Integrieren Hersteller Technologien mit dem Prädikat ‚Green Manufacturing‘, ist der Blick oft nur auf den unmittelbaren ökologischen und ökonomischen Nutzen gerichtet. Oft fehlt die Berechnung der Gesamtbilanz dieser Digitalisierungsmaßnahmen und der Weitblick in Sachen Nachhaltigkeit.
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Viele Digitalisierungprojekte zielen auf Quick-Wins ab: Ergebnisse müssen schnell eintreten und Kostenreduktionen direkt in den Büchern erscheinen. Nur so, meinen viele, ließen sich Investitionen in digitale Lösungen rechtfertigen. Doch ist dieser Ansatz langfristig effektiv und nachhaltig? Möglich wäre auch ein ganzheitlicher Ansatz für Green Manufacturing, um Produktionsprozesse effizienter zu machen und Nachhaltigkeit von Anfang an mitzudenken.
Unter Green Manufacturing ist die umwelt- und ressourcenschonende Gestaltung von Produktionsprozessen zu verstehen, etwa im Hinblick auf Energieverbrauch oder Schadstoff-Emission und die Produkte selbst, bezogen beispielsweise auf ihre Materialien. Entscheidend ist, dass alle Produktionsprozesse überprüft werden, um eine Beeinträchtigung, Ausbeutung oder gar Schädigung von Mensch und Umwelt zu vermeiden. Dabei spielt es nicht nur eine Rolle, welche Outputs wie Schmutzwasser, Abfall oder Treibhausgase ein Unternehmen produziert, sondern auch woher der Input stammt – von den Materialien bis hin zu den genutzten Wasser- und Energiequellen.
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Technologien können beim Green Manufacturing unterstützen, indem sie helfen, den Produktionsprozess transparent zu machen sowie Potenziale für die Reduktion schädlicher In- und Outputs oder für Ressourceneinsparungen zu identifizieren. Andererseits gestatten es digitale Lösungen und Systeme, den Prozess selbst – etwa durch softwaregestützte Automatisierung oder unter Einsatz künstlicher Intelligenz – zu optimieren, den Ressourcenverbrauch zu reduzieren und schadstofflastige Teilprozesse abzulösen. Bei solchen Modernisierungen und Digitalisierungen gilt es aber ebenso, den Energieverbrauch der digitalen Lösungen selbst entlang der Wertschöpfungskette zu bedenken.
Zunächst verursachen die technischen Systeme hinter Green Manufacturing eigene Kosten. Je nach Branche und Art der Fertigung betreffen diese Bereiche von der Materialbeschaffung über die Ressourcenplanung bis hin zu den Maschinensteuerungen. Dabei gewinnen die Software-Bestandteile in diesen Systemen laufend an Bedeutung. Derzeit sind aktuelle Herausforderungen wie steigende Energiepreise, CO2-Steuer und steigende Rohstoffpreise in kaum einer Software verankert und die IT-Fachkräfte und Programmierer, die es für deren Weiterentwicklung braucht, sind rar. Hinzu kommen Kosten, die Supply Chain zu verändern, etwa für die Verwendung aufbereiteter Rohstoffe oder deren Einkauf bei nachhaltigen Zulieferern. Doch all diese Punkte müssen auf den Prüfstand, wenn sich Firmen nachhaltig aufstellen wollen.
Ein Beispiel, wie sich Investitionen später auszahlen können, liefert der Blick auf eine industrielle Zerspanungsanlage, die ein Maschinenbauer bei seinen Kunden aufstellt und wartet. Natürlich entwickelt und produziert der Hersteller diese Anlage nach Kundenwünschen, aber was ist mit zukünftigen Anforderungen? Hier können nämlich Sensoren in den Maschinen relevante Produktionsdaten erfassen: den Materialverbrauch, die Ausschussmenge, die Abnutzungserscheinungen der Zerspanungsmesser sowie Wartungs- und Stillstandzeiten. Eine Vibrationssensorik im Spannfutter misst beispielsweise die Schwingungen am Werkzeug. Die dafür entwickelte Hardware aus Sensorik, Micro-Controller, Batterie und kabellosem Übertragungssystem (Bluetooth) erfasst die Daten und übermittelt sie an einen Industrie-PC, der diese verarbeitet. Durch die Anwendung statistischer Verfahren und neuronaler Netze können verschiedene Ableitungen aus den Vibrationsdaten gemacht werden. So lässt sich beispielsweise ein Rattern des Spanwerkzeugs, welches zu unschönen Oberflächen im Zerspanungsprozess führt, schnell identifizieren. Kombiniert mit Steuerungsdaten (etwa Vorschub, Drehzahl und Geometrie) gestatten diese Daten es dem Produktionsunternehmen bereits, den Zerspan-Vorgang zu optimieren. Es lassen sich mit der entsprechenden Technologie und digitalen Prozessen z.B. die Lebensdauer der Bauteile verlängern, der Produktionsausschuss reduzieren, der Energieverbrauch senken und die Maschinen weiterentwickeln, wenn die Daten weitergegeben werden. Ein Nachrüsten solcher Sensoren sowie die Implementierung der nötigen Übermittlungs- und Analyse-Software ist zwar ebenso möglich, erfordert aber Kosten und Zeit, die erst einmal abgerufen werden müssen. Beginnt der Anlagenbauer früh, seine Anlagen mit Sensoren auszustatten und deren Nutzen schon im Vertriebsgespräch mit Kunden zu verdeutlichen, ist der Grundstein für dieses Geschäftsmodell gelegt. Ob es nun darum geht, mit Sensortechnik Daten im Produktionsprozess zu sammeln, oder darum, IT-Komponenten und Software-Lösungen für die Analyse zu entwickeln – moderne Technologien sind die Grundpfeiler für nachhaltige digitale Prozesse im Sinn von Green Manufacturing.
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