Ausgabe - 16 - Produktion

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26 · Energie-Effizienz · Produktion · 18. April 2013 · Nr. 16 Energie-Spar-Tipp KWK: Optimiert für den kleinen Wärmebedarf Produktion Nr. 16, 2013 Die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) mit Mikro-Gasturbinen ist auch für Unternehmen mit einem geringeren Bedarf an Prozesswärme interessant – wenn die Anlage bedarfsgerecht angepasst ist. Husum (mn). In nahezu allen Produktionsprozessen wird Prozesswärme benötigt. Diese lässt sich besonders energieeffizient durch Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) erzeugen, da gleichzeitig Strom und Nutzwärme entstehen. „Vor allem Unternehmen mit einem hohen und kontinuierlichen Bedarf an Prozesswärme, wie zum Beispiel in der Papier-, Lebensmittel- oder Chemieindustrie haben einen enormen Vorteil von dem Einsatz einer KWK-Anlage“, erklärt Dietmar Cordts von der Husumer TIG Group. TIG berät Unternehmen, die KWK einsetzen wollen. Betreiber von KWK-Anlagen profitieren finanziell und betrieblich: So kann die elektrische Energie aus der Eigenerzeugung externen Strombezug ersetzen oder sichert die Stromversorgung der Produktionsanlagen gegen Ausfall der externen Netzversorgung. Gleichzeitg wird die Stromerzeugung in KWK-Anlagen entsprechend des KWK-Gesetzes gefördert. „Aber nicht nur große Unternehmen können KWK-Anlagen einsetzen. Mit der technologischen Entwicklung der Mikro-Kraft-Wärme- Kopplung genießen auch Indust- rieunternehmen mit vergleichsweise geringem Bedarf an Prozesswärme Vorteile durch Einsatz dieser Technologie“, betont Cordts. Mikro-Gasturbinen zeichnen sich durch eine hohe Lebensdauer und geringe Wartungskosten aus. Die Lebensdauer einer Mikro- Gasturbine liegt bei circa 40 000 Betriebsstunden. Durch eine einmalige Revision kann sie auf insgesamt 80 000 h verlängert werden. Das elektrische Leistungsspektrum der Turbine reicht von 30 kW bis 200 kW. Durch Kombination mehrerer Turbinen kann eine elektrische Leistung von insgesamt 1 000 kW erreicht werden. Je nach Baugröße liegt der elektrische Wirkungsgrad zwischen 29 und 33 %, Hohe Lebensdauer und geringe Wartungskosten womit circa 65 bis 69 % der Primärenergie zur Erzeugung von Prozesswärme zur Verfügung stehen. Im Gegensatz zu Gasmotoren liegt die Abwärme der Mikrogasturbine nahezu vollständig als Abgas vor und kann in Kombination mit einer auf die Mikrogasturbine abgestimmten Zusatzfeuerung zur Der Wasserrohrkessel für die Hallenbeheizung nutzt die Abwärme einer Mikro-KWK-Anlage, die gleichzeitig Strom und Prozesswärme erzeugt. Bild: TIG Erzeugung von Hochtemperaturwärme wie Prozessdampf genutzt werden. Als Primärenergie wird zumeist Erdgas eingesetzt, aber auch die Verwendung von Biogas oder Diesel ist möglich. „Wichtig für einen optimalen ökologischen und ökonomischen Nutzen ist die Anpassung von Mikrogasturbine und Zusatzfeuerung auf die Kesselanlage und deren Betriebsverhalten. Eine sorgfältige Ermittlung der Betriebsverhältnisse ist daher als Basis für die richtige Auswahl und Auslegung der eingesetzten Komponenten unerlässlich“, betont Cordts. Mikro-KWK kann an Wärmeerzeugern mit Dampf, Heißwasser oder Thermalöl als Wärmeträger eingesetzt werden. Auch die Kopplung der Mikro-Gasturbine mit einer Trocknungsanlage ist denkbar. Weitere Vorteile bringt eine erweiterte Abwärmenutzung beispielsweise durch die Übertragung der Abwärme der Kesselanlage auf Brauchwasser oder Kesselspeisewasser. Wichtig für den kommerziellen Erfolg des Vorhabens sei dabei weniger eine Optimierung des Investitionsvolumens, so Cordts, sondern die Anpassung der KWK- Anlage an den Wärmeerzeuger. Aufgrund der gesetzlichen Zuschüsse lohnen sich in den meisten Fällen sogar Modernisierungen bestehender Anlagen. „Viele Unternehmen müssen hierzu lediglich ihre vorhandene Kesselanlage umrüsten. Eine Mikrogasturbine mit Zusatzfeuerung wird ergänzt, um Kraft-Wärme-Kopplung einzusetzen“, stellt Cordts fest. Durch Änderung der Zufeuerungsleistung kann die Wärmeerzeugung flexibel an den Produktionsprozess angepasst werden. Zur Optimierung der Energie-Effizienz sollte allerdings ein kontinuierlicher Betrieb im Leistungsbereich Auch die Modernisierung von Alt-Anlagen kann sich lohnen 80 bis 100 % angestrebt werden. Nur in diesem Leistungsbereich wird der Sauerstoffgehalt des Turbinenabgases voll ausgenutzt und der maximal mögliche Anlagenwirkungsgrad erreicht. Langfristig gesehen unterstützt der Einsatz von KWK-Kraftwerken die Erfüllung der Klimaschutzziele und wird deshalb vom Gesetzgeber gefördert. Laut KWK-Gesetz sollen bis 2020 rund 25 % der Stromversorgung aus KWK-Anlagen stammen. Die Betreiber der KWK-Anlagen erhalten ihre Zuschläge über zehn Jahre – egal, ob Einspeisung oder Eigennutzung erfolgt. www.tig-group.com Produktionstechnik Schneller Mantel für PV-Module Produkt der Woche Produktion Nr. 16, 2013 Der Markt für Photovoltaik-Module ist heiß umkämpft. Unternehmen müssen daher Kosten sparen. Etwa mit einem neuen Verfahren: Es bettet die Zellen mehr als doppelt so schnell in ihre schützende Kunststoffhülle ein und spart so Zeit und Geld. Halle (mn). Solarzellen müssen viel aushalten: Schnee, heiße Sommertage, Regen und Feuchtigkeit. Um sie bestmöglich zu schützen, betten die Hersteller die Zellen in Kunststoff ein, meistens in Ethylenvinylacetat, kurz EVA: Im ersten Schritt laminieren sie die Zellen. Dazu legen sie eine Folie um die Zellen und erhitzen diese. Ist der Kunststoff weich, wird der gesamte Stapel im Laminator zusammengepresst, so dass er gut um die Zellen herumfließt und sie umschließt. Dabei vulkanisiert der Kunststoff – das heißt er vernetzt. Es entsteht eine Art Gummi, der die Zellen zuverlässig vor mechanischen und thermischen Belastungen schützt. Wissenschaftler laminieren eine Solarzelle am Fraunhofer CSP in Halle. Ihre Anlage halbiert die Zykluszeit des Prozesses. Bild: Fraunhofer CSP Für die Vernetzung wird der Solarzellen-Kunststoff-Stapel auf bis zu 150 °C erhitzt; diese hohe Temperatur gibt den ‚Startschuss‘ für die Vernetzung. Die Prozesszeiten für das Vulkanisieren sind allerdings relativ lang: 20 Minuten oder länger muss der Zellenstapel im Laminator bleiben, was die Produktionskosten in die Höhe treibt. Diesem Kostendruck können die Hersteller entgegenwirken, indem sie den Prozess optimieren oder die Materialien. Forscher vom Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP in Halle unterstützen Hersteller künftig auf der Prozessseite, gemeinsam mit Kollegen der Firma Lanxess: „Wir haben den Laminationsprozess so modifiziert, dass er statt 20 Minuten nur etwa sieben bis acht Minuten dauert, wir konnten also die Dauer des Gesamtprozesses um mehr als 50 Prozent reduzieren“, sagt Dr. Stefan Schulze vom CSP. „Damit können wir im Vergleich zum Standardprozess in der gleichen Zeit doppelt so viele Module auf einer Anlage laminieren.“ Als Vorbild diente den Forschern Drucktinte beim Zeitungsdruck, die durch eine UV-Lampe in wenigen Sekunden vulkanisiert. Ähnlich funktioniert der neue Vernetzer: Aktiviert durch UV-Strahlung statt durch hohe Temperaturen vernetzt er den Kunststoff innerhalb weniger Sekunden bei gleichbleibender Qualität. Solarmodule in weniger als acht Minuten laminieren Den UV-Vernetzungsprozess haben die Forscher vom CSP entwickelt, Lanxess widmete sich dem Material. Eine Pilotanlage zur Vernetzung gibt es bereits am CSP: An ihr optimieren die Forscher nun Prozess-Parameter wie die Strahlungsmenge oder die Vorschubgeschwindigkeit, mit der die Module die UV-Lampen passieren. „Der Prozess ist einsatzbereit“, sagt Schulze. Hohe Kosten für die Umrüstung ihrer Produktionsanlagen brauchen interessierte Hersteller nicht fürchten: Lediglich eine UV- Lampe müsste ergänzt werden. www.fraunhofer.de Mobiles Energiemanagement Produktion Nr. 16, 2013 Aachen (mn). Für Unternehmen, die ihre Energie-Effizienz und die damit zusammenhängenden Kennzahlen auf eigene Faust ermitteln wollen, bietet Kisters mit seiner Energie-Monitoring-Box ein mobiles Komplett-System zur Messung und Auswertung der Stromflüsse. In der Box befindet sich alles, was für ein professionelles Energiemangement benötigt wird: ein Notebook mit der Kisters-Software Pro- CoS (vom TÜV Süd zertifiziert) und BelViS, ein Gateway zur Steuerung der Zähler und Verbindung zum Energiedatenmanagementsystem auf dem Rechner sowie drei Stromzähler. Letztere lassen sich ohne umständliche Verkabelung an jeder beliebigen Stelle im Zählerschrank einstecken. Die Datenübertragung Die Energie-Monitoring-Box von Kisters enthält alles, was für ein professionelles Energiemanagement erforderlich ist. Bild: Kisters von dort zum Gateway funktioniert über WLAN. Das Gateway stellt eine Verbindung zum Notebook her, so dass der Anwender unmittelbar mit der Erfassung und Auswertung der Messdaten beginnen kann. Die Erfassung erfolgt online und zyklisch. Die Software erlaubt die Bewertung der Energiedaten und Ablage in Prozessdatenarchiven mit Verdichtung sowie die Grenzwertüberwachungen und Darstellung von Störzuständen inklusive Fernalarmierungsfunktionen. Dazu kommt die Visualisierung der aktuellen Energiedaten, die Aufteilung von Zählauf Kostenstellen über die Rechenwertbildung, die Auswertung archivierter Daten sowie der Datenexport an Abrechnungssysteme oder in externe Datenbanken. www.kisters.de
▶ ▶ ▶ 18. April 2013 · Nr. 16 · Produktion · Management · 27 Fabrikplanung ‚Das Auge steuert bei B. Braun die Fabrik‘ Produktion Nr. 16, 2013 Der Medizintechnikhersteller B. Braun Melsungen AG hat eine Zukunftsfabrik errichtet. Konzipiert wurde diese Fabrik, die sich durch eine unternehmenseigene Architektur auszeichnet, von Dr. Schönheit + Partner nach dem Prinzip ‚das Auge steuert die Fabrik‘. Melsungen (gk). Grund für den Neubau von B. Braun in Melsungen waren eine steigende Nachfrage nach Dialysegeräten und Infusionspumpen und die Tatsache, dass die Größe der bisherigen Produktionsstätten nicht mehr ausreichte. Wenn eine Fabrik den Belangen der in ihr arbeitenden Menschen entsprechen soll, müssen diese bereits in der Planung Gestaltungseinfluss auf ihren Arbeitsplatz haben. Dem Grundsatz folgte das Fabrikplanungsprojekt ‚Avitum Village‘ von Dr. Schönheit + Partner. Der Mensch soll dabei das Maß aller Dinge sein und der einzelne Arbeitsplatz gilt als wichtige Einheit im Organismus. Sämtliche Werkbänke und Bürotische sind standardisiert, höhenverstellbar und mobil verschiebbar, womit sich Arbeitsstrukturen in U-Form (‚U-Shape‘) nach gemeinsam verabschiedeten Lean- Prinzipien erstellen lassen. Dadurch ist die Fertigungsstruktur flexibel skalierbar. Die Bezeichnung ‚Village‘ beziehungsweise ‚Dorf‘ wurde gewählt, da die Produktionsstätten sowie das Ausbildungszentrum durch zentrale Marktplätze für Menschen und Materialversorgung verbunden sind. Sie bilden das Herz der Anlage und vernetzen durch ihre mühlenartige Anordnung alle Arbeitsprozesse in der gesamten Anlage. Verwaltung, Produktion und Entwicklung unter einem Dach Der Marktplatz ‚Mensch‘ bildet den zentralen Eingangs- und Empfangsbereich, in dem sich Mitarbeiter und Besucher treffen. Im Marktplatz ‚Material‘ laufen alle Waren und Produktionslinien an einem Punkt zusammen – eine Drehscheibe, um den steten Fluss Die Arbeitsplätze im neuen Werk von B. Braun sind höhenverstellbar und verschiebbar. Bild: Foto@Markus-Steur.de von Material und Produktion zu steuern und so die logistischen Prozesse zu optimieren. Verwaltung, Produktion und Entwicklung wurden unter einem Dach vereint. So sollen neue Produkte schneller kreiert und zur Marktreife gebracht werden. Trainings von Kunden und Anwendern finden nun ebenfalls direkt im Werk statt. Im Zuge der ganzheitlichen Fabrikplanung wurden die Anforderungen der Prozesse und Logistik von innen nach außen in die Struktur und Gestalt einer wirtschaftlichen, flexiblen und wandlungsfähigen Fabrik überführt. Das kompakte Gesamtkonzept im Inneren der Fabrik setzt sich im baulich aufgelockerten Erscheinungsbild nach außen fort: Die Architektur ist ein Ausdruck der B.-Braun-Unternehmenskultur. Charakteristische Elemente sind viel Glas, viel Licht und viel Sichtbeton. Die unternehmenskonforme Fassadengestaltung stellt sicher, dass sich das ‚Avitum Village‘ mit der Gesamtanlage ‚Stadt der Industrie‘ - der Unternehmenszen- Das ‚Avitum Village‘ fügt sich mit der Gesamtanlage der Zentrale von B. Braun zusammen. Bild: Foto@Markus-Steur.de trale von B. Braun - einheitlich zusammenfügt. Das neue Werk bettet sich zugleich in das landschaftlich eindrucksvolle Fulda-Tal ein. „Unsere neue Fabrik zeichnet sich durch einen ganzheitlichen Ansatz aus, indem alle Lean-Prozesse, die gemäß dem Prinzip ‚das Auge steuert die Fabrik‘ geplant und optimiert wurden, in die Gestalt einer architektonisch und qualitativ hochwertigen Fabrikanlage überführt wurden“, sagt Manfred Herres, der Werk- und Projektleiter von B. Braun. MTM-Anwenderkonferenz Wettbewerbsfähigkeit steigern Produktion Nr. 16, 2013 Arbeitszufriedenheit, Prozessorganisation, Führungsmanagement, KVP, ergonomische Arbeitsgestaltung und Gesundheitsmanagement sind Top-Themen für Werkleiter. Die MTM- Anwenderkonferenz am 26. April greift diese Themen auf. Heilbronn (gk). ‚Benchmarking für mehr Wettbewerbsfähigkeit – Vergleichende Analyse von Produkten und Prozessen‘ ist das Programm zur MTM-Anwenderkonferenz (Methods-Time Measurement) am 26. April in Heilbronn überschrieben. Im Kern geht es um die Frage, wie Produkte bereits in einem sehr frühen Entwicklungsstadium auf ihre Pro-zesstauglichkeit hin überprüft werden können, welcher Vergleichsmaßstab für Produktivität bei unterschiedlichen Prozessschwerpunkten an unterschiedlichen Standorten gleichermaßen greift und welche Erfahrungen Unternehmen beim Einbeziehen indirekter Prozesse in Benchmarks innerhalb ihres Hauses und im Vergleich zu Wettbewerbern im Markt machen. Frank Lins von der Volkswagen AG in Wolfsburg beschreibt den Einsatz von Benchmarks in der Produktion, um Produktivität, Ergonomie und Qualität weiterzuentwickeln. Professor Dr. Bernd Klein von der Universität Kassel spricht über Methoden montagefreundlicher Produktgestaltung. Zu den Erfahrungen mit Prozessanalysen in indirekten Bereichen referiert Johann Zitzelsberger von Rohde & Schwarz in Teisnach. Und Christian Hagen von Karl Dungs in Urbach gibt seine Erkenntnisse zur Implementierung eines ganzheitlichen Produktivitätsmanagements mit MTM an die Fachkollegen weiter. Über die MTM-gestützte Angebotskalkulation für logistische Dienstleistungen spricht Falk Hoffmann, BLG Automotive Logistics in Bremen. Im Mittelpunkt des Vortrages von Denes Kukawka von der DB Fahrzeuginstandhaltung Ergonomische Risiken sollen bewertet werden GmbH in Dessau stehen die ergonomische Bewertung von Arbeitsplätzen sowie die Optimierung und Umgestaltung der Fertigungsbereiche zur Schaffung alternsgerechter Arbeitsplätze. Den Schlusspunkt setzt Dr. Burkhard Leifhelm von Hella in Lippstadt mit der Best Practice zur Montageautomation. Am Vortag der Anwenderkonferenz, am 25. April 2013, kommen um 10 Uhr die Mitgliedsfirmen der User Group EAWS in Heilbronn Die MTM-Konferenz untersucht, wie Produkte in einem frühen Entwicklungsstadium auf ihre Prozesstauglichkeit überprüft werden können. Bild: Deutsche MTM- Vereinigung zusammen. Unternehmen, die an einer Mitarbeit interessiert sind, haben ab 16 Uhr Gelegenheit sich über die User-Group EAWS und die Mitgliedschaft zu informieren. Erklärtes Ziel ist die Etablierung eines gemeinsamen Standards zur Bewertung ergonomischer Risiken in der industriellen Produktion. Ebenfalls am Vortag der MTM- Anwenderkonferenz bietet das Softwarehaus Dresden Gelegenheit, die Produktpalette und das gesamte Leistungsspektrum der MTM-Softwarelösungen in kleinem Rahmen intensiver kennenzulernen. Nach kurzen Einführungsvorträgen zu ▶ MTM-Anwendung unter Windows und in SAP: TiCon als Standardlösung, ▶ Zusatzmodulen = Zusatznutzen sowie ▶ ProKondigital, EAWSdigital und TiCon for iPad haben Interessenten Gelegenheit, an Teststationen selbst erste Erfahrungen mit der Software zu sammeln. Weitere Informationen: www.dmtm.com/termine Erfolgsfaktor ERP Ergebnisse eines unserer Fertigungskunden Durchlaufzeit -38 %, Umlaufbestand -70 % Liefertreue von 98 % Wir bieten Ihnen das Beste aus zwei ERP-Welten Kaiserslautern • Stuttgart • München • Hannover • Leverkusen ALPHA Business Solutions AG Fon: +49 (631) 303 47-0 info@abs-ag.de www.abs-ag.de
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