Energieeffizienz in der Fertigung 23.11.2012, 19:56 Uhr

Gegen Energieverschwendung können Mitarbeiter noch viel tun

Dass Druckluft, Dampf und Wärmeprozesse Energieverschwender in der Produktion sein können, ist bekannt. Doch auch das menschliche Verhalten muss dringend auf den Prüfstand – was bei der Suche nach Verschwendung bislang kaum beachtet wurde. So sind auch die Teilnehmer des Seminars „Energieverschwendung erleben“ des Augsburger Clusters Mechatronik und Automation kürzlich in diese „Falle“ getappt.

Lernfabrik für Energieproduktivität.

Lernfabrik für Energieproduktivität.

Foto: Werkfoto

In der Lernfabrik Energieproduktivität (LEP) des Instituts für Werkzeugmaschinen (iwb) der Technischen Universität München (TUM) spürten Energiemanager, Softwarespezialisten und Führungskräfte zunächst aufbauend auf bisherigen Erfahrungen Energieverschwender auf. Unter die Lupe nahmen sie einen nachgestellten Produktionsprozess für Stirnradgetriebe mit Technologien und Anlagen unterschiedlichen Alters und typischen energieintensiven Prozessschritten.

Die Teilnehmer gingen dabei nach Gewohnheit vor, wie Seminarleiter Thomas Irrenhauser vom Iwb resümierte: „Meistens wird erst einmal die Technik und das System betrachtet. Das Verhalten der Mitarbeiter steht jedoch kaum im Fokus.“ Denn mit intelligentem Maschineneinsatz kann viel Energie eingespart werden, wie das Iwb in einer Studie über Werkzeugmaschinen ermittelt hat.

Energieeffizienz in der Fertigung: 60 % Energieeinsparung durch Energiemanagemant möglich

Demnach lässt sich der Energieverbrauch durch Abschalten der Maschinen am Wochenende, zwischen Schichten oder in den Pausen um etwa 41 % senken. Weitere 22 % lassen sich beispielsweise mit effizienten Komponenten und Aggregaten wie etwa drehzahlgeregelten Pumpenantrieben einsparen. Zusammen könnten somit 63 % Energie eingespart werden.

Und das Thema drängt: So erhalten produzierende Unternehmen zum Beispiel Steuervergünstigungen wie den Spitzenausgleich ab 2013 nur dann, wenn sie ein zertifiziertes Energiemanagementsystem eingerichtet haben. Als Leitfaden zum Implementieren eines solchen Systems dient die internationale Norm DIN EN ISO 50001.

Immerhin könnten im Durchschnitt rund 30 % Energie in deutschen Unternehmen eingespart werden, wie verschiedene Studien belegen. Doch das wird nur dann möglich sein, wenn das Topmanagement Ziele setzt und Energieverantwortliche direkt an das Management berichten. Somit gehören das Management ebenso wie das Verhalten der Mitarbeiter an den Maschinen und die Fertigungstechnik zu den Kernelementen, die im Iwb-Konzept für mehr Energieproduktivität verankert sind.

Iwb-Energiekonzept: Verhalten der Mitarbeiter zählt zu den Kernelementen

Ist die Firmenleitung bereit zum Sparen, gilt es Verschwender aufzuspüren. Dafür muss der Energieverbrauch jeder Maschine bis zum einzelnen Prozessschritt gemessen und anschaulich dargestellt werden. Hier heißt es methodisch vorgehen: Das Iwb hat dazu eine Energiewertstromanalyse entwickelt, die die Seminarteilnehmer aktiv mit eigens gemessenen Daten durchführten.

Ausgestattet mit einfachen Messgeräten wie Multimeter und Wärmebildkameras wurde der Ist-Energiezustand der Stirnradgetriebe-Produktion analysiert – unter anderem der Energieverbrauch pro Takt und pro Bauteil wie auch die Prozesstemperaturen für jeden Fertigungsschritt. Professioneller wäre zwar ein zentrales Messsystem mit mehreren in der Fertigung integrierten Messpunkten, das ebenfalls in der Lernfabrik integriert ist. „Aber das aktive Messen lässt die Komplexität der Aufgabe viel besser erleben“, betont Seminarleiter Irrenhauser.

Die gemessenen Werte, als Verlaufsprofile oder in einem Sankey-Diagramm dargestellt, enttarnen Verschwender. Ein Indiz ist etwa, wenn ein Bauteil während der Fertigung nochmals erwärmt werden muss. So können mit diesen Darstellungen Maßnahmen zum Energiesparen identifiziert werden. Während die Seminarteilnehmer mögliche Maßnahmen auf Kosten und Amortisationszeiten hin diskutierten, bauten Werker anhand der Ergebnisse die Produktion in der Lernfabrik bereits um. Mit lohnendem Ergebnis: Relativ einfache technische und strukturelle Maßnahmen reichten aus, um rund 36 % Energie einzusparen.

Weitere Lernfabriken sollen Unternehmen für Energieeffizienz in der Fertigung sensibilisieren

Der in Garching entwickelte ganzheitliche Ansatz soll in weiteren Lernfabriken in Augsburg, Bayreuth und Nürnberg, und dem neuen Projekt „Green Factory Bavaria“ fortgesetzt werden. Gemeinsames Ziel der Einrichtungen ist es, als Demonstrations-, Lern- und Forschungsplattformen, Problemstellungen sowie Lösungen in der Energieeffizienz für Unternehmen begreifbar und realisierbar zu machen.

Energieeffizienz in der Produktion konnten die Seminarteilnehmer „live“ erarbeiten – auf der Messe für elektrische Automatisierung SPS/IPC/Drives 2012 in Nürnberg vom 27. bis 29. November wartet das entsprechende Hightechangebot rund um effiziente Antriebstechnologien und Komponenten zum Energiesparen in der Automation.

Von Carmen Klingler-Deisenroth

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