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Klima schützen und Ressourcen sparen

Nachhaltiges Lean Management

Klima schützen und Ressourcen sparen

Im Zuge des Lean Managements die Prozesse nach ökonomischen Aspekten zu optimieren, gehört für die meisten Unternehmen heute zum Standard. Die wenigsten beziehen bislang allerdings ökologische Aspekte mit ein – obwohl auch das zur Wirtschaftlichkeit beiträgt. Voraussetzung für eine stetige Reduzierung von Energieverbrauch und Emissionen ist erstens ein systematisches Vorgehen. Zweitens bedarf es exakter Kennzahlen, die in Echtzeit verfügbar sind.



Bild: Porsche AG

Seit Jahren bemühen sich die meisten Unternehmen – vor allem in der Industrie – intensiv darum, sämtliche Prozesse entlang der gesamten Wertschöpfungskette effizient und schlank zu gestalten. Im Zuge des Lean Managements sollen Verschwendungen (Muda), Überlastungen (Muri) und Unausgeglichenheiten (Mura) stetig aufgedeckt und beseitigt werden, um so zu einem optimalen Verhältnis von Input und Output zu gelangen. Als unerwünscht gelten dabei alle nicht-wertschöpfenden Tätigkeiten. Nach Taiichi Ohno, der Anfang der 1990er-Jahre die Produktion bei Toyota erstmals nach Lean-Prinzipien ausrichtete, lassen sich sieben Arten unterscheiden: Materialbewegungen (Transportation), Bestände (Inventory), Bewegungen (Motion), Wartezeiten (Waiting), Verarbeitung (Over-Processing), Überproduktion (Over-Production) sowie Korrekturen und Fehler (Defects). Es geht bei diesem Verständnis einer schlanken Wertschöpfungskette also vornehmlich um ökonomische Aspekte.

Die ökologischen Aspekte des Wirtschaftens bleiben dabei unberücksichtigt. Damit tun sich die Unternehmen keinen Gefallen. Denn erstens wird Nachhaltigkeit für immer mehr Kunden zu einem Kaufkriterium, zweitens steigt die Anzahl an gesetzlichen Vorgaben zum Schutz des Klimas und der Umwelt und drittens hilft eine auch nach ökologischen Kriterien optimierte Wertschöpfungskette in vielen Fällen dabei, Kosten zu senken – also effizienter zu produzieren. Selbstverständlich können moralische Erwägungen für die Unternehmen einen zusätzlichen Anreiz darstellen, ihr Handeln zu überdenken. Das setzt aber die Überzeugung der Verantwortlichen voraus, die zum Teil auch gegenüber den Shareholdern argumentiert werden muss.

Ökologisches Handeln nutzt

In einer Kooperation zwischen der ESB Business School der Hochschule Reutlingen sowie der Management- und IT-Beratung MHP wurde mit Green Stream Analysis und Green Stream Design ein Ansatz entwickelt, der systematisch den ökonomischen Nutzen von ökologischem Handeln aufzeigt. Damit sollen sich auch Unternehmen zu mehr Nachhaltigkeit motivieren lassen, die für rein moralische Argumente wenig zugänglich sind. Wichtig war vor diesem Hintergrund auch, die Implementierung des Ansatzes möglichst einfach zu gestalten und dabei auf Bekanntes aufzusetzen. Green Stream Analysis und Green Stream Design greifen deshalb das im Lean-Kontext weit verbreitete Wertstrommanagement auf und fügen den etablierten ökonomischen Überlegungen eine ökologische Dimension hinzu. Anwenden lassen sich Green Stream Analysis und Green Stream Design auf sämtliche Schritte der Wertschöpfungskette und in Bezug auf verschiedene Umweltaspekte: die Einsparung von Wasser, die Vermeidung von Abfällen, die Reduzierung des Energieverbrauchs und der CO2-Emissionen. Exemplarisch ausgestaltet wurde der Ansatz für den Energie- und CO2-Aspekt. Dazu wurde das Wertstromdesign von Rother und Shook mit dem ökologischen Modell des Energiewertstroms von Erlach und Westkämper kombiniert (Bild 1).

Wertstromanalyse

Neben allen wertschöpfenden und nicht-wertschöpfenden Arbeitsschritten werden auch sämtliche Energieverbraucher identifiziert und dokumentiert. Entsprechend werden ergänzend zu den herkömmlichen Kennzahlen – etwa Durchlauf-, Rüst- und Stillstandzeiten – auch der Energieverbrauch und die Emissionen erfasst und zugewiesen. Dies geschieht auf Basis der Standards des CO2-Footprints nach DIN14040 mit DIN14044.

Wertstromdesign

Ausgehend vom erhobenen Ist-Zustand werden die Prozesse neu gestaltet. Dabei sollen die in dem Ansatz formulierten zwölf Richtlinien berücksichtigt werden. Diese greifen die schon von Rother und Shook formulierten sieben Richtlinien auf, fügen ihnen aber – in Anlehnung an das Modell des Energiewertstroms von Erlach und Westkämper – Aspekte zum Verbrach und zur Emission hinzu. Gliedern lassen sich die Richtlinien in die Dimensionen Prozess-, Effizienz-, Relations- und Energiemixanalyse (Bild 2). In der Mehrzahl der Fälle werden sich ökomische und ökologische Ziele gleichermaßen erreichen lassen. Zudem werden sich Maßnahmen, die primär zur Reduzierung von Energieverbrauch und Emissionen dienen, häufig auch vorteilhaft auf die herkömmlichen Kennzahlen auswirken. Sollte es zu Zielkonflikten kommen, hängt es von der Strategie des Unternehmens ab, welche Dimension dominiert.

Wertstromplanung

Ist der Soll-Zustand in dieser Form definiert, werden die erforderlichen Umstellungen in den Prozessen vorgenommen – wie das auch im Rahmen des üblichen Wertstrommanagements üblich ist. Für hervoragende Ergebnisse mündet dies in einen Kontinuierlichen Verbesserungsprozess (KVP).



Die Ansätze Green Stream Analysis und Green Stream Design verbinden die Wertstromanalyse mit dem ökologischen Modell des Energiewertstroms.
Bild: MHP – A Porsche Company

Energiedaten berechnen

Soweit die theoretische Grundlage, die für Unternehmen leicht nachvollziehbar und prinzipiell auch umsetzbar sein dürfte. In der Praxis kann allerdings ein Umstand immer wieder zu einem entscheidenden Hemmnis werden: die Verfügbarkeit – oder besser Nicht-Verfügbarkeit – von verlässlichen und exakt zuzuweisenden Daten zum Energieverbrauch und den resultierenden Emissionen. Unternehmen müssen genau sagen können, welche Maschine oder Anlage, welches Transportmittel oder welches Werkzeug wie viel Energie verbraucht und wie viel CO2 dabei freigesetzt wird. Wenn das nicht bekannt ist, können auch keine Verschwendungen identifiziert und beseitig werden – nicht innerhalb eines klar definierten Projekts und schon gar nicht im Rahmen eines KVP.

Bestimmen lassen sich die Kennzahlen auf zwei Arten: Sie können berechnet oder gemessen werden. Die Berechnungen werden auf Basis bekannter Größen angestellt. Dafür werden etwa die Angaben des Herstellers zum Stromverbrauch und zu den emittierten Schadstoffen einer Maschine bezogen auf die verschiedenen Leistungsbereiche mit der jeweiligen durchschnittlichen Laufzeit multipliziert. Das setzt voraus, dass auch tatsächlich für jeden Verbraucher innerhalb der betrachteten Wertschöpfungskette die Angaben vorliegen. Aber selbst wenn das der Fall ist, geben die Werte nur bedingt Auskunft über den tatsächlichen Energieeinsatz beziehungsweise die tatsächlichen Emissionen. Denn je älter eine Maschine ist, desto höher ist ihr Verschleiß und desto höher ist auch der Verbrauch. Exakte Aussagen sind möglich, wenn der Energieeinsatz und die Emissionen an jedem einzelnen Verbraucher durch Sensoren gemessen werden. Wo sie nicht ohnehin vorhanden sind, lassen sich solche Sensoren in den Regel nachrüsten.

Die weitere Verarbeitung der auf diese Weise erfassten Werte kann auf zwei Arten erfolgen: Entweder die Daten werden offline ausgewertet, sehr simpel ist das zum Beispiel mit Excel möglich. Oder die Daten werden online und in Echtzeit bereitgestellt. Dafür ist es notwendig, sie automatisch an ein zentrales IT-System zu übergeben, das sie analysiert, zu den benötigten Kennzahlen verdichtet und die Ergebnisse visualisiert. Solche Systeme sind momentan allerdings immer noch die Ausnahme. Zwar setzen viele Unternehmen mittlerweile in ihren Werkhallen Manufacturing-Execution-Systeme ein, die produktionsnahe Daten verarbeiten. Auf das konsequente Management von Daten zum Energieverbrauch oder zu Emissionen sind die derzeitigen Lösungen jedoch nur bedingt ausgelegt – die VDI-Richtlinie VDI 5600 zu Fertigungsmanagementsystemen umfasst diese Aufgabe jedenfalls nicht.

Kein KVP ohne Software

Wenn Unternehmen einen ersten Eindruck davon gewinnen wollen, wie hoch ihr Energieverbrauch ist und wie viel CO2 sie emittieren, genügen dafür Näherungswerte. Hier kommt die Berechnung als Methode infrage. Sobald aber die Ist-Situation im Rahmen einer Wertstromanalyse erfasst werden soll, müssen exakte Werte vorliegen – der Energieeinsatz und die Emissionen müssen demnach an jedem Verbraucher gemessen werden. Während für diese statische Betrachtung noch eine Offline-Verarbeitung ausreicht, ist eine Online-Verarbeitung unabdingbar, wenn das Projekt in einen KVP münden soll. Denn erst durch die Echtzeit-Verfügbarkeit der Energiedaten ist eine stetige Kontrolle der Entwicklung und damit eine kontinuierliche Verbesserung möglich.

Für die regelmäßige Beseitigung von Verschwendungen im herkömmlichen Verständnis ist eine datenbasierte Evaluation zwar auch wünschenswert, hier sind unerwünschte Ereignisse aber deutlich offensichtlicher. Wenn eine Maschine immer wieder steht, weil der Naschschub fehlt, bekommen das die Verantwortlichen in der Werkhalle direkt mit. Wenn die gleiche Maschine unnötig Energie verbraucht, bleibt das aber erst einmal unbemerkt. Gleiches gilt für den Erfolg von beschlossenen und implementierten Maßnahmen. Um einen solchen KVP in der Praxis umzusetzen, wird nahezu jedes Unternehmen eine Energiemanagementsoftware einsetzen müssen, die von unterschiedlichen Sensoren erfassten Daten aufnehmen und verarbeiten kann.

Zu den Mindestanforderungen gehört, dass die Software die Norm DIN ENISO50001 erfüllt, die den organisatorischen Rahmen für ein Energiemanagementsystem definiert. Insofern lässt sich die Umsetzung des Green Stream Designs mit der Überführung in einen KVP auf Basis einer solchen Software als Operationalisierung der Norm verstehen. Auf diese Weise entsteht ein Rückkopplungsmechanismus: Das Energiemanagement ist einerseits ein wichtiger Enabler für Green Stream Analysis und Green Stream Design. Andererseits kann der Ansatz das Energiemanagement effektiv unterstützen.



Zwölf Richtlinien geben vor, wie Prozesse gestaltet werden sollten. Dabei werden vier Dimensionen in den Blick genommen: die Prozessanalyse (Richtlinien 1 – 7), die Effizienzanalyse (Richtlinie 8), die Relationsanalyse (Richtlinien 9 – 11) und die Energie. Bild: MHP – A Porsche Company

Wandel in der Organisation

Die Einführung einer Energiemanagementsoftware schafft die technologische Basis, Verbrauch und Emissionen kontinuierlich zu reduzieren. Um die dafür benötigten Ressourcen freizusetzen, ist in vielen Organisationen ein Wandel erforderlich. So ist die Frage zu klären, wer im Unternehmen für das Thema verantwortlich ist, mit den entsprechenden Kompetenzen ausgestattet wird und zusätzliche Mittel erhält. Dabei sollte von Beginn an berücksichtigt werden, dass sich der Energieverbrauch und die Emissionen nur dann stetig senken lässt, wenn die Abteilungen gut zusammenarbeiten. Die Forderung klingt zwar erst einmal trivial. Das nach wie vor sehr verbreitete Silodenken und -handeln in den Unternehmen macht aber die Dringlichkeit dieses Punktes deutlich. Neben einer umfänglichen internen Kommunikation und der Einbeziehung der Mitarbeiter können auch angepasste Zielvereinbarungen dafür Anreize schaffen. Auf der UN-Klimakonferenz in Paris Ende 2015 haben die Staats- und Regierungschefs unerwartet ambitionierte Ziele beschlossen. Erreichen lassen sich diese nur, wenn in allen Gesellschaftsbereichen ein Umdenken stattfindet. Mit dem Green Stream Design steht den Unternehmen ein Werkzeug zur Verfügung, diesen ökologischen Wandel mit dem ökonomischen Nutzen zu verbinden.