Energiemanagement im Kontext von Industrie 4.0

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1 Energiemanagement im Kontext von Industrie 4.0 Wie können Sie Komponenten der Industrie 4.0 für besseres Energiemanagement nutzen? Dr. Tobias Heinen Veranstaltung der IHK Düsseldorf Energieeffizienz 4.0 Düsseldorf, den 01. Februar 2017

2 Unsere Leidenschaft: Bessere Fabriken Fabrikplanung Produktionslogistik Effizienzstrategien GREAN GmbH 2017 The Green and Lean Company Folie 2

3 GREAN GmbH Systematisierung des Leistungsportfolios VORAUSSETZUNGEN SCHAFFEN Für schlanke und nachhaltige Prozesse. Fabriken planen & realisieren STRATEGIEN UMSETZEN Für langfristigen Erfolg. Produktionslogistische Abläufe optimieren OPERATIVE EXZELLENZ REALISIEREN Für bleibende Effizienzsteigerung. Lean- & Green-Strategien verankern GREAN GmbH 2017 The Green and Lean Company Folie 3

4 Leistungsportfolio GREAN GmbH Fokus: Fabrikplanung BERATUNGSANGEBOTE» Werksstruktur- und Masterplanung» Neu- und Reorganisationsplanung» Umsetzungsplanung und -begleitung» Bauherrenvertretung» Projektmanagement Fabriken planen und realisieren PARTNER IM NETZWERK FÜR» Architektur- und Gebäudeplanung» Planung der Technischen Gebäudeausstattung QUALIFIZIERUNG» Seminar "Bessere Fabriken"» Moderierter Wissensaustausch GREAN GmbH 2017 The Green and Lean Company Folie 4

5 Leistungsportfolio GREAN GmbH Fokus: Produktionslogistik BERATUNGSANGEBOTE» Produktionsplanung und -steuerung» Produktionscontrolling und KPI-Systeme» Produktionslogistische Modelle» Lean Production» Logistische Potenzialanalysen Logistische Abläufe optimieren PARTNER IM NETZWERK FÜR» Softwaresysteme für PPS, Produktionscontrolling QUALIFIZIERUNG» Planspiel "produktions>>kasino"» Lernfabrik lean[er]leben"» Logistische Mitarbeiterschulung GREAN GmbH 2017 The Green and Lean Company Folie 5

6 Leistungsportfolio GREAN GmbH Fokus: Effizienzstrategien BERATUNGSANGEBOTE» Einführung Energiemanagementsysteme (ISO 50001, DIN , SpaEfV)» Vorbereitung und Begleitung der Zertifizierung» Material- und Energieeffizienzanalysen» Umsetzungsbegleitung Effizienzstrategien verankern PARTNER IM NETZWERK FÜR» Technische Realisierung» Energetische Sanierung» Energieeinkauf und -contracting QUALIFIZIERUNG» Workshops zur Sensibilisierung der Mitarbeiter GREAN GmbH 2017 The Green and Lean Company Folie 6

7 GREAN GmbH Referenzen (Auswahl) GREAN GmbH 2017 The Green and Lean Company Folie 7

8 GREAN GmbH Referenzen (Auswahl) Wir freuen uns auf den Kontakt zu Ihnen! GREAN GmbH 2017 The Green and Lean Company Folie 8

9 Energiemanagement im Kontext von Industrie 4.0 Überblick Energiemanagement

10 Energiemanagementsystem nach DIN EN ISO Grundaufbau nach dem PDCA-Zyklus i.a.a. [DIN 50001] Definition von Zielen und Maßnahmen zur Erreichung geplanter Ergebnisse und Ziele Einführung der aus Zielen und Maßnahmen abgeleiteten Prozesse 1 2 Planen ( Plan ) Umsetzen ( Do ) 4 Bewertung des Energiemanagements und Ableitung von Maßnahmen zur Verbesserung Aufrecht Erhalten ( Act ) Kontrollieren ( Check ) Überwachung der Prozesse im Hinblick auf die Einhaltung der Verpflichtungen und Dokumentationen der Ergebnisse 3 Aufgaben der Geschäftsleitung Einführung einer Energiepolitik GREAN GmbH 2017 The Green and Lean Company Folie 10

11 Energiemanagementsystem nach DIN EN ISO Phase: Planen Verantwortlichkeiten Aufbereitung IST-Erfassung Gesetze Zieldefinition Aktionsplan & Auswertung» Identifizierung von Verantwortlichkeiten» Bildung eines Energieeffizienzteams» Aufbereitung der erhobenen Verbräuche» Darstellung der Daten» Ableitung einer strategischen Ausrichtung des Energiemanagements» Erarbeitung konkreter Ziele» Erfassung der tatsächlichen Verbräuche der Energie» Erfassung der Kosten von Produktion und Verbrauch» Identifikation relevanter Gesetze» Umsetzung dieser Gesetze in betriebliche Vorgaben» Ableitung eines Maßnahmenplans» Zuordnung von Zeiten, Kosten und angestrebten Ergebnissen GREAN GmbH 2017 The Green and Lean Company Folie 11

12 Energiemanagementsystem nach DIN EN ISO Phase: Umsetzen Schulung & Sensibilisierung Kommunikation Dokumentation Geschäftsprozesse Weiterbildung» Sensibilisierung und Einbeziehung der Mitarbeiter» Bewusstseinsbildung der Mitarbeiter» Ableitung möglicher Kommunikationsmethoden» Controlling der Kommunikationsstrategie» Beachtung von energetischen Aspekten in Design, Beschaffung und weiteren Geschäftsprozessen» Auswahl geeigneter Weiterbildungs- und Schulungsmaßnahmen» Durchführung der Maßnahmen» Dokumentation nach der DIN EN 50001» Kontrolle des Energiemanagements GREAN GmbH 2017 The Green and Lean Company Folie 12

13 Energiemanagementsystem nach DIN EN ISO Phase: Kontrollieren Überwachung EMS Rechtsvorschriften Dokumentation Interne Audits Review durch Geschäftsleitung» Kontinuierliche Überprüfung des Energiemanagementsystems auf Ziele» Implementierung eines KVP» Planung der Dokumentation» Laufende Dokumentation der Aktivitäten» Veröffentlichung» Regelmäßige Überwachung der Zielerreichung durch Management» ggf. Neuausrichtung des EM» Ständige Kontrolle relevanter Rechtsvorschriften und Gesetze» Umsetzung neuer Gesetze» Überprüfung der Aktivitäten des Energiemanagements durch unabhängige Dritte» Ziel: Probleme erkennen, KVP EM: Energiemanagement KVP: Kontinuierlicher Verbesserungsprozess GREAN GmbH 2017 The Green and Lean Company Folie 13

14 Ausblick Energiemanagementsystem nach DIN EN ISO Phase: Aufrecht erhalten Betrachtungsfokus Kennzahlenauswahl Zielvorgaben Kennzahlenerfassung Ausprägung Ausprägung Zielwert Toleranzbreite t t Neustart des Energiemanagementsystems GREAN GmbH 2017 The Green and Lean Company Folie 14

15 Energiemanagement im Kontext von Industrie 4.0 Überblick Industrie 4.0

16 Quelle: In Anlehnung an WZL der RWTH Aachen Produkt Industrie 4.0 Aufbau eines Referenzmodell Physisch Smart Factory Für Transparenz und bessere Planungsfähigkeit werden Assets der Fabrik mit Sensorik ausgestattet und vernetzt 4.0 Smart Operations Die Smart Factory ermöglicht eine flexible Produktionsplanung und -steuerung Fabrik Smart Products Das Produkt denkt mit und steht auch nach dem Verkauf mit dem Hersteller in Verbindung Smart Services Durch die Vernetzung von Produkt, Hersteller und Kunde eröffnen sich neue Märkte für Dienstleistungen Virtuell Industrie 4.0 integriert systematisch Informations- und Kommunikationstechnik in Produktionsbereiche und schafft damit Effizienz. Da gleichzeitig aber auch Produkte und Dienstleistungen angesprochen werden, ergeben sich neue Geschäftspotenziale für die Unternehmen. Die Digitalisierung wird zum wesentlichen Enabler dieser neuen Möglichkeiten. GREAN GmbH 2017 The Green and Lean Company Folie 16

17 Quelle: McKinsey Digitaler Turmbau zu Babel Der unbekannte Weg zur Fabrik % der Produktionsunternehmen sehen das Thema als Chance, befassen sich aber derzeit nicht damit % der Industrie 4.0- Nachzügler haben weder Strategie, noch Verantwortlichkeiten definiert.? Bauplan Fabrik 4.0 GREAN GmbH 2017 The Green and Lean Company Folie 17

18 Bausteine Industrie 4.0 Vorgehensmodell für die Einführung Mitarbeiter einbeziehen Motivation Kompetenz Digitalisierung integrieren Prozessauswahl Technologieauswahl Prozessarchitektur anpassen Prozessmanagement Organisationsmanagement Geschäftsmodell revolutionieren Digitale Reife bestimmen Industrie 4.0-Zielbestimmung GREAN GmbH 2017 The Green and Lean Company Folie 18

19 Energiemanagement im Kontext von Industrie 4.0 Anwendungsmöglichkeiten der Industrie 4.0 für ein besseres Energiemanagement

20 Kombination von Energiemanagement und Industrie 4.0 Gesetze IST-Erfassung Zieldefinition Aufbereitung & Auswertung Aktionsplan Schulung & Weiterbildung i.a.a. [DIN 50001] : mögliche Schnittmenge zur Industrie 4.0 : kaum denkbare Schnittmenge zur Ind. 4.0 Überwachung EnMS Verantwortlichkeiten Sensibilisierung Kommunikation Geschäftsprozesse Dokumentation Rechtsvorschriften P A Planen ( Plan ) Aufrecht Erhalten ( Act ) Umsetzen ( Do ) Kontrollieren ( Check ) D C Aufgaben Dokumentation der Geschäftsleitung Einführung einer Energiepolitik Interne Audits Review durch Leitung GREAN GmbH 2017 The Green and Lean Company Folie 20

21 Kombination von Energiemanagement und Industrie 4.0 Geschäftsmodell revolutionieren:» Nutzung von Echtzeitdaten über Energieoder Materialeinsatz als Basis einer verbesserten Kosten-Kalkulation» Entwicklung zusätzlicher Kundennutzen, bspw. eines ressourcenbezogenen Gütesiegels 4.0 für Produkte Prozessarchitektur anpassen:» Auswahl zu optimierender Prozesse, bspw. über Echtzeit-Energiebilanzierung der Produktionseinrichtungen» Vor dem digitalen Upgrade: technische und organisatorische Optimierung dieser Prozesse, um Material- und Energieeinsatz zu senken Digitalisierung integrieren:» Nutzung von Messtechnik für die Erfassung sowie Echtzeit-Verarbeitung des Energie- und Materialverbrauchs» Rückmeldung zu ressourcenbezogenen Daten unterstützt bspw. vorbeugende Instandhaltung Mitarbeiter einbeziehen:» Systematische Einbeziehung der beteiligten Mitarbeiter, bspw. über Verschwendungs- und Effizienzworkshops im Shopfloor Weiterführende Nutzungsperspektiven:» Nutzung von Echtzeitdaten des Ressourceneinsatzes im Controlling mit Einbezug anderer Unternehmensdaten (bspw. Produktionszahlen)» Aufbau energetischer und Materialnutzungs-Kennzahlen im Unternehmen GREAN GmbH 2017 The Green and Lean Company Folie 21

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23 12:20:14 12:23:14 12:26:14 12:29:14 12:32:14 12:35:14 12:38:14 12:41:14 12:44:14 12:47:14 12:50:14 12:53:14 12:56:14 12:59:14 06:04:38 06:10:38 06:16:38 06:22:38 06:28:38 06:34:38 06:40:38 06:46:38 06:52:38 06:58:38 07:04:38 07:10:38 07:16:38 07:22:38 07:28:38 07:34:38 07:40:38 07:46:38 07:52:38 07:58:38 08:04:38 08:10:38 08:16:38 08:22:38 08:28:38 08:34:38 08:40:38 08:46:38 08:52:38 08:58:38 09:04:38 09:10:38 09:16:38 Leistung [kw] Beispiel Produktionstechnik Auswertung eines Maschinen-Lastgangs 5,0 4,5 4,0 3,5 Beginn Umrüsten ohne Heizung Eckdaten» Messreihe zwischen 17. und 19. März 2016» Betriebsarten: Rüsten mit Heizung Rüsten ohne Heizung Beginn Produktion 3,0 2,5 2,0-82% Leider ist der im Vortrag gezeigte Inhalt von unserem Kunden nicht zur Veröffentlichung freigegeben worden. Bitte wenden Sie sich bei Fragen gern an uns. 1,5 1,0 0,5 0,0 GREAN GmbH 2017 The Green and Lean Company Folie 23

24 Überwachung des Energiemanagementsystems mit Kennzahlen Für eine hohe Vergleichbarkeit der Energieüberwachung empfiehlt es sich, auf Kennzahlen zuzugreifen. Diese beschreiben das Verhältnis eingesetzter Energiemenge oder -kosten zu produktionsspezifischen Parametern, wie z.b. Umsatz, Anzahl der produzierten Einheiten oder Anzahl der Beschäftigten. Kennzahl Beschreibung bzw. Formelkennzeichnung Einheit Gesamt-Energieverbrauch Summe aller Verbräuche aller Energieträger kwh Gesamt-Energiekosten Summe aller Kosten aller Verbräuche Euro Kosteneinsparungen --- Euro, % CO 2 -Reduktion --- kg Spezifischer Energieverbrauch Energieträgeranteil Energieintensität Gesamtenergieverbrauch Produktionsmenge/Einheiten Energieverbrauch pro Energieträger Gesamtenergieverbrauch Energie eines Prozesses oder Bereiches Gesamtenergieverbrauch kwh/menge % % GREAN GmbH 2017 The Green and Lean Company Folie 24

25 Spezifischer Energieverbrauch [kwh/kg. Material] CO2-Verbrauchder Produkte [g/1000 Stk.] Energetische Kennzahlenbildung Produktvergleich Produkt A Produkt B Leider ist der im Vortrag gezeigte Inhalt 0,94 von unserem Kunden nicht zur Veröffentlichung 0,013 freigegeben worden. Bitte wenden Sie sich bei Fragen gern an uns. 0,53 Ausgangsdaten Maschine: Artikel A 9,9 g/teil Granulateinsatz Zeitraum Messung: 11:39-06:13 Produzierte Menge: Stück 0,003 A B A B Ausgangsdaten Maschine: Artikel B 3,8 g/teil Granulateinsatz Zeitraum Messung: 10:54-09:17 Produzierte Menge: Stück GREAN GmbH 2017 The Green and Lean Company Folie 25

26 Tobias Heinen Dr.-Ing. Geschäftsführer GREAN GmbH An der Universität Garbsen Phone Fax Mobile heinen@grean.de