Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Beitrag drucken

Ressourceneffizient zur Industrie 4.0

Die Revolution, die Betriebsmittel schont

Auf dem Weg zur Industrie 4.0 dürften Hersteller auf der Suche nach dem optimalen Fertigungsprozess immer schonender mit Ressourcen umgehen. Denn unter der vierten industriellen Revolution kann die vollständige Erfassung und Optimierung aller Energie- und Stoffströme verstanden werden. Will ein mittelständischer Produzent seine Ressourceneffizienz gezielt verbessern, könnte die Lektüre der Untersuchung ‚Ressourceneffizienz durch Industrie 4.0 – Potenziale für KMU des verarbeitenden Gewerbes‘ lohnen.

Die Revolution, die Betriebsmittel schont (Bild: VDI Zentrum Ressourceneffizienz GmbH)

Bild: VDI Zentrum Ressourceneffizienz GmbH

Für den Begriff Industrie 4.0 existieren viele Definitionen, die je nach Perspektive, Motivation und Zielstellung unterschiedlich sind. Während die ersten drei Entwicklungsstufen der Industrialisierung mit der Mechanisierung, Elektrifizierung und Automatisierung weitreichende revolutionäre Veränderungen darstellten, gestaltet sich der Übergang von der dritten zur vierten Stufe in vielen kleinen Schritten. Darum sprechen Experten nicht von einer Revolution, sondern bezeichnen diese vielen, kleinen Sprünge von CIM (Computer-integrated Manufacturing) über die ’schlanke Produktion‘ der Lean Production bis zur Industrie 4.0 als Evolution. Industrie 4.0 ist als logische Folge der Entwicklung der Informations- und Kommunikationstechnologien zu verstehen. Im Zuge der Adaption dieser Technologien führt sie zunächst zu einer IT-getriebenen industriellen Automation. Es lässt sich nicht klar abgrenzen, ab wann tatsächlich vom Begriff Industrie 4.0 die Rede ist. Wirklich große Schritte sind erst zu erwarten, wenn Fabrik, Anlagen sowie Produkt über eingebettete Systeme vollständig miteinander vernetzt sind und auf dezentral organisierte Dienste zurückgreifen. Mithilfe von Methoden und Werkzeugen der künstlichen Intelligenz können sie dann vom Zeitalter der Automatisierung in das der Autonomisierung wechseln. Wie viel Autonomisierung kleine und mittlere Unternehmen (KMU) des verarbeitenden Gewerbes ‚vertragen‘ oder wie ihre Abnehmer auf Sicht einfordern werden, kann ebenfalls nicht pauschal beantwortet werden – auch weil jedes KMU unter Industrie 4.0 etwas anderes versteht.

Lean ist Voraussetzung

Wesentliche Merkmale einer Smart Factory sind neben einem grundlegenden hohen Lean-Reifegrad und entsprechender Konnektivität auch die Transparenz, die Flexibilität sowie die Prognose- und Adaptionsfähigkeit. Weiterhin zeichnet sich die intelligente Fabrik durch eine hohe Ergonomie und auch Material- und Energieeffizienz aus: Hier rücken neben den bislang nur technischen Fragestellungen auch soziale, betriebs- und volkswirtschaftliche Aspekte in den Fokus.

Das Szenario Losgröße 1

Ein Szenario wird immer wieder als Vision hinter Industrie 4.0 ausgerufen: In Stückzahl Eins bei einem ausgewogenen Verhältnis der gegenläufigen Größen Zeit, Kosten sowie Qualität produzieren zu können – und zwar ressourceneffizient. Ist das Wunschdenken oder ließe sich das in naher Zukunft erreichen? Im Hinblick auf die zunehmende Weltbevölkerung und den steigenden Verbrauch an natürlichen Ressourcen werden sich im Industrie 4.0-Diskurs Themen wie Rohstoffkritikalität und Nachhaltigkeit zu zentralen Themen entwickeln. In Deutschland entfielen in 2015 insgesamt 29 Prozent der Endenergie auf das verarbeitende Gewerbe. Die Materialkosten stellten mit 43 Prozent den mit Abstand größten Kostenblock im verarbeitenden Gewerbe dar. Ein hohes Potenzial offenbart sich somit für Industrie 4.0. Wird unter der vierten industriellen Revolution die vollständige Erfassung und Optimierung aller Energie- und Stoffströme entlang des gesamten Lebenswegs eines Produkts verstanden, geht damit fast automatisch eine Steigerung der Ressourceneffizienz einher.

Mobile Endgeräte lassen sich hervorragend in industrielle Prozesse einbetten. (Bild: VDI Zentrum Ressourceneffizienz GmbH)

Bild: VDI Zentrum Ressourceneffizienz GmbH

Verbräuche an anderer Stelle

Trotz des Potenzials von Digitalisierungsmaßnahmen zur Erhöhung der Ressourceneffizienz müssen die zusätzlichen Verbräuche und Einsparungen von Ressourcen immer gemeinsam betrachtet werden. Denn mit der zunehmenden Digitalisierung steigt auch der Verbrauch an zum Teil kritischen Rohstoffen für Hardware sowie an elektrischer Energie aufgrund der zusätzlich erforderlichen Hard- und Software.

Digitalisierung und Ressourcen

Das VDI Zentrum Ressourceneffizienz (VDI ZRE) ist in der Studie ‚Ressourceneffizienz durch Industrie 4.0 – Potenziale für KMU des verarbeitenden Gewerbes‘ den Fragen nachgegangen, welchen Einfluss die Digitalisierung auf die Ressourceneffizienz in der Produktion hat und welche Potenziale darin liegen. Im Rahmen von zehn Fallstudien werden Anwendungsfälle und Lösungen aus der Praxis vorgestellt, bei denen bestimmte Technologien bereits zur Einsparung von Ressourcen in Unternehmen beitragen. Diese Beispiele sollen als Ausgangspunkt und Inspiration für eigene Digitalisierungsprojekte dienen. Aus den Praxisanwendungen lassen sich elf generische Maßnahmen der digitalen Transformation ableiten, die im besonderen Maße Einsparungen natürlicher Ressourcen bewirken. Bei den Maßnahmen handelt es sich beispielsweise um die Vernetzung von Sensoren und Aktoren, die prädiktive Wartung und die durchgängige Datenintegration. Die identifizierten Maßnahmen sind als eine Art Baukasten zu verstehen, aus dem unternehmensspezifische Anwendungen abgeleitet werden können.

Erst die digitale Reife erkennen

Die Erhebung und Auswertung der Daten zu Ressourcenverbräuchen ist eine zentrale Handlungsempfehlung der Studie. Darüber hinaus sollte der Reifegrad der Digitalisierung mit Hilfe des Reset-Tools ermittelt und im Anschluss geeignete Maßnahmen ausgewählt werden. Das VDI ZRE wird diesen Check weiterentwickeln und zusätzliche Instrumente zur Senkung des Material- und Energieverbrauchs mittels Digitalisierung zur Verfügung stellen. Ergänzt werden die Instrumente durch Schulungsangebote, die Unternehmen beim Aufbau des erforderlichen Knowhows helfen. Das VDI ZRE bietet hierzu einen spezifischen Qualifizierungskurs zu Ressourceneffizienz und Digitalisierung an.


Das könnte Sie auch interessieren:

Boston Micro Fabrication hat den 3D-Drucker MicroArch S240 vorgestellt: Bei einem Bauvolumen von 100x100x75mm ist er auf die Serienproduktion von Mikrobauteilen in Endqualität ausgelegt.‣ weiterlesen

Das Vertragsmanagement findet oft noch in Papierform statt. Dabei ermöglichen Lösungen für das Contract Lifecycle Management (CLM) längst eine digitale Abwicklung entlang der gesamten Wertschöpfungskette.‣ weiterlesen

Bordnetzhersteller können ihre spezifischen Anforderungen an Manufacturing-Execution-Systeme mit Branchenlösungen abbilden. Bei der Integration spart das viel Customizing und im Betrieb können Nutzer erwarten, dass Branchentrends besonders schnell im Standard landen.‣ weiterlesen

In einem offenen Brief haben sich IT-Forscher verschiedener Institutionen und Unternehmen an die Politik gewandt und fordern, Lösegeldzahlungen nach Ransomware-Angriffen zu unterbinden.‣ weiterlesen

Der Security-Spezialist Trend Micro gründet mit VicOne eine Tochtergesellschaft, die sich auf die Absicherung von Elektrofahrzeugen und vernetzten Fahrzeugen konzentrieren soll.‣ weiterlesen

Operationales Reporting hilft Firmen, Entscheidungen mit Echtzeitdatenanalysen zu beschleunigen und abzusichern. Angesichts der aktuellen Krisen gewinnt der Ansatz an Bedeutung. Die SAP-Software für diese Aufgabe heißt Embedded Analytics. Was kann dieses Tool und wie unterscheidet es sich von SAP BW?‣ weiterlesen

Mit der Übernahme von Empolis will ProAlpha sein ERP-Portfolio erweitern. Das Unternehmen aus Kaiserslautern bietet cloudbasierte und KI-gestützte Lösungen für die Analyse und Verarbeitung von Geschäftsprozess-relevanten Informationen an.‣ weiterlesen

Kleine und mittlere Unternehmen haben bei der Umsetzung von Big-Data-Projekten mit Problemen zu kämpfen. So geben in einer Studie des Cloud-Anbieters Ionos 55 Prozent der Befragten an, dass Daten nicht in ausreichender Form vorliegen.‣ weiterlesen

Die 2023er Releases von Autodesk stehen zur Verfügung. Parallel stellt das Systemhaus Contelos überarbeitete Addons vor: Tools4Engineers, Tools4GIS, GeoPhotoXtension und BohrKernXtension sollen Anwendern die Arbeit mit Autodesk-Lösungen erleichtern.‣ weiterlesen

Vecoplan nutzt bereits seit 2008 Fernzugriffsfunktionen für seine Maschinen. Mithilfe des IoT-Spezialisten Ixon hat der Maschinenbauer dieses Angebot ausgeweitet und bietet heute sogar Kameraüberwachung für seine Recyclingmaschinen an.‣ weiterlesen

Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige