Effizienz in der Produktion heißt auch umdenken im Prozess

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MaSuB GmbH - Maschinen für die Schweißnahtvorbereitung und Blechbearbeitung

AGTOS Gesellschaft für technische Oberflächensysteme mbH GmbH

Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU

Wo sehen Sie konkrete Ansatzpunkte für das einzelne Unternehmen?

Neugebauer: Bei einer ganzheitlichen Ressourcenbetrachtung richtet man beispielsweise den Fokus zuerst auf die Materialkosten und lässt die Energiekosten und die Hilfsstoffe außer Betracht. Wenn ich dann Hauptmaterial, also beispielsweise Stahl im Karosseriebau, einsetze, dessen Verbrauch optimiere, verringere oder effizienter gestalte, mache ich ständig einen Check-up der anderen Ressourcen. Was passiert mit den Hilfsstoffen, also dem Brauchwasser? Was passiert mit der Energie?

Ich ändere das andere nicht sofort, aber ich beobachte es ständig in den Auswirkungen. Das ist ein ganz einfacher Ansatz.

Stichwort selbstoptimierende Produktionsprozesse. Welchen Handlungsbedarf sehen Sie in dem Bereich?

Neugebauer: Der erste Schritt ist natürlich, dass ich Ineffizienzen im laufenden System beseitige, bevor ich völlig neue Prozessketten gestalte. Also Energietreiber, Zeittreiber, Materialtreiber. Das Phänomen eines solchen Energie- und Materialtreibers ist die Produktion von Ausschuss. Und deswegen das Thema Selbstoptimierung der Prozesse.

Meiner Meinung nach ist der erste Schritt die Null-Fehler-Produktion, also kein Ausschuss. Hier greift das Prozessmonitoring.

Der zweite Schritt ist dann, so wenig wie möglich Abfall in der Weiterverarbeitung zu erzeugen, also so wenig wie möglich Späne oder so wenig wie möglich Verschnitt bei der Blechbearbeitung.

Erst wenn das erreicht ist, können im dritten Schritt die Wirkprinzipien, mit denen die Bauteile hergestellt werden, hinterfragt werden. Wenn ich beispielsweise ein Zahnrad herstelle, kann ich es schmieden oder walzen. Das Schmieden verbraucht jedoch in der Regel viel mehr Energie als das Walzen.

Der vierte Schritt ist dann das Rückführen von so genannter Verlustenergie.

Ein weiterer Ansatz zur Energieeinsparung ist Ihrer Aussage nach die Prozessführung beim Fügen – weg von der Thermik und hin zur Mechanik. Für welche Bereiche sehen Sie das?

Neugebauer: Das sehe ich insbesondere in den Bereichen, wo es um Fügeverfahren für Blechteile geht, also im Karosseriebau, im Waggonbau, im Flugzeugbau oder in der weißen Industrie. An unserem Institut in Dresden haben wir an einigen Beispielen nachgewiesen, dass man für die Realisierung von Fügepunkten mit thermischen Verfahren etwa die dreifache Energie für eine definierte Festigkeit benötigt wie mit mechanischen Verfahren.

Letztendlich erkennen Sie das energieoptimale Fügeverfahren durch eine ganzheitliche Berechnung. Beim Punktschweißen beispielsweise legen Sie die Bleche zum Fügen übereinander und dann wird geschweißt. Hier haben Sie einen schmalen Flansch, sagen wir mal von 10 mm. Wenn Sie aber mechanisch fügen, haben Sie einen Flansch von 15 mm. Das heißt, Sie haben pro Blech eine Differenz von 5 mm.

Und in diesem größeren Stück Blech steckt ja auch Energie: von der Verhüttung über das Walzwerk und das Presswerk bis hin zum Karosseriebau. Und diese Energie brauchen Sie wiederum beim thermischen Fügen nicht.

Vergleicht man den einerseits höheren Energieaufwand bei der Herstellung des Mehrmaterials mit dem andererseits höheren Energieaufwand für das Fügen, zeigt sich ganz schnell, dass in der Regel das mechanische Fügen mit Blick auf den Energieverbrauch die bessere Wahl ist.

Bilder vom Kongress „Ressourceneffiziente Produktion“

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