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Nachhaltig: Mit digitaler Vernetzung Nachhaltigkeit steigern

Einzel- und Kleinserienfertiger
Nachhaltiger mit digitaler Vernetzung

Unternehmen der Einzel- und Kleinserienfertigung, die ihre Ressourcen- und Prozesseffizienz verbessern, können damit ihre Nachhaltigkeit enorm steigern. Dies kann insbesondere durch erhöhte Energieeffizienz sowie prozessuale und technologische Innovationen realisiert werden.

Prof. Dr. W. Boos, Dr. Ch. Kelzenberg, Ch. Ebbecke, J. Schweins, WBA Aachener Werkzeugbau Akademie

Das kapital- und ressourcenintensive Produktivitätsdenken der Produktionswirtschaft differenziert sich zunehmend vom Zukunftsbild der ökologisch bewusster denkenden Gesellschaft. Der Begriff Nachhaltigkeit gewinnt durch verschärfte Stakeholder-Anforderungen an die industrielle Produktion an Relevanz. Neben der finanziellen Perspektive fließen die ökologische und soziale Perspektive in die Bewertung von Unternehmen und deren Leistungen ein. Nachhaltigkeit wird zum messbaren wettbewerbsdifferenzierenden Faktor. Während für Serienproduzenten eine Vielzahl an Kennzahlen und Anwendungsfällen bekannt sind, erfordern die Charakteristika der Einzel- und Kleinserienfertigung andere Lösungen.

Die ersten beiden Teile dieser Serie haben aufgezeigt, warum sich Nachhaltigkeit in Zukunft zu einem entscheidenden Erfolgsfaktor für Unternehmen entwickeln wird und welches Potenzial das angebotene Leistungsspektrum für die Steigerung der Nachhaltigkeit der Einzel- und Kleinserienfertigung (EuK) bietet. Dieser Serienteil legt ein Augenmerk auf die Dimensionen Ressourcen und Prozess. Die weiteren Ausführungen werden anhand des Werkzeugbaus, als repräsentativer Vertreter der EuK, beschrieben.

Vier Handlungsfelder, um Ressourceneffizinz zu steigern

Ressourcen umfassen sowohl die Fertigungsressourcen, wie Fräs- oder Drehmaschinen, als auch die Ver- und Gebrauchsmaterialien in der Fertigung. Die aktuelle Betrachtung der Ressourceneffizienz im Werkzeugbau umfasst oftmals lediglich die Auslastung vorhandener Bearbeitungsmaschinen. Für die Steigerung der Ressourceneffizienz des nachhaltigen Werkzeugbaus ergeben sich jedoch weitere Handlungsfelder (siehe Grafik). Dazu zählen Energieeffizienz im Betrieb, Energiebeschaffung, Auslastungsmaximierung sowie Effizienz der Nutzung der Ver- und Gebrauchsgüter.

Die Steigerung der „Energieeffizienz im Betrieb“ umfasst alle Aspekte, die Werkzeugbaubetriebe dabei unterstützen, Energieverbrauch und Energiekosten zu reduzieren. Optimierungspotenziale liegen insbesondere im Nutzungsverhalten von Maschinen sowie Lüftungs-, Kühl- und Beheizungskonzepten. So kann die Anschlussleistung der Maschinen durch Reduzieren der Einschaltströme oder durch sequenzielles Anfahren gesenkt werden. Zudem gewährleisten angepasste Beleuchtungskonzepte in allen Produktionsbereichen nicht nur eine geringere Energieleistung, sondern fördern das Arbeitsverhalten von Mitarbeitenden.

Energiebeschaffung beeinflusst Emissionen und Kosten

Neben einer höheren Energieeffizienz beeinflusst die „Energiebeschaffung“ maßgeblich Emissionen und Kosten. Insbesondere der Bezug von grünem Strom oder der Einsatz von Blockheizkraftwerken kann die Öko-Effizienz steigern. Aber auch interne Energiequellen wie Photovoltaik oder Solarthermie sowie entstehende Prozessabwärme bieten ökologische und ökonomische Potenziale für den Werkzeugbau.

Die „Auslastungsmaximierung“, etwa durch den zunehmenden Einsatz von Automatisierungslösungen, ermöglicht es, weniger Rohstoffe zu verschwenden. Freie Kapazitäten effizient zu nutzen, kann zudem durch eine optimierte Planung sowie durch eine gemeinsame Nutzung von Maschinen durch mehrere Unternehmen (Shared Resources) umgesetzt werden. Durch die digitale Vernetzung sind die entsprechenden Möglichkeiten mittlerweile vorhanden.

Ver- und Gebrauchsgüter reduzieren ökonomische und ökologische Kosten

Die „effiziente Nutzung von Ver- und Gebrauchsgütern“ bietet große Potenziale, deren Lebensdauer zu verlängern und die damit verbundenen ökonomischen und ökologischen Kosten zu reduzieren. So ergeben sich etwa durch eine verbesserte Druckluftversorgung mittels Optimierung von Verdichtern, Verteilung und Kompressorsteuerung Einsparungen. Die betriebliche Praxis hat zudem gezeigt, dass personenbezogene Werkzeugausgabesysteme die Menge entnommener Bearbeitungswerkzeuge senken, da dies die Eigenverantwortung der Mitarbeitenden für den Ressourcenverbrauch steigert.

Neben Ressourcen- muss auch die Prozesseffizienz verbessert werden

Der Werkzeugbau muss für die Steigerung der Nachhaltigkeit jedoch neben der Ressourcen- auch die Prozesseffizienz verbessern. In den letzten Jahren ist der Werkzeugbau insbesondere durch Methoden des Lean Managements effizienter geworden. Für eine weitere Verbesserung der Nachhaltigkeit ergeben sich die drei Handlungsfelder organisatorische Prozessinnovation, technologische Prozessinnovation sowie Lieferanten und Geschäftspartner (Grafik unten rechts).

Mit Blick auf die „organisatorische Prozessinnovation“ ist die digitale Vernetzung für den Werkzeugbau der signifikanteste Einflussfaktor, um die Prozessverschwendung weiter zu reduzieren – und ist Treiber der prozessualen Nachhaltigkeit. Die datenbasierte Identifizierung von Verschwendung kann durch die Visualisierung vorhandener Daten und zusätzliche Analyse bislang unbekannte Einflussgrößen aufzeigen. Durch eine erhöhte Transparenz können prozessuale Zusammenhänge erkannt und die Effizienz eines Prozesses gezielt gesteigert werden.

Die eigene Werkzeugherstellung nachhaltiger gestalten

Die kontinuierliche Adaption am Markt entstehender „technologischer Innovationen“ ist ein wichtiger Faktor, um die eigene Werkzeugherstellung nachhaltiger zu gestalten. In den letzten Jahren haben technologische Entwicklungen zu massiven Fortschritten hinsichtlich Maschinenleistungsfähigkeit und Materialnutzung geführt. Für den Werkzeugbau hat dies die Nutzung alternativer Fertigungsverfahren ermöglicht. So bildet etwa die Additive Fertigung die Grundlagen, um den Lebenszyklus einzelner Bauteile im Werkzeug zu verlängern.

Damit der Werkzeugbau neben den internen Prozessen auch die Lieferkette nachhaltiger gestalten kann, muss eine geeignete Auswahl von „Lieferanten und Wertschöpfungspartnern“ getroffen werden. Insbesondere der Aufbau lokaler Wertschöpfungsnetzwerke bietet hinsichtlich der Reduktion von Transportkosten und -emissionen Potenziale. Zudem müssen Werkzeugbaubetriebe in Zukunft die Nachhaltigkeit ihrer Lieferanten bewerten, um dem Kunden eine emissionsarme Werkzeugherstellung garantieren zu können.

Kontakt:
WBA Aachener Werkzeugbau Akademie GmbH
Campus-Boulevard 30
52074 Aachen
Tel. +49 241 990163–14
www.werkzeugbau-akademie.de


Die Autoren

Prof. Dr. Wolfgang Boos,
Dr. Christoph Kelzenberg,
Christoph Ebbecke, Julian Schweins, WBA Aachener Werkzeugbau Akademie


Zur Serie und Studie

Der nachfolgende und letzte Beitrag der Serie (Ausgabe 18) wird die Dimension Mitarbeitende detailliert erläutern. Die Inhalte können der kostenlosen Studie „Wettbewerbsfaktor Nachhaltigkeit“ von WBA und WZL entnommen werden. In der Studie befindet sich ebenfalls eine Vorlage zur eigenständigen Durchführung eines Kurzaudits, um einen grundlegenden Status quo der Nachhaltigkeit des eigenen Unternehmens zu erlangen.

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15.2021
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