3/4 - VÖG - Verein österreichischer Gießereifachleute

HEFT 3/4 GIESSEREI-RUNDSCHAU 58 (2011)
Beispielanlage Arbeitsfolge 340 [Bearbeitung Ventilbetrieb]
Abb. 8: Betriebszustände in der mechanischen Bearbeitung
Teil direkten Einfluss auf die Betriebszustände haben. Am Beispiel
einer mechanischen Bearbeitungsstation im Rahmen der
gesamten Prozesskette der Zylinderkopffertigung sollen Verbrauchsmessungen
der jeweiligen Betriebszustände vorgestellt
werden:
A Wochenendbetrieb
Die Anlagen sind weitestgehend ausgeschaltet. Der Restenergiebedarf
resultiert aus den kontinuierlich eingeschalteten
Steuereinheiten und Schaltschrankkühlungen.
B Bearbeitungsbetrieb
Die Anlagen bearbeiten Teile im regulären Betrieb. Alle dazu
erforderlichen Medien sind eingeschaltet.
C Warten
Die Anlagen warten auf Teile zum Bearbeiten. Alle Medien
bleiben vollständig eingeschaltet.
D Rüsten
Umrüsten der Anlagen auf eine andere Produktvariante.
Auch wenn die Anlagen nicht mechanisch umgerüstet werden
müssen, wird der Schutzkreis der Anlagen geöffnet, um
den Bearbeitungsraum zu reinigen. Durch die Öffnung des
Schutzkreises sind automatisch alle Medien abgeschaltet.
E Standby Modus
Nach längerem Warten auf Teile gehen die Anlagen in den
Standby Betrieb, um Energie zu sparen. Dazu werden Kühlmittelpumpen
und Spindeln abgeschaltet. Die Hydraulikaggregate
bleiben eingeschaltet, werden jedoch durch Überströmventile
entlastet (Konstantstromprinzip). Bei einigen
Anlagen werden die Aggregate nach Erreichen des Systemdrucks
abgeschaltet (Konstantdruckprinzip, frequenzgeregelte
Antriebsmotoren).
F Störung
Die Anlagen sind durch Fehler im Betrieb gestört. Je nach
Auswirkung der Störung nehmen die Anlagen während dieser
Zeit Zustände an, die sich zwischen dem Warten auf Teile
und geöffnetem Schutzkreis bewegen. Bei geöffnetem
Schutzkreis werden sämtliche Medien abgeschaltet.
Energie- und Stoffstrombilanzen durch
Stoffstrommanagement
Stoffstrommanagement ist die Verknüpfung von ökonomischen
und ökologischen Daten zur Steuerung und Lenkung der Produktionsprozessketten.
Es besteht ein starker Zusammenhang
zwischen Umwelteinwirkungen und Kosten, z.B. bei Materialverbräuchen
oder den generellen Umweltschutzkosten. Folglich
ergibt sich durch die Erhöhung des Wirkungsgrades und eine
Optimierung der Stoffströme ein Potential zur Kostenreduzierung
[9].
Im Rahmen des Stoffstrommanagements werden Stoff- und
Energiestromanalysen durchgeführt. Dadurch werden die verschiedenen
Produktionsprozesse näher analysiert, so dass u.a.
eine Aussage zur Energie- und Ressourceneffizienz der Prozesse
möglich ist. Sie erhöhen in diesem Kontext die Transparenz bezüglich
der Produktionsprozesse im Unternehmen. Das Erkennen
und Visualisieren der Energie- und Stoffströme als Energieund
Stoffstrombilanzen sowie der damit verbundenen Kostenströme
ist ein zentraler Bestandteil der Analysen. Dadurch lassen
sich Prozessbewertungen durchführen und in Folge dessen
auch mögliche ökologische und ökonomische Optimierungspotenziale
aufdecken [10].
Ökobilanzen haben Überschneidungspunkte mit dem Stoffstrommanagement.
Aus Unternehmenssicht ist der primäre Aspekt
der Ökobilanzierung das Aufzeigen der lebenswegspezifischen
Eigenschaften der Produkte. Beim betrieblichen Stoffstrommanagement
stehen aber hauptsächlich die Produktionsprozesse
innerhalb der Betriebsgrenzen im Vordergrund.
Folglich ist die Systemgrenze nur der Betrieb und nicht der gesamte
Lebensweg der Produkte [11].
Nachhaltigkeitsorientierter Ansatz
In der digitalen Fabrik fehlen Informationen zum Energie- und
Ressourcenverbrauch von Anlagen. Anhand der digitalen Modelle
ist der Energie- und Ressourcenbedarf nur grob prognosti-
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