produktion: Energieeffizienz in der Produktion
Forschungsziel: Ziel des Vorhabens war die Bewertung von Produktionsprozessen hinsichtlich ihrer Ressourceneffizienz. Dazu wurden diese in einer einheitlichen, normierten Form in einem Kennzahlensystem quantifiziert abgebildet und verglichen. Es erfolgte sowohl die Aufnahme und online-Visualisierung von Kennzahlen an laufenden Prozessen als auch die weiterführende offline-Verarbeitung der Daten. Die gewonnenen Informationen werden zur Bewertung und zur Identifikation von Schwachstellen bzw. Optimierung von Prozessen hinsichtlich der Ressourceneffizienz genutzt. Die notwendige Methodik wurde in ein Softwaretool integriert. Als reBOP-Gesamtergebnis liegt ein ganzheitliches Konzept zur umfassenden Bewertung und Optimierung von Prozessketten und Anlagen nach technischen, organisatorischen und betriebswirtschaftlichen Kriterien vor.
Dipl.-Ing. Ulrike Kirsten
+49 721 608-31411
ulrike.kirsten@kit.edu
Produktion ist direkt an die Ressourcen gekoppelt und damit in starkem Maße von deren Verfügbarkeit und Preis abhängig. In Zukunft wird es zunehmend wichtiger, den Einsatz von Ressourcen in der Produktion zu senken und damit die Ressourceneffizienz zu steigern. In dem Zeitraum zwischen 1960 und 2000 konnte der spezifische Energieverbrauch um 64 % gesenkt werden. Dennoch verbraucht beispielsweise in Deutschland alleine die Industrie 40 % der Gesamtenergie. Darum, und auch weil die Wirtschaft und damit auch das produzierende Gewerbe wächst sowie die Energiekosten auch in Zukunft weiter steigen werden, besteht weiterer Handlungsbedarf im Bezug auf die Energieeffizienz der Produktion. Erhebliches Einsparpotenzial besteht auch im Bereich Material. So entsteht beispielsweise in der Automobilindustrie beim Zuschneiden von Karosserieblechen heutzutage noch bis zu 50% Abfall. Laut der Studie BDI-Mittelstandspanel 2005 sehen die dort befragten Unternehmen das Thema Effizienzsteigerung an erster Stelle, noch vor dem Thema Innovation, wenn es um Maßnahmen zur Sicherstellung und Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit der Industrie geht.
Um den produzierenden Unternehmen eine Grundlage zu bieten, ihre Prozessketten und Anlagen sowohl unter Energie- als auch Materialeffizienzgesichtspunkten auf Schwachstellen hin zu analysieren,wurde eine ganzheitliche Lösung entwickelt, mit der zum einen diese Schwachstellen der Prozessketten und Anlagen erkannt und visualisiert, zum anderen die Prozessketten optimiert werden können.Als Verbundprojektergebnis liegt ein Konzept und Softwareprogrammen zur umfassenden Bewertung und Optimierung von Prozessketten und Anlagen unter Ressourceneffizienzgesichtspunkten vor. Unter Ressourceneffizienz wird in diesem Zusammenhang die Verminderung des Einsatzes von Energie sowie Roh-, Hilfs- und Betriebsstoffen bei konstanter Ausbringungsmenge verstanden. Als Grundlage für die Entwicklung der Methodik und der dazugehörigen Werkzeuge diente der Prozess des Presshärtens von Karosserieteilen. Dieser energieintensive und hochkomplexe Prozess eignete sich besonders dafür, da er eine Vielzahl wichtiger Aspekte abdeckt. Mit dem entwickelten Lösungskonzept, bestehend aus Kennzahlensystem, identifizierten ressurcenrelevanten Daten der Prozesskette sowie Aufnahme, Verarbeitung und online-Visualisierung von Kennzahlen konnten Schwachstellen bzw. Optimierungspotenziale von energieintensiven Prozessen aufgezeigt werden. Die potenziellen Anwender der neuen Methoden werden dadurch in die Lage versetzt, ihre Produkte ressourceneffizienter zu gestalten. Der beteiligte Anlagenbetreiber konnte aus den ermittelten Werten neue Erkenntnisse, die sowohl in die existierende als auch in die Entwicklung einer bereits geplanten Anlage zum Presshärten einfließen, gewinnen. Durch die genaue Kenntnis der einzelnen Gewerke bzgl. des Ressourcenverbrauchs ist es dem Anlagenbetreiber möglich, die Erfahrung in die Kalkulation neuer vom Kunden angefragter Teile zu integrieren und somit seine Wettbewerbsposition gegenüber der Konkurrenz nachhaltig zu stärken. Weiterhin wirken sich die beschriebenen Effekte nicht nur auf den optimierten Prozess auf Anwenderseite aus, sondern tragen ebenso zur Steigerung der Qualität von Endprodukten bei. Am Beispiel des Automobilbaus wird deutlich,dass beispielsweise effizienter produzierte Karosserieteile mit weniger Material bei gleichbleibenden Festigkeitswerten auch leichtere und damit sparsamere Fahrzeuge ermöglichen können.
Grundsätzlich ist dieses Lösungskonzept aber allgemein und unabhängig von einem bestimmten Prozess anwendbar. Die Ergebnisse wurden im FuE- Bericht “ Effiziente Produktion durch ressourcenorienteirte Bewertung und Optimierung von Prozessketten, VDMA- Verlag, ISBN 978-3-8163-0627-6 veröffentlicht.
In der folgenden Liste sehen Sie Ihre ausgewählten Projekt-Favoriten.
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