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© Ansgar van Treeck
Ressourceneffizienz
durch Industrie 4.0
Viktor BeckerVDI Zentrum Ressourceneffizienz GmbH
7. PIUS-LänderkonferenzBielefeld, 13. Juni 2018
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VDI e. V.über 150.000 Mitglieder,
über 12.000 Ehrenamtliche
12 VDI-Fachgesellschaften
Bildung & Weiterbildung
ca. 200 neue/überarbeitete
VDI-Richtlinien pro Jahr
Verein Deutscher Ingenieure (VDI)
VDI-Gruppe
Innnovationsförderung
Technologieberatung
Medien
Weiterbildung
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■ Fokus auf Ressourceneffizienz in der
betrieblichen Praxis durch Anbindung
an den VDI
■ Kompetenzzentrum für
bedarfsgerechte Aufbereitung von
technischem RE-Wissen für KMU im
Auftrag des BMU
■ Setzung von Standards durch
Entwicklung von VDI-Richtlinien zur
Ressourceneffizienz in
Zusammenarbeit mit dem VDI e. V.
VDI Zentrum Ressourceneffizienz (VDI ZRE)
Fotos: VDI ZRE Web Videomagazin
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STUDIEN & KURZANALYSEN
KOSTENRECHNERSYSTEMATISIERUNG MIT PROZESSKETTEN
RESSOURCEN-CHECKS
INNOVATIONSRADAR FILME QUALIFIZIERUNG & VERANSTALTUNGEN
VDI-HANDBUCH RESSOURCENEFFIZIENZ
VDI ZRE: Schwerpunkte und Produkte
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■ Titel: „Ressourceneffizienz durch Industrie 4.0 –
Potenziale für KMU des verarbeitenden Gewerbes“
■ Auftraggeber:
VDI Zentrum Ressourceneffizienz GmbH
Umweltministerien Baden-Württemberg,
Bayern und Rheinland-Pfalz,
Wirtschaftsministerium Hessen
■ Auftragnehmer:
TU Darmstadt (IWAR, PTW, DiK)
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung
Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH
■ Bearbeitungszeitraum: 01.03.2016 – 31.03.2017
Studie zu Ressourceneffizienz und Industrie 4.0
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■ Zehn Fallstudien
■ KMU des verarbeitenden
Gewerbes
■ Anbieter und Anwender
■ Branchen:
Maschinenbau
Kunststoff
Elektroindustrie
■ Identifikation von 10
Praxisanwendungen
SMB Schwede
Maschinenbau GmbH
Hermos AG
Festo AG & Co. KG J. Schmalz GmbH
Mader GmbH & Co. KG
C&C Bark Metalldruckguss
und Formenbau GmbH
Sensitec GmbH
Wetropa Kunststoffverarbeitung
GmbH & Co.KG
Sanner GmbH
MAINCOR Rohrsysteme
GmbH & Co. KG
Studie zu Ressourceneffizienz und Industrie 4.0
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■ FoamCreator: Kunden wird Produktgestaltung ermöglicht, automatisierte
Produktion durch durchgängige Datenintegration
■ Virtuelles Werkzeug im Prototypenbau: Entwicklung eines Prototypen ohne
Musterwerkzeug, Werkzeugfertigung erst für die Serienfertigung
■ Produktsimulation: Reduktion von Produktmustern in der
Entwicklungsphase durch Simulation mit digitalen Modellen
Praxisanwendungen I (Produktentwicklung)
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■ Wetropa Kunststoffverarbeitung GmbH & Co:
Herstellung von Schaumstoffeinlagen für
Werkzeuge oder Bauteile
■ Ausgangssituation: Digitalisierung von
Werkzeugen und Entwurf des
Schaumstoffträgers erfolgte unter erheblichem
Transport- und Abstimmungsaufwand
■ Lösungsansatz:
App zur Erfassung von Werkzeugen mittels
Smartphone durch den Kunden
Online-Services zum Entwurf eines
Schaumstoffträgers durch den Kunden
FoamCreator (Produktentwicklung)
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■ Digitalisierung von Werkzeugen mittels App und anschließendem Entwurf
eines entsprechenden Schaumstoffträgers mittels Software
■ Verbesserte Ausnutzung der Werkstoffe durch digitale Produktionsplanung
mit Hilfe der Kundenentwürfe und Entfall Prototypenfertigung
FoamCreator (Produktentwicklung)
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■ Einspareffekt:
25 % Material
33 % Transport
Stoffstromanalyse
FoamCreator (Produktentwicklung)
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■ Druckluft-Leckage-App: Erfassung und Verarbeitung von Leckagedaten
beim Kunden, Daten werden Kunden zur Verfügung gestellt
■ Data on a Stick: Erfassung, Speicherung und Verknüpfung von Daten auf
Feldebene, Echtzeit-Steuerung von Fertigungsabläufen
■ Warehouse Management System: Optimierung der Lagerhaltung durch
Implementierung des Lagermanagements mittels optischer
Objektidentifikationen
■ Optimierte Geschäftsprozesse: Datenerfassung und -verküpfung auf Feld-
bis ERP-Ebene
Praxisanwendungen III (Datenerfassung)
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■ Mader GmbH & Co. KG: Konzeption,
Implementierung und Servicedienstleistungen für
Druckluftsysteme
■ Ausgangssituation: Manuelle Dokumentation von
Leckagen ohne deren Analyse
Druckluft-Leckage-App (Datenerfassung)
■ Lösungsansatz:
Bereitstellung eines Services zur Erfassung
und Bewertung von Druckluftleckagen per App
Erfassung von Leckagen per
Ultraschallmessgerät und anschließender
Kennzeichnung mittels QR-Code
Erfassung, Analyse und Bereitstellung der
Leckagedaten über App und Software
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■ Einspareffekt:
Bis 50 %
elektrische
Energie
Material
Stoffstromanalyse
Druckluft-Leckage-App (Datenerfassung)
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Quantitative Analyse
Druckluft-Leckage-App
konservativ optimistisch
CO2-Einsparung in t 462.508 1.618.776
CO2-Aufwand in t -16.154 -37.500
-200.000
0
200.000
400.000
600.000
800.000
1.000.000
1.200.000
1.400.000
1.600.000
1.800.000
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Druckluft-Leckage-App
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■ Kemptener Eisengießerei Adam Hönig AG: Herstellung von Eisengussteilen
■ Ausgangssituation: Manuelle Dokumentation der Prozessparameter
Prozessoptimierung in der Gießerei (Datenerfassung)
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■ Lösungsansatz:
Umfangreiche Erfassung und Verknüpfung von
Prozessdaten mittels Smartphone und App
Erfassung des Formkastens und Verknüpfung
mit Auftragsbeschreibung über Barcode und
Foto
Zuordnung der Zusammensetzung und
Temperatur der Schmelze zum Auftrag
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■ Einsparungen bei 9.000 t Jahresproduktion an
Gussteilen
85.000 kg CO2äq pro Jahr
243.600 kWh Strom pro Jahr
45.800 € Energiekosten pro Jahr
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■ Unternehmen stehen am Anfang der Digitalisierung
■ Ressourceneffizienz ist (bisher) keine Motivation für Digitalisierung
■ Digitalisierung der Industrie trägt zur Einsparung von Ressourcen bei
■ Ressourceneinsatz der Digitalisierung kann die erreichten
Einsparungen auch übersteigen
■ Ressourcenverbräuche sind inner- und außerbetrieblich
weitestgehend unbekannt
Ressourceneffizienz sollte bei der Digitalisierung von Anfang an
einbezogen werden
Ergebnisse und Erkenntnisse der Studie
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■ HK1: Ermittlung des Reifegrads der Digitalisierung und Auswahl von
Maßnahmen Readiness-Check
■ HK2: Systematische Erfassung und Auswertung von Ressourcendaten
ReSET-Tool
■ HK3: Entwicklung von Strategien für Ressourceneffizienz im
Unternehmen
Drei Handlungsempfehlungen für KMU
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Maßnahmen und digitaler ReifegradReadiness/Digitalisierungsstadium
Findungs- &
Planungsphase
Vernetzung von Sensoren und Aktoren
Durchgängige Datenintegration
Virtuelle Produktentwicklung
Einsatz Digitaler Objektgedächtnisse
Dezentrale Steuerung
Werkunterstützung und Assistenz
Dynamisch kooperierendeSysteme und Modularisierung
Einsatz von Ortungs- und Lokalisierungssystemen
Zustandsüberwachung
Prädikative Wartung
Cloud Computing
I4.0-
Erkunder
I4.0-
Einsteiger
I4.0-
Fortgeschrittener
I4.0-
Vorreiter
I4.0-
Experte
M1
M2
M3
M4
M5
M6
M7
M8
M9
M10
M11
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Systematische
Erfassung
■ sechs betriebliche
Ressourcen
■ sechs Entwick-
lungsstufen der
Digitalisierung
Erfassung von Ressourcendaten (ReSET)
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Erweiterung ReSET
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Studie:
www.ressource-deutschland.de/
publikationen/studien
Mehr Informationen
Filme:
www.ressource-deutschland.tv
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Kontakt
VDI Zentrum Ressourceneffizienz GmbH
Bertolt-Brecht-Platz 3
10117 Berlin
:
Viktor Becker
Tel.: +49 30 27 59 506-23
Fax: +49 30 27 59 506-30
www.vdi-zre.de
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