3/4 - VÖG - Verein österreichischer Gießereifachleute

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GIESSEREI-RUNDSCHAU 58 (2011) HEFT 3/4 zierbar. Energie- und Ressourcenverbräuche sind nicht transparent. In der Planung wird daher mit Sicherheitszuschlägen kalkuliert, die Überdimensionierungen zur Folge haben. Zielsetzung ist, entsprechend des Handlungsbedarfs die Energie- und Ressourceneffizienz in der Produktion zu erhöhen. Damit ergeben sich die Anforderungen an eine energieund ressourceneffiziente Zylinderkopffertigung: Optimierung der produktbezogenen Prozesskette, z.B. durch optimale Ausnutzung der Anlagenressourcen infolge Prozessverkettung/Automatisierung oder Optimierung des Produktdesigns Bedarfsgerechte Prozesssteuerung, z.B. Erweiterung des Produktionssystems um energetische und ressourcenrelevante Kenngrößen, Simulation unterschiedlicher Produktionsszenarien, Vision der durchgängigen digitalen Integration Geschlossene Ressourcenkreisläufe, Ressourcenvernetzung in der Prozesskette, Reduzierung des Kreislaufmaterials Optimiertes Nutzungsverhalten, optimiertes Lastmanagement/Energiemanagement 68 Reale Fabrik Digitale Fabrik Anlagenstruktur Modellierung Simulation Energie u. Ressourcen Simulationsdaten Energied aten Leistungswerte je Anlage zustandsspezifisch Systemlastdaten Systemlastdaten Technische Daten Auftragseinlastung Produktionsaufträge, Transportaufträge, Menge, Termin Produktdaten Arbeitspläne, Stücklisten Analyse Ist- Energie- bedarf Abb. 9: Vorgehen bei der Energie/Ressourcenverbrauchssimulation Arbeitszeit- Organisation Pausenregelung, Schichtmodelle Ressourcen- Zuordnung Werker, Maschine, Fördermittel Ablauf- Organisation Strategien, Restriktionen, Störfallmanagement Abb. 10: Energieverbrauchssimulation Fabrikstrukturdaten Anlagentopologie Fertigungsdaten Nutzungszeit, Leistungsdaten, Kapazität Materialflussdaten Topologie des Materialflusssystems Stördaten Funktionale Störungen, Verfügbarkeiten Validierung Plant Simulation Betriebszustand Fertigung Warten Sparbetrieb Nutzungsprofil Verbräuche Die Umsetzung erfolgt durch Aufnahme der gesamten Prozesskette der Zylinderkopffertigung inkl. aller Input- und Outputströme in Abhängigkeit der jeweiligen Grundlast entsprechend der vorgestellten Beschreibungsmatrix. Die Istsituation wird im Rahmen einer Stoff- und Energiestrombilanz abgebildet. Die Modellierung der Prozesskette erfolgt parallel durch eine Energie-/Ressourcenverbrauchssimulationsanalyse. Hieraus ergibt sich eine Energie-/Ressourcenverbrauchstransparenz zur bedarfsgerechten Dimensionierung bzw. zur Aufdeckung von Optimierungspotential. Durch den Einsatz etablierter Werkzeuge werden die Energie-/Ressourcenverbräuche/Emissionen in die betriebliche/reale Daten- und Planungswelt im Rahmen eines kontiniuierlichen Verbesserungsprozesses integriert. Durch die Integration geeigneter Verbrauchsmessungen von Energie und weiteren Ressourcen in die vorhandene betriebliche Datenwelt (Digitale Fabrik) ist eine integrierte Betrachtung ökologischer und klassischer Produktionsziele wie Kosten, Zeit und Qualität bei der Planung und Steuerung der Produktion möglich. Maschine aus Ableiten Energiebedarf Prognose Erweiterung der Bibliotheken um Energieund Ressourcenaspekte Energiebedarf je Anlage Gesamtenergiebedarf Ermittlung von Lastprofilen Simulations- Ergebnis Gesamt- bedarf Anlagen- bedarf Verbrauchs- profile Spezifischer Bedarf je Kopf
HEFT 3/4 GIESSEREI-RUNDSCHAU 58 (2011) Zusammenfassung In der ersten Dekade des 21. Jahrhunderts stehen Produktentwicklung und Produktion vor umwälzenden Veränderungen. Angestoßen werden die Wandlungsprozesse von den Umfeldbedingungen einer global vernetzten Wirtschaft einerseits und innovativen Informations- und Kommunikationstechnologien andererseits. Der Produktion kommt eine zunehmend strategische Bedeutung zu, die Neuausrichtung der Wertschöpfungsstrukturen sichert Wettbewerbsvorteile. Nachhaltigkeit ist für die Automobilindustrie ein wichtiger Wettbewerbsfaktor. Insbesondere die energieund ressourceneffiziente Produktion entwickelt sich dabei zu einem Mikrotrend. Im Rahmen des Fahrzeuglebenszyklus zeigt sich die Zylinderkopffertigung als ein besonders umweltrelevanter Bereich. Daher soll im Rahmen der Arbeit die gesamte Prozesskette der Zylinderkopffertigung durch Beschreibungsmatrizen erfasst und bilanziert werden, um anschließend eine strategische Bewertung und Gewichtung ableiten zu können. Die daraus abgeleitete optimierte Prozesskette ist zu evaluieren und umzusetzen. Auf Grundlage eines stetig wachsenden Umweltbewusstseins der globalen Bevölkerung ist es insbesondere zur Imagewahrung für Unternehmen der Zukunft von entscheidender Bedeutung, Umweltaspekte in unternehmerisches Handeln zu integrieren. Literatur [1] Ohlendorf, 2006, S. 1 [2] VDMA, Roland Berger: Der Beitrag der Maschinen- und Anlagenbauer zur Energieeffizienz, Okt. 2009 [3] Nieschwietz, C.: Von der Energieflussanalyse zur Steigerung der Georg Fischer Fittings GmbH A-3160 Traisen / Österreich Tel.: +43(0)2762/90300-378 Fax: +43(0)2762/90300-400 fittings.ps@georgfischer.com www.fittings.at Hochwertige Gewindefittings und PRIMOFIT-Klemmverbinder aus Temperguss Energieeffzienz in der Produktion, Konferenz: Energieeffizienz in der Produktion, Düsseldorf, 2010 [4] Ökobilanz Volkswagen Salzgitter, Volkswagen AG, 2009 [5] Umwelterklärung Volkswagen Hannover, Volkswagen AG, 2009 [6] Herrmann, C., 2009, Ganzheitliches Life Cycle Management, Springer [7] Herrmann, C.; Thiede, S.; Heinemann, T.: Ganzheitliche Ansätze zur Erhöhung der Energie- und Ressourceneffizienz in der Produktion, IN: 10. Karlsruher Arbeitsgespräche Produktionsforschung 2010, Karlsruhe, 2010 [8] Göschel, A.; Sterzing, A.; Schönherr, J.: EniPROD Tagungsband S. 747–767, Chemnitz, 2010 [9] Staudt, E.; Schroll, M.; Schwering, M. G.: Betriebliches Stoffstrommanagement, S. 204, Köln, 2002 [10] Demir, S.; Lotter, M.; Wohlgemuth, V.: Durchführung einer Stoffstromanalyse als Ausgangspunkt für eine Problemanalyse, S. 224 ff., Shaker Verlag Aachen, 2008 [11] Ackermann, R.; Buchgeister, J.: Systemtechnische Methodik zur Planung und Optimierung relevanter Prozesse, S. 227, Karlsruhe, 2004 Kontaktadresse: Thorsten Becker, AutoUni, Leitung Institut für Produktion & Logistik, Volkswagen AG, D-38436 Wolfsburg, Brieffach 1231, Tel.: +49 (0)5361 896 2018, Fax: +49 (0)5361 957 85223, E-Mail: thorsten.becker3@volkswagen.de http://www.volkswagen.de, http://www.autouni.de Apl. Prof. Dr.-Ing. habil. Dr.-Ing. E. h. Rüdiger Bähr Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg D-39106 Magdeburg, Universitätsplatz 2 Tel.: +49 (0)391 67 18315, Fax +49 (0)391 67 12420 E-Mail: ruediger.baehr@ovgu.de www.ifg.ovgu.de/but.html Das Heft 7/8-2011 der GIESSEREI RUNDSCHAU erscheint am 29. August 2011 mit Schwerpunktthema: „Gießerei-Anlagen“ sowie Nachbericht GIFA, WFO Technischem Forum und NEWCAST-Forum Redaktionsschluss: 8. August 2011 69
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