Methode zur Prozessaufnahme und zur Energieeffizienzbewertung

Im Projekt E2Log wurde eine mehrstufige Vorgehensweise zur Aufnahme und Bewertung der inner- und außerbetrieblichen und der Bewertung ihrer Energieeffizienz Prozesse entwickelt. Die einzelnen Schritte der Aufnahme und Bewertung sowie die jeweils geeigneten Methoden werden im Folgenden vorgestellt.

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Im Rahmen der Prozessaufnahme wurde zunächst eine Struktur von Prozessklassen entwickelt, in die sich alle relevanten Produktions- und Logistikprozesse einordnen lassen. Dieser Struktur liegt die Einteilung in die Basisprozesse Fertigen, Prüfen, Transportieren sowie Lagern/Puffern zugrunde.

 

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Zur Prozessaufnahme ist die Methode der Prozesskettenanalyse nach Kuhn geeignet. Für die einzelnen Teilprozesse wurden entsprechende Datenblätter zur Abfrage der energierelevanten Daten (je nach Prozesstyp) entwickelt. Mit diesen Datenblättern können beispielsweise Energieverbrauchsdaten, aber auch weitere Daten wie Produktions-, Rüst- und Ausfallzeiten sowie Auftragsdaten abgefragt werden. Da häufig keine Angaben in den Unternehmen über reale Energieverbräuche von Produktions- und Logistikanlagen vorliegen, muss an dieser Stelle oft mit Abschätzungen gearbeitet werden, die mit geringem Aufwand erstellt werden können. Die Basis solcher Abschätzungen kann z. B. die Nennleistung von Motoren laut Typschild, die Absicherung elektrischer Verbraucher im Schaltschrank, Herstellerangaben oder auch Erfahrungswerte der Mitarbeiter des Unternehmens sein.

Auf Basis der Prozessaufnahme und Datenabfrage kann nun zunächst eine energetische Grobbewertung durchgeführt werden, um die Hauptverbraucher („Energietreiber“) im Prozess zu identifizieren. Hier kann es notwendig sein, die im ersten Schritt abgefragten Daten zu ergänzen. Auch hier können verschiedene einfache Methoden herangezogen werden, um Wissenslücken zu schließen. Beispielsweise können einfache Kurzzeitmessungen mit einer Stromzange genügen, um die ungefähre Höhe des Energieverbrauchs einer elektrisch betriebenen Anlage zu ermitteln, im außerbetrieblichen Transportbereich kann auf öffentliche Durchschnittswerte zurückgegriffen werden um z. B. durchschnittliche Fahrzeugauslastungen oder Leerfahrtenanteile abzuschätzen.

Im dritten Schritt werden die Wirkzusammenhänge bezüglich der Energieeffizienz in den Anwendungsfällen abgebildet. Zu diesem Zweck können mögliche Energieeffizienzmaßnahmen in die erarbeiteten Wirknetze eingetragen werden, um eine einheitliche Sichtweise auf inner- und außerbetriebliche Energieeffizienz-Maßnahmen und ihrer (auch indirekten) Auswirkungen zu schaffen. Die Wirknetze ermöglichen dabei die Visualisierung der Maßnahmen und der von ihnen betroffenen Elemente und ermöglichen somit eine Betrachtung komplexer Zusammenhänge. Somit ist eine qualitative Darstellung der Abhängigkeiten zwischen Energieeffizienzmaßnahmen und klassischen logistischen Zielgrößen möglich.

Der vierte Schritt beinhaltet Verbrauchsmessungen sowie weitere detaillierte Datenerhebungen an den als Energietreiber identifizierten Verbrauchern durchgeführt. Im innerbetrieblichen Bereich waren dies im Projekt E²Log hauptsächlich Stromverbrauchsmessungen mittels Universal-Messgeräten, die eine Verbrauchsmessung ohne Unterbrechung der Stromversorgung ermöglichen sowie Gasverbrauchsmessungen mittels Durchflussmessgeräten. Im außerbetrieblichen Bereich kamen hier detaillierte Datenerfassungsblätter (Environmental Transport Data Sheets „ETDS“) zum Einsatz, mit denen Transportdaten erfasst wurden. Die so erhobenen Daten stellen die Grundlage für die Simulationsexperimente dar.

Im letzten Schritt werden um Energieverbrauchsdaten erweiterte Simulationsmodelle für inner- und außerbetriebliche Prozessketten mit den entsprechenden Simulationswerkzeugen OTD-NETECO und Plant Simulation® erstellt. Anschließend können Simulationsexperimente durchgeführt und ausgewertet werden, um Aussagen und Schlussfolgerungen bezüglich der Energieeffizienz und der logistischen Zielgrößen verschiedener Produktionsstrategien ableiten zu können.

Mit der im Rahmen des Projekts E²Log entwickelten Methode können inner- und außerbetriebliche Prozessketten strukturiert aufgenommen und hinsichtlich ihrer Energieeffizienz bewertet werden.

 

Projektkonsortium