CO2-Reduzierung Sechs Ansätze, wie intelligentes Energiemanagement die Fertigung nachhaltiger macht

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Immer mehr Unternehmen bemühen sich, die CO₂-Neutralität durch intelligentes Energiemanagement zu verstärken. Wie das gelingen kann, zeigen die nachfolgenden Tipps.

Eine Verringerung der Scope-1-THG-Emissionen in der Größenordnung, die notwendig ist, um die Netto-Null-Ziele bis 2050 zu erreichen, erfordert eine strategische und umfassende Optimierung und Modifizierung bestehender Anlagen und Abläufe – sogar wenn sie scheinbar perfekt funktionieren. Omron hat sechs Punkte zusammengestellt, die Unternehmen auf ihrem Weg zur Dekarbonisierung ihrer Fertigungsabläufe unterstützen.

1. Fossilfreier Warentransport

Autonome mobile Roboter, auch AMR genannt, sind die Zukunft des nachhaltigen Materialtransports in Produktionsumgebungen. Sie sind batteriebetrieben, stellen also eine fossilfreie Alternative zu Gabelstaplern für den Transport von Kisten und Paletten dar. Zudem kehren sie bei Bedarf zu ihrer Ladestation zurück.

AMR sind ein dynamischer Ersatz für herkömmliche lineare Förderer. Sie erfordern im Gegensatz zu autonom geführten Fahrzeugen keine Änderungen an der Anlage. Diese auch fahrerlose Transportfahrzeuge, kurz FTF oder AGV, benötigen also keine Bodenmagnete oder Navigationsbaken.

2. Palettier-Cobots ermöglichen gemischte Paletten

Mit dem Siegeszug des E-Commerce und dem Trend zur HMLV-Fertigung werden Mischpaletten immer beliebter. Die Abkürzung HMLV steht dabei für das Konzept High Mix Low Volume. Die Herausforderung bei Mehrproduktpaletten besteht darin, verschiedene Muster so zu optimieren, dass der Platz beim Transport und bei der Lagerung besser genutzt wird, denn weniger Paletten bedeuten letztlich weniger CO₂-Ausstoß pro Einheit.

Das ist aufgrund komplexer Programmierung aber oft nicht einfach. Omron hat hierfür eine neue Cobot-Palettierlösung entwickelt. Sie soll Hersteller und Verpacker dabei unterstützen, gemischte Paletten effizienter zu beladen. Der Palettierer basiert auf der modularen Maschinensteuerung der NX1-Serie des Unternehmens. Er verfügt über einen speziellen Funktionsblock und eine in den Roboterarm integrierte intelligente Bildverarbeitung.

Gesamtanlageneffektivität

Operational Excellence in der Praxis

3. Energiesparende Wechselrichter

Alles, was sich in einer Fertigungshalle bewegt, wird durch Energie angetrieben. Sei es ein Motor, eine Pumpe, ein Antrieb, ein Ventilator oder ein Kompressor. Druckluft ist einer der schlimmsten Übeltäter in Sachen Energieverschwendung.

Durch Maßnahmen wie den Einsatz kleinerer Kompressoren für einen geringeren Bedarf, den Einbau elektronischer Drehzahlregler, die Installation von Wärmerückgewinnungssystemen und die Begrenzung des Druckverlusts können Kompressoren aber energieeffizienter werden.
Bei Pumpen trägt die Optimierung der Durchflussregelung und der Motorleistung zur Steigerung der Energieeffizienz bei – die Motoren sollten diesbezüglich die Anforderungen der Energieeffizienzklasse IE4 erfüllen.

Auch Wechselrichter, oder Inverter genannt, gewinnen an Bedeutung: Der Austausch alter Wechselrichter durch neuere kann einen großen Unterschied für die Energieeffizienz von Anlagen bedeuten. Wechselrichter, die vor 20 Jahren hergestellt wurden, funktionieren vielleicht noch, doch sie verfügen nicht über die Fähigkeit, Energie zurückzugewinnen. Die Inverter-Technologie hat sich in den vergangenen Jahren stark weiterentwickelt.

4. Intelligente Nutzungsstrategien, IoT und KI gefragt

Um ehrgeizige Klimaziele durch reduzierten Energieverbrauch zu erreichen, darf die Fertigung nicht isoliert betrachtet werden. Auch intelligente Nutzungsstrategien, die das Internet of Things und KI-Modelle zur Datenanalyse und Identifizierung von Effizienzpotenzialen nutzen, spielen eine wichtige Rolle.

Zu diesem Zweck hat Omron seinen i-Belt-Service entwickelt, der Echtzeitdaten aus der Produktionslinie in sinnvolle Lösungen zur Beseitigung von Ineffizienzen und zur Realisierung von Verbesserungen umwandelt. Das kann so einfache Schritte beinhalten wie die Anpassung der Einstellungen von Wechselrichtern. Dieser Ansatz wurde in einem Reinraumszenario demonstriert, in dem Strom ohne große Bedenken hinsichtlich der entstehenden Kosten verbraucht wurde. Durch die Nutzung der Lösung zur Überwachung der Luft- und Betriebssituation in der Fertigung, wurde festgestellt, dass Produktion und Qualität einige Stunden nicht beeinträchtigt waren, wenn die Klimaanlage abgeschaltet war.

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5. Ohne Sensorik keine Datenanalyse

Eine der Schwierigkeiten bei der Ermittlung von Möglichkeiten zur Optimierung des Energieverbrauchs ist, dass viele Unternehmen nicht über die erforderlichen Daten verfügen. Das liegt zumeist daran, dass sie nicht wissen, wie sie Daten eigentlich erfassen sollen.

Um Informationen zu sammeln, werden Sensoren benötigt, und alte Fertigungslinien sind nicht mit Sensoren ausgestattet – oder zumindest nicht mit Sensoren, die passend platziert und präzise genug für smarte Kontrollen sind. Daher ist die Ausstattung mit Sensoren Grundvoraussetzung für jede Datenmanagement-Plattform.

6. Umfassende Strategien benötigt

Es gibt zwar einige Fertigungsbereiche, in denen kleine Änderungen zu großen Einsparungen führen können, doch Klimaneutralität erfordert grundlegende Transformationen in anderen, komplexeren Bereichen, wie etwa bei der Erfassung und Analyse von Produktionsdaten und dem Warenverkehr in der Fertigungshalle.

Innovative neue Technologien werden hierbei eine Rolle spielen, doch es ist falsch zu glauben, dass Produktionsanlagen immer neu sein müssen, um energieeffizient zu sein. Entscheiderinnen und Entscheider können an vielen verschiedenen Punkten ansetzen, um bestehende Produktionsstätten und -linien nachhaltiger zu machen.

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