ENERGIEEFFIZIENZ IM UMGANG MIT LEBENSMITTELN

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Viktoria Waltz
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1 ENERGIEEFFIZIENZ IM UMGANG MIT LEBENSMITTELN Status Quo und zukünftige Herausforderungen Löbau, 20.September Dr. Tino Langer, Mark Richter 1

2 Das Fraunhofer IWU Gründung am 1. Juli 1991 ca. 620 Mitarbeiter 41,5 Mio Euro Jahresetat Standorte: Chemnitz, Dresden, Zittau, Wolfsburg, Leipzig Chemnitz Forschung unter dem Leitthema»Ressourceneffiziente Produktion«Kompetenzbereiche: Werkzeugmaschinen und Automatisierung Mechatronik und Leichtbaukomponenten Spanende Technologien Umformtechnologie Fügen und Montage Produktionsmanagement 2

3 Energie- und Ressourceneffizienz Zwei unterschiedliche Welten? 3

4 Das Fraunhofer IWU»Energieeffizienz in der Produktion«* ) EffPro-Studie Energieeffizienz in der Produktion, BMBF / FhG, 2007/08 4

aus minimalem Kapitaleinsatz muss künftig gelten:

5 Das Fraunhofer IWU Strategie»Ressourceneffiziente Produktion«Paradigmenwechsel Statt maximalem Gewinn aus minimalem Kapitaleinsatz muss künftig gelten: Maximale Wertschöpfung bei minimalem Ressourceneinsatz 5

6 Das Fraunhofer IWU Strategie»Ressourceneffiziente Produktion«Fraunhofer Leitprojekt Digitale Fertigung in der Massenproduktion Fraunhofer-Leitprojekt E 3 -Produktion E³-Forschungsfabrik Ressourceneffiziente Produktion Leistungszentrum»Smart Production«Exzellenzzentrum Automobilproduktion Innovationsallianz Green Carbody Technologies (InnoCaT) 6

EE) 31% Gase 35% 15% Gewerbe Dienstleistung Handel 28% Verkehr Fernwärme 8% Erneuerbare

7 Energieverbrauch in Deutschland nach Sektoren Energieträgern 3,2% Erneuerbare Energie 28% Haushalte 28% Industrie Strom (inkl. EE) 31% Gase 35% 15% Gewerbe Dienstleistung Handel 28% Verkehr Fernwärme 8% Erneuerbare Wärme 3% Sonstige 3% Stein- und Braunkohlen 15% Mineralölprodukte 5% Quelle: AG Energiebilanzen: Auswertung zur Energiebilanz 1990 bis 2013, Stand 09/2014 7

8 Energiekosten für die Industrie und Anteil der darin enthaltenen Stromkosten Senkung des Energiebedarfs (bzw. Leistungsaufnahme) zu einem beliebigem Zeitpunkt bedeutet nicht unbedingt eine Senkung der Kosten! 8

9 Erhöhung der Energieeffizienz P Transparenz! If you can t measure it, you can t manage it. t Verbrauch bewerten Potenziale aufzeigen Prozesse optimieren Bedarfe prognostizieren Kennzahlen bilden (KPI) Energieflüsse managen 9

10 Erhöhung der Energieeffizienz P Energiebedarf von Produktionsanlagen 9% 9% 1% 5% 4% 72% Antriebe IT Licht Heizung/Wasser Prozesswärme Elektrolyse t Transparenz! Energieeffiziente Komponenten z.b. Ecodesign Directive 2009/125/EC (EU) IE2 / IE3 Motoren Wirkungsgradsteigerungen von bis zu 7% (vor allem im Teillastbereich) Quelle: SIEMENS 10

11 Erhöhung der Energieeffizienz P Transparenz! Energieeffiziente Komponenten Produktionspausen Abschalten in nichtproduktiven Zeiten t Maschine SPS Sleep wake on Quelle: KUKA 11

12 Erhöhung der Energieeffizienz P Transparenz! Energieeffiziente Komponenten Produktionspausen Beschreiben Komponenten Abhängigkeiten t Modell Simulation Schaltbefehle Energiecontroller Parametrieren Energie Zeit Automatische Optimierung Energie -bedarf 12

13 Erhöhung der Energieeffizienz P Transparenz! Energieeffiziente Komponenten Produktionspausen Spitzenlasten t Quelle: directindustry.de 13

14 Erhöhung der Energieeffizienz P Transparenz! Energieeffiziente Komponenten Produktionspausen Spitzenlasten Energiemanagement t P Sleep wake on t 14

15 Digitalisierung in der Produktion WERKSTOFFE kennen ihre spez. Eigenschaften. GESCHÄFTSMODELLE transparent, flexibel, nachvollziehbar. PROZESSE kennen ihre Parameter, passen sich an. synchronisieren Energieangebot/-verbrauch. ENERGIE/EVU MENSCHEN kommunizieren, interagieren, entscheiden. kennen ihre Eigenschaften und Historie. PRODUKTE Linked Factory kennen ihre Fähigkeiten, fertigen autonom. MASCHINEN PROZESSKETTEN bilden sich ad-hoc/ressourcenadaptiv. FABRIKBETRIEB setzt verfügbare Ressourcen optimal ein. intuitiv, echtzeitnah, kontextbezogen INTERAKTION operieren, adaptieren sich selbstständig. PRODUKTIONSSYSTEME Simulation, prognosebasierte Absicherung. DIGITALE FABRIK 15

Digitalisierung in der Produktion GESCHÄFTSMODELLE transparent, flexibel, nachvollziehbar. WERKSTOFFE kennen ihre spez.

ENERGIE/EVU MENSCHEN kommunizieren, interagieren, entscheiden. kennen ihre Eigenschaften und Historie.

MASCHINEN PROZESSKETTEN bilden sich ad-hoc/ressourcenadaptiv.

16 Digitalisierung in der Produktion GESCHÄFTSMODELLE transparent, flexibel, nachvollziehbar. WERKSTOFFE kennen ihre spez. Eigenschaften. Wertschöpfung PROZESSE kennen ihre Parameter, passen sich an. synchronisieren Energieangebot/-verbrauch. ENERGIE/EVU MENSCHEN kommunizieren, interagieren, entscheiden. kennen ihre Eigenschaften und Historie. PRODUKTE Wissen Entscheidungen Linked Factory kennen ihre Fähigkeiten, fertigen autonom. MASCHINEN PROZESSKETTEN bilden sich ad-hoc/ressourcenadaptiv. Informationen Smart Data FABRIKBETRIEB setzt verfügbare Ressourcen optimal ein. intuitiv, echtzeitnah, kontextbezogen INTERAKTION Daten Big Data Simulation, prognosebasierte Absicherung. DIGITALE FABRIK operieren, adaptieren sich selbstständig. PRODUKTIONSSYSTEME 16

Presswerk bis zur Anlage Leergut: Eingang ins

Vollgut: Wareneingang Presswerk Vollgut:

17 Digitalisierung Intralogistik Beispiel Zonenerfassung: Verfolgung der Behälter vom Presswerk bis zur Anlage Leergut: Eingang ins Presswerk Leergut: Verlassen des Lagers Vollgut: Wareneingang Presswerk Vollgut: Verlassen des Presswerks Leergut: Transport zur Abwicklung Karosseriebaulinie Vollgut: Transport zur Anlage Legende RFID-Gate mit Richtungserkennung Erfassungsprozess 17

Digitalisierung Intralogistik Materialflussgestaltung und smarte PPS-Algorithmen Ziel:

-steuerung Vorteile Simulationsgestützte Materialflussgestaltung: Abstraktion

Energiesensitivitätsanalysen: Effizienzpotentiale mit Plant Simulation Baustein

Effiziente Materialflüsse führen zur Verbesserung produktionsrelevanter KPIs

18 Digitalisierung Intralogistik Materialflussgestaltung und smarte PPS-Algorithmen Ziel: Schlanker Materialfluss mit energie- und ressourceneffizienter Produktionsplanung und -steuerung Vorteile Simulationsgestützte Materialflussgestaltung: Abstraktion komplexer Produktionssysteme, Engpass- und Kapazitätsanalyse Energiesensitivitätsanalysen: Effizienzpotentiale mit Plant Simulation Baustein enibric Benchmarking: Verifizierung von Produktionsstrategien Nutzen/Ergebnisse: Effiziente Materialflüsse führen zur Verbesserung produktionsrelevanter KPIs (Verschwendungen senken) Ableitung von Maßnahmen zur energieeffizienten Fabrik Datenbankgestützte agile Produktionsplanung und -steuerung 18

19 Industrielle Produktion der Zukunft: Energetisch flexibel»micro grid«im»smart grid«herausforderungen EVU Aktives Energiemanagement Steuerung/Regelung Energiequellen, -senken und -speichern Geschlossene Kreisläufe Energiespeicherung/-rückführung Regenerative Energien Aktives MES GLT Dezentrale Erzeugung/Nutzung Energie- Management Gebäudeinfrastruktur/ -leittechnik Verknüpfung mit Produktionstechnik Halle/Standort AEM Produktionsplanung/-steuerung Energie-/kostenadaptiv Maschine Anlage AEM 19

20 WindNODE - Das Schaufenster für intelligente Energie aus dem Nordosten Deutschlands AP 7.1»ZIEL«Algorithmen und Methoden für ein Zukunftsfähiges Intelligentes Energie- und Lastmanagement 20 Quelle: WindNODE

21 Vernetzung 21

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Dr. Tino Langer tino.langer@iwu.fraunhofer.

22 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Dr. Tino Langer Mark Richter

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