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Effiziente Produktion durch ressourcenorientierte Bewertung und Optimierung von Prozessketten (reBOP)

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Fördermaßnahme: Ressourceneffizienz in der Produktion: Energieeffizienz in der Produktion

Laufzeit: 01.06.2009 - 30.09.2012

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.

Ansprechperson Projektkoordination


Ansprechperson bei PTKA

Dipl.-Ing. Ulrike Kirsten
+49 721 608-31411
ulrike.kirsten@kit.edu

Detaillierte Projektbeschreibung

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.

Projektpartner
  • AIR LIQUIDE Deutschland GmbH
  • Bosch Rexroth Aktiengesellschaft
  • BSN Thermprozesstechnik GmbH
  • Dieffenbacher GmbH Maschinen- und Anlagenbau
  • PLATOS Planung technisch-organisatorischer Systeme GmbH
  • Rockwell Automation Solutions GmbH
  • Ruhr-Universität Bochum
  • Schneider Electric GmbH
  • Universität Siegen
  • voestalpine Automotive Components Schwäbisch Gmünd GmbH & Co. KG
Publikationen
Titel: Ressourcenorientierte Bewertung und Optimierung von Prozessketten
Akronym: reBOP
Autor: Kreimeier, D. (Hrsg.)
Verlag: VDMA Verlag VDMA Verlag
Veröffentlicht im Jahr: 2012
In Europa werden jährlich 1.500 Milliarden Euro Umsatz über die Produktion erwirtschaftet. Da die Produktion direkt an die Ressourcen gekoppelt ist und in starkem Maße durch die Verfügbarkeit und den Preis dieser beeinflusst wird, wird es in Zukunft äußerst wichtig, den Einsatz von Ressourcen in der Produktion zu senken und damit die Ressourceneffizienz zu steigern. Um den produzierenden Unternehmen eine Grundlage zu bieten, ihre Prozessketten und Anlagen sowohl unter Energie- als auch Materialeffizierungsgesichtspunkten auf Schwachstellen hin zu analysieren, war es erforderlich, eine ganzheitliche Lösung zu entwickeln, mit der zum einen diese Schwachstellen der Prozessketten und Anlagen erkannt und visualisiert zum anderen die Prozessketten optimiert werden können. Inhalt: Effiziente Produktion durch ressourcenorientierte Bewertung und Optimierung von Prozessketten, Bewertung der Ressourceneffizienz von Fertigungsanlagen, Bewertung von Prozessen unter Ressourceneffizienzgesichtspunkten mittels der Kostenwirkungsgradrechnung, Problematik der Anwendung von Life Cycle Costing (LLC) bei verketteten Produktionsanlagen, Ressourceneffizienzmonitoring- Voraussetzung für nachhaltige Verbrauchssenkungen, Energiedatenmanagement und -messtechnik, anwendergerechte Visualisierung von Ressorceneffizienzkennzahlen, Einsparpotenziale im Prozess des Presshärtens, Effizienzsteigerung durch Materialflusssimulation, Effiziente Ofenkonzepte, Auslegung von effizienten hydraulischen Antrieben für Pressen, Systemsimulation - ein effizientes Mittel zur energetischen Optimierung von Pressenanwendungen, Steigerung und Ausbau der verfügbaren Ressourcen innerhalb der Schneestrahlreinigungsanlage

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