Ressourceneffizienz im verarbeitenden Gewerbe
Nachhaltigkeit steht im öffentlichen Interesse und wird auch international bereits seit längerem diskutiert. Einen wesentlichen Teilbereich der Nachhaltigkeit stellt der Verbrauch an natürlichen Ressourcen, also erneuerbaren und nicht-erneuerbaren Rohstoffen sowie Umweltmedien, dar. Die Einführung entsprechender Maßnahmen im Unternehmen kann der Blick auf systematisierte Prozessketten unterstützen.
Ressourceneffizienz bedeutet das Erreichen eines definierten Nutzens, beispielsweise das Erstellen eines Produktes oder das Erbringen einer Dienstleistung mit einem geringeren Verbrauch an Ressourcen. Einen wesentlichen Beitrag zur Verringerung des Ressourcenverbrauchs leisten unter anderem die Strategien Substitution, also das Ersetzen von sehr knappen Rohstoffen durch andere Materialien, und Recycling. Denn der Rohstoffmarkt ist durch eine zunehmende Knappheit an natürlichen Ressourcen gekennzeichnet. So wird beispielsweise die Reichweite der Reserven von Zinn und Zink auf noch 22 Jahre geschätzt, während die Indium-Bestände vermutlich in sechs Jahren aufgebraucht sein dürften.
Auch wenn sich diese Reichweiten künftig noch vergrößern werden, sind die Preise für Rohstoffe und rohstoffnahe Vorprodukte durch starke Preisvolatilitäten und in der Tendenz durch starke Preissteigerungen gekennzeichnet. Beispielsweise hat sich der Kupferpreis im Zeitraum von 2005 bis 2011 etwa verdreifacht. Das Statistische Bundesamt hat ermittelt, dass etwa 43 Prozent der Kosten im verarbeitenden Gewerbe durch den Einkauf von Material entstehen. Es lohnt sich daher für die Industrie, Möglichkeiten zur Verringerung der Materialkosten zu erarbeiten und entsprechende Maßnahmen umzusetzen. Denn eine Verminderung der Materialkosten bei gleichem Produktionsergebnis führt direkt zu einer Steigerung des Gewinns, sofern der Einspareffekt nicht durch anderweitigen, höheren Ressourcenverbrauch zunichte gemacht wird – beispielsweise durch hohe Energieaufwendungen beim Einsatz neuer Materialien.
Ressourcenverbrauch im Lebensweg
Ressourcenverbräuche entstehen im gesamten Produktlebensweg, von der Werkstoffherstellung über Produktion und Nutzung bis hin zu Recycling und Beseitigung. Bei Ansätzen zur Steigerung der Ressourceneffizienz gilt es daher zu beachten, dass Verbesserungen innerhalb eines Prozesses andernorts zu Ineffizienzen führen können. Beispielsweise ermöglicht Leichtbau mittels Verbundmaterialien eine Verminderung des Ressourcenverbrauchs in der Nutzung. Zugleich kann jedoch die Effizienz im Recycling sinken. Die neunte Ausgabe von Rockwell Automations „State of Smart Manufacturing“ Report liefert Einblicke in Trends und Herausforderungen für Hersteller. Dazu wurden über 1.500 Fertigungsunternehmen befragt, knapp 100 der befragten Unternehmen kommen aus Deutschland. ‣ weiterlesen
KI in Fertigungsbranche vorn
Daher wird zwischen ‚unbedingten‘ und ‚bedingten‘ Maßnahmen unterschieden: Unbedingte Maßnahmen führen grundsätzlich zu einer Steigerung der Ressourceneffizienz. Ein Beispiel ist die Verminderung des Einsatzes desselben Materials. Hierbei ist keine Lebensweganalyse erforderlich. Bedingte Maßnahmen dagegen haben Auswirkungen auf die Ressourceneffizienz vor- oder nachgelagerter Prozesse oder Lebensphasen. Beispielsweise kann die Substitution eines Materials unterschiedliche Auswirkungen auf die Effizienz in einzelnen Lebensphasen haben. Eine lebenswegbezogene Bewertung unter Berücksichtigung technischer, wirtschaftlicher und ökologischer Kriterien ist hierbei notwendig.
Aktuell entstehen VDI-Richtlinien zur Ressourceneffizienzanalyse, bei deren Erstellung die VDI-Gesellschaft Energie und Umwelt (VDI-GEU) und das VDI Zentrum Ressourceneffizienz (VDI ZRE) kooperieren. Für technisch-wirtschaftliche Bewertungen können darüber hinaus Regelwerke wie die VDI 2225 herangezogen werden.
Strategien zur Steigerung der Ressourceneffizienz
Strategien zur Steigerung der Ressourceneffizienz im Produktionsumfeld reichen von der Fertigungsprozessauswahl selbst, etwa durch ressourcenschonende Zuordnung von Aufträgen und Anlagen oder die Reduzierung von Nacharbeiten, bis Entwicklung und Einsatz effizienterer Maschinen und Anlagenkomponenten. Dazu kann auch das Vermindern von geplantem Verlust zählen, etwa wenn Matrial technisch bedingt durch Formänderung beim Stanzen oder Zerspanenen oder fertigungsbedingt bei der Prozesseinstellung – hierzu zählen beispielsweise Einstellteile, Rüstverluste und Anfahrausschuss – anfällt. Auf der Seite der Komponenten lässt sich durch den Einsatz von Drehzahregelung, frequenzumrichtergesteuerten Antriebe oder Leerlaufabschaltung Energie ein sparen. Hinzu kommen Verbrauchsreduzierungen durch effiziente Druckluftbereitstellung, Einsparen von Kühlschmierstoffen und Reinigungsmitteln. Auch Lager- und Recyclingprozesse bieten dazu Ansätze, etwa durch das Reduzieren von Materialverlust durch Transport- und Lagerschäden oder die ‚Produktion‘ trockener Späne für besseres Recycling.
Mitarbeitereinfluss in Effizienzprojekten
Um die passende Strategie im Unternehmen zu finden, sind die Analyse der Ist-Situation im Unternehmen und die Entwicklung von praktikablen Lösungen zur Steigerung der Ressourceneffizienz erforderlich. Diese Ziele können nur erreicht werden, wenn die Mitarbeiter in den Fachabteilungen von Anfang an aktiv in den Prozess einbezogen werden. Ihr Know-how zur Verbesserung von Arbeitsplätzen, Prozessen, Komponenten und Organisationsabläufen liefert wertvolle Impulse, und sie müssen später die Strategie im Unternehmen umsetzen. Frühzeitiges Einbeziehen kann die Motivation erhöhen und spätere Fehler in der Informationskette vermeiden: Der Thin[gk]athon, veranstaltet vom Smart Systems Hub, vereint kollaborative Intelligenz und Industrie-Expertise, um in einem dreitägigen Hackathon innovative Lösungsansätze für komplexe Fragestellungen zu generieren. ‣ weiterlesen
Innovationstreiber Thin[gk]athon: Kollaborative Intelligenz trifft auf Industrie-Expertise
- Beim Beschaffen von Prozessinformationen sollten die Mitarbeiter einbezogen werden. Sie kennen die Schwachstellen und Optimierungspotenziale im Betrieb oftmals genau.
- Die Optimierung des Gesamtprozesses muss immer im Vordergrund stehen. Hierzu müssen Reibungsverluste zwischen Abteilungen erkannt und gemeinsam überwunden werden.
- Betroffene sollten zu Beteiligten gemacht werden: Kommunikation ist wichtig, Mitarbeiter möchten Sinn und Ziele von Veränderungen verstehen und mitreden.
- Umsetzung erfordert Akzeptanz und Kompetenz: Gemeinsames Diskutieren von Umsetzungsmöglichkeiten ist eine wichtige Voraussetzung. Dabei ist auch wichtig, den Beteiligten zu vermitteln, dass Neuerungen in der Anfangsphase immer mit einem erhöhten Aufwand verbunden sind.
Methoden und Arbeitsmittel zur Steigerung der Effizienz
Die erfolgversprechenden Maßnahmen zur Steigerung der Ressourceneffizienz unterscheiden sich von Betrieb zu Betrieb; spezifische Lösungen müssen zumeist für den Einzelfall entwickelt oder an diesen angepasst werden. Dazu stellt das VDI ZRE Methoden und Arbeitsmittel zur Unterstützung bei der Entwicklung und Umsetzung von Maßnahmen zur Verfügung, die kostenfrei über die Internetseite der Institution zur Verfügung stehen: Die ‚Ressourcenchecks‘ sind modular aufgebaute, strukturierte Checklisten für unterschiedliche Technologiebereiche, die Unternehmen bei der Steigerung der Effizienz betrieblicher Prozesse unterstützen können.
Ergänzend werden Methoden und Werkzeuge zur Analyse- und Syntheseunterstützung vorgestellt. Systematisierungen mit Prozessketten ermöglichen einen logischen und zielorientierten Zugriff auf relevante Informationen, wie Ressourceneffizienztechnologien, Projekte aus Forschung und Entwicklung, Beste verfügbare Technik (BVT) oder Gute-Praxis-Beispiele. Die Informationsdatenbank enthält rund 2.000 abgeschlossene Projekte zu Umwelttechnologien mit Schwerpunkt Ressourceneffizienz.
Neben Projektbeschreibungen können häufig vollständige Projektberichte heruntergeladen werden. Als Ergänzung stellt der ‚Innovationsradar‘ des Kompetenzzentrums besonders zukunftsweisende Technologien zur Steigerung der Ressourceneffizienz heraus. Die Ausgangsbasis dafür bildet ein systematisches Screening von Effizienztechnologien.
