Nachhaltige Fertigung: Eine Chance, die es zu nutzen gilt

Dieser Blog wurde gemeinsam von May Ann Madlansacay, Director of Solution Program Management bei PTC, Maria Lowry, Managerin bei Kalypso, Rein Singfield, Senior Manager bei Kalypso, und Erin Halleran, Senior Consultant bei Kalypso, verfasst.

Nachhaltigkeit war früher eines dieser Schlagworte, die oft benutzt, selten verstanden und fast nie in die Praxis umgesetzt wurden. Subjektive Auslegungen von Anforderungen und vage "Greenwashing-Berichte" ermöglichten es vielen Unternehmen, mit willkürlichen und schlecht dokumentierten Nachhaltigkeitspraktiken durchzukommen.

Diese Zeiten gehen nun zu Ende.

Aufsichtsbehörden auf der ganzen Welt, darunter auch die SEC, drängen darauf, dass in den Jahresabschlüssen Angaben zum Umweltschutz gemacht werden müssen. Investoren von Unternehmen wie Chevron und Shell nehmen Vorstandsmitglieder in die Pflicht, indem sie ihnen bei unzureichenden Nachhaltigkeitsmaßnahmen mit Entlassung und/oder Klage drohen, während die Auswirkungen ökologischer Nachhaltigkeitspraktiken auf Marken weiter zunehmen. Die Frage lautet nicht mehr: "Sollte mein Unternehmen nachhaltige Produktionspraktiken und Geschäftsstrategien verfolgen?", sondern vielmehr: "Wie?".

Die Erarbeitung von Antworten auf diese Frage ist ein wichtiger Schwerpunkt der Service Line Sustainability & Energy Management von Kalypso: A Rockwell Automation Business - der seine Kundenerfahrung und die langjährige Partnerschaft mit PTC und Rockwell nutzt, um ein ganzheitliches Verständnis dafür zu entwickeln, wie sich nachhaltige Fertigung auf eine Reihe von Branchen auswirkt.

"Wir stellen fest, dass sich das Ziel verlagert", sagt Maria Lowry, eine Managerin bei Kalypso und eine der treibenden Kräfte des Nachhaltigkeitsteams. "Das Ziel lautet: Wir wollen die besten Produkte herstellen, sie auf den Markt bringen UND all das auf eine Art und Weise tun, die den Verbrauch natürlicher Ressourcen wie Wasser, Gas und Strom in den Produktionsstätten optimiert."

Um ihre Einsichten zu diesem immer wichtiger werdenden Thema zu erfahren, haben wir uns mit Mitgliedern des Kalypso-Nachhaltigkeitsteams und der Direktorin für Solution Program Management bei PTC, May Ann Madlansacay, zusammengesetzt, um ihre Ansichten zur nachhaltigen Fertigung zu hören.

Der Teufel steckt im Detail... und in den Daten

Da die Anforderungen an Datenstandards und Berichterstattungsrhythmen immer strenger werden, werden Datenmanagement und effektive Metriken zu einem wesentlichen Bestandteil der Entwicklung nachhaltigerer Produktionsverfahren.

"Man kann nicht verbessern, was man nicht messen kann, und man kann nicht messen, wofür man keine Daten gesammelt hat", sagt Lowry. "Die erste Maßnahme zur Verbesserung ist es, herauszufinden, wo die Unternehmen bei der Verwaltung ihres Energieverbrauchs stehen, und wir stellen bei unseren Kunden fest, dass selbst die Erfassung der richtigen Daten schwierig ist."

Rein Singfield, Senior Manager bei Kalypso und einer der Leiter der Service Line, weist darauf hin, dass selbst wenn Unternehmen über die erforderlichen Daten verfügen, der Zugriff auf diese Daten und ihre Nutzung häufig problematisch sind.

"Daten sind überall. Die einzelnen Akteure verfügen bereits über die für die Nachhaltigkeit erforderlichen Informationen", sagt Singfield. "Wollen wir diese Informationen von den KMUs weg zentralisieren? Nein, wir sollten sie bei den KMU belassen, aber IT/OT-Systeme nutzen, um einen ganzheitlicheren Überblick über das Energiemanagement zu erhalten." Viele der Daten, die notwendig sind, um fundierte Entscheidungen zu treffen und nachhaltige Ergebnisse zu verbessern, werden direkt von den vorhandenen Zählern, Unterzählern und Sensoren abgeleitet, die viele Hersteller bereits heute verwenden - die Kunst besteht darin, sicherzustellen, dass diese Daten effektiv organisiert, angezeigt und kommuniziert werden.

Singfield erklärt weiter, dass viele Unternehmen zwar über die Mittel zur Erfassung von Rohdaten verfügen, aber erst jetzt damit beginnen, in Datenvisualisierungs- und Kontextualisierungstools wie ThingWorx zu investieren, die es den Unternehmen ermöglichen, verwertbare Einblicke in die Menge der von ihnen verbrauchten Ressourcen zu gewinnen.

"Daten sind oft in Silos über viele Teams und viele verschiedene Standorte hinweg verstreut", sagt Madlansacay. "Hier kommt ThingWorx ins Spiel. Es bietet eine leistungsstarke Visualisierung auf Dashboards. Es zeigt Tausende von Datenpunkten an, um die Produktion in Echtzeit zu verfolgen, und gibt Ihnen tiefe Einblicke in das Ressourcenmanagement, die Gesamteffektivität der Anlagen und die Unternehmensoptimierung. Und das ist der Schlüssel für Entscheidungen, die die Nachhaltigkeit fördern."

Sparen Sie buchstäblich Ihre Energie

Trotz der Tatsache, dass über 54% der weltweiten Energiequellen in der Produktion verbraucht werden, ist das Energiemanagement eine oft unterschätzte Komponente der Ressourcenoptimierung. Madlansacay geht davon aus, dass die digitale Technologie eine immer wichtigere Rolle bei der Senkung des Energieverbrauchs in der Produktion spielen wird.

"WAGES (Water, Air, Gas, Electricity, and Steam) wird eine Schlüsselrolle bei der Erstellung eines Standard-Energiemodells im Zusammenhang mit der Produktion, der Energieintensität und der Fähigkeit zur Messung wichtiger Leistungskennzahlen spielen", sagt Madlansacay. "Ein Automobilunternehmen hat herausgefunden, dass es 40% seiner Energie für Anlagen verbraucht, die gar nicht produzieren. Mit den Erkenntnissen über den Energieverbrauch können Führungskräfte wirksame Entscheidungen treffen, die sich positiv auf das Endergebnis und den Planeten auswirken.

Lowry berichtet von einem Projekt, bei dem festgestellt wurde, dass die in einem Kraftwerk verwendete Dampfenergie auf dem Weg durch die Anlage über 80% ihrer potenziellen Energie verliert. "WAGES umfasst nicht die gesamte Energie, aber es ist ein wichtiger Weg, um die Art und Weise, wie Energie verteilt wird, zu analysieren.

Verbesserung der Energiequalität in den Produktionsanlagen

Was ist Energiequalität? Singfield erklärt es anhand einer Backmetapher.

"Stellen Sie sich vor, Sie backen ein Soufflé, aber die Energiezufuhr zu Ihrem Ofen ist unregelmäßig - Ihr Soufflé mislingt. Dann müssen Sie es noch einmal backen. Dadurch werden Mehl, Eier, Zucker und andere Ressourcen verschwendet, ebenso wie die Energie des Ofens, die effizienter für ein brauchbares Produkt hätte genutzt werden können. Dieses Konzept lässt sich direkt auf die skalierte Produktion von Reifen, Farben, Kartoffelchips und Motoren anwenden: Produkte, die vor dem Ausschuss bewahrt werden, tragen direkt zu einem nachhaltigeren Betrieb bei. Dies wird als OEEE oder Overall Equipment Energy Effectiveness" bezeichnet.

Um Bedenken hinsichtlich der Energiequalität auszuräumen, können sich Hersteller an die Digital Performance Management (DPM)-Lösung von PTC wenden, die mithilfe fortschrittlicher Analysen Engpässe identifiziert, die zu einem ineffizienten Verbrauch von Ressourcen wie Energie führen können.

Auch außerhalb des Energiemanagements können Qualitätsverbesserungen die Umweltauswirkungen der Produktion verringern, indem sie den Materialabfall reduzieren. Ein Beweis dafür ist eine kürzlich durchgeführte Fallstudie, bei der Rockwell und PTC von einem Reifenhersteller hinzugezogen wurden, um die Produktionskapazitäten seiner Maschinen für die Reifenherstellung zu verbessern. Nachdem die Ursache des Problems durch eine Reihe von Algorithmen des maschinellen Lernens und iterativen Modellen ermittelt worden war, identifizierten Rockwell und PTC die empfindlichste Variable im Produktionsprozess. Nach geringfügigen Änderungen an dieser einzigen Variable konnte jede Maschine aus 30 abnormalen Reifen 42 normale Reifen herstellen, was einer Energie- und Materialeinsparung von 65.000 Reifen pro Werk und Jahr entspricht. Bei der Berechnung des finanziellen Werts dieser Verbesserung beliefen sich die Einsparungen auf insgesamt 1,3 Millionen Dollar pro Werk und Jahr.

Der frühe Vogel fängt den Compliance-Wurm