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Industrie 4.0 im Kontext systemischer Nachhaltigkeit

Industrie 4.0 im Kontext systemischer Nachhaltigkeit

Strategic Lifecycle Assessment zur Nachhaltigkeitsbewertung von Industrie 4.0
Thomas Wunder, Kieron Patrick Funk
Intelligente und durch das Internet of Things (IoT) digital vernetzte Systeme werden in der produzierenden Industrie als vielversprechende Möglichkeiten zur Erreichung von ökologischen Nachhaltigkeitszielen gesehen, da sich damit die Ressourcen- und Energieeffizienz in Wertschöpfungsketten verbessern lässt. Als Beitrag der Industrie 4.0 (I.4.0) für eine nachhaltige Entwicklung ist dies jedoch zu kurz gegriffen. Denn für „Nachhaltigkeit“ zu sorgen erfordert heute weit mehr als Effizienzverbesserung zur Schadensbegrenzung. Im Beitrag wird untersucht, inwieweit die Methode des „Strategic Lifecycle Assessment“für eine weitergehende Bewertung des Lösungsbeitrags von I.4.0 für eine nachhaltige Entwicklung geeignet ist. Anhand von Beispielen wird gezeigt, dass vermeintlich „nachhaltige“ I.4.0-Lösungen mit systemischen Nachhaltigkeitsprinzipien im Widerspruch stehen können. Wirksame Beiträge sind dann zu erwarten, wenn I.4.0 in den Kontext nachhaltiger Zielbilder von ...
Industrie 4.0 Management | 38. Jahrgang | 2022 | Ausgabe 1 | Seite 23-27
Maßnahmen und Anreize zur Senkung von CO2-Emissionen

Maßnahmen und Anreize zur Senkung von CO2-Emissionen

Wie kleine Transportdienstleister und ihre Auftraggeber nachhaltiger werdena
Moritz Petersen, Ramón van Almsick
Der IPCC-Report aus dem August 2021 ist die jüngste einer Reihe von deutlichen Warnungen vor den Folgen des voranschreitenden Klimawandels. Alle Wirtschaftsbereiche stehen mehr denn je in der Verantwortung, ihre Treibhausgasemissionen schnell und umfassend zu senken. Die Logistik macht etwa 10 % des globalen CO2-Ausstoßes aus [1]. Der größte Anteil entfällt auf den Straßengüterverkehr. Aufgrund hoher Wachstumsraten, der anhaltenden Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen und der hohen Fragmentierung des Markts ist die Senkung der CO2-Emissionen bzw. die sogenannte Dekarbonisierung des Straßengüterverkehrs besonders herausfordernd [2]. Auf Basis der Ergebnisse einer großen Umfrage wird in diesem Beitrag herausgearbeitet, wie kleine Transportdienstleister und ihre Auftraggeber einen Beitrag zur Erreichung globaler Klimaziele leisten können. Im ersten Schritt kann eine genauere Messung der CO2-Emissionen dabei helfen, die Vorteilhaftigkeit lange bekannter aber nicht immer ...
Industrie 4.0 Management | 38. Jahrgang | 2022 | Ausgabe 1 | Seite 41-44 | DOI 10.30844/I40M_22-1_41-44
Microgrid for Self-Sufficient Energy Supply

Microgrid for Self-Sufficient Energy Supply

An approach based on a combined electrical distribution network and a hydrogen network
David Salomon Stephan, Uwe Werner, Carsten Fichter
Das autarke Microgrid besteht aus der Einspeisung aus erneuerbaren Energiesystemen, dem Stromnetz und dem H2-Gasnetz mit einem flüssigen oder gasförmigen Energieträger. Im Gegensatz zu einem Inselnetz kann das Microgrid parallel zum Netz betrieben werden. Die damit verbundenen Herausforderungen transienter Energieflüsse (u.a. Netzsystemdienstleistung) sowie die ganzheitliche Betrachtung eines regulierten Microgrids auf Basis eines Stromnetzes und eines H2-Gasnetzes sind Teil dieses Beitrags.
Industrie 4.0 Management | 38. Jahrgang | 2022 | Ausgabe 1 | Seite 28-32 | DOI 10.30844/I40M_22-1_28-32
Nachhaltiges Recycling von Traktionsbatterien

Nachhaltiges Recycling von Traktionsbatterien

Christoph Herrmann, Mark Mennenga, Alexander Kaluza, Bernd Friedrich, Elinor Rombach, Alexander Michaelis, Mareike Partsch, Constantin Wolf
Im Zuge des Wandels zur Elektromobilität steht die Nutzung von Batteriezellen als Energiespeicher vor einem exponentiellen Wachstum. Ziel in Forschung und Industrie ist es, den gesamten Lebenszyklus dieser Batteriezellen vor dem Hintergrund globaler Nachhaltigkeitsziele zu gestalten und die notwendige Rohstoffversorgung sicherzustellen. Hierbei kommt der Etablierung leistungsfähiger Recyclingtechnologien eine zentrale Rolle zu. Insbesondere besteht Forschungsbedarf in der Weiterentwicklung von Prozessrouten nach technologischen, ökologischen, wirtschaftlichen und sozialen Kriterien. Das Kompetenzcluster Recycling & Grüne Batterie (greenBatt) adressiert diese Herausforderungen in 15 Forschungsprojekten. Dieser Beitrag stellt übergreifende Lösungsansätze und Projekthighlights vor.
Industrie 4.0 Management | 38. Jahrgang | 2022 | Ausgabe 1 | Seite 12-16 | DOI 10.30844/I40M_22-1_12-16
Off-Peak-Logistik

Off-Peak-Logistik

Ein Ansatz zur Emissionssenkung in der Urbanen Logistik
Sebastian Stütz, Daniela Kirsch
Die Urbane Logistik berührt in mehreren Hinsichten verschiedene Trends der letzten Jahre: Zum einen verschärft die Urbanisierung Verkehrsprobleme, vom reinen Ärgernis zäher Verkehrsflüsse bis zur Lärm- und Schadstoffbelastung [1, 2]. Zum anderen erfordern gesellschaftliche und gesetzliche Anforderungen Veränderungen [3, 4]. Als Reaktion beginnen einige Städte die Zufahrt von Lkw zeitlich nach Gewicht, Fahrzeuggeometrie oder Emissionsklasse bis hin zu Null-Emissionszonen zu regulieren [5]. In jüngerer Zeit gewinnt das Konzept der Off-Peak-Logistik (engl.: Off-Peak Delivery) an Beachtung, welches Liefer- und Individualverkehre zeitlich entzerren und Schadstoffemissionen bei Einsatz konventioneller Diesel-Lkw um bis zu 67 % senken soll [6, 7]. Da das Konzept in verschiedenen Ländern lärmbedingt den Einsatz von batterieelektrischen Lkw (E-Lkw) erfordert, bietet es sich auch als Mittel zur Beschleunigung der Flottenelektrifizierung an. Dennoch wird Off-Peak-Logistik bislang kaum ...
Industrie 4.0 Management | 38. Jahrgang | 2022 | Ausgabe 1 | Seite 48-52
Reif für Industrie 4.0?

Reif für Industrie 4.0?

Voraussetzungen für die erfolgreiche Digitalisierung in der Produktion
Günther Schuh ORCID Icon, Andreas Gützlaff, Matthias Schmidhuber, Judith Fulterer, Max-Ferdinand Stroh, Jan Hicking
Industrie 4.0 ist heute trotz starker medialer Präsenz und nachgewiesenem Nutzenpotenzial, in vielen Unternehmen noch nicht etabliert. Industrie 4.0-Projekte bleiben häufig in einem Prototypenstatus und liefern keinen langfristigen Mehrwert. Die Lösung stellt eine durchgängige digitale Systemlandschaft bestehend aus einer vernetzten, digitalen Infrastruktur und einer an Industrie 4.0 ausgerichteten Unternehmensorganisation dar. Durch ein vierstufiges Vorgehen wird in diesem Beitrag vorgestellt, welche Grundlagen geschaffen werden müssen, um skalierbare Lösungen zu ermöglichen und einen langfristigen Nutzen zu realisieren.
Industrie 4.0 Management | 38. Jahrgang | 2022 | Ausgabe 1 | Seite 61-65
Assistenzsysteme durch Natural Language Processing

Assistenzsysteme durch Natural Language Processing

Umsetzungsstrategien für den Shopfloor
Marvin Müller, Joachim Metternich
Die Werkstattführung im Rahmen des sogenannten Shopfloor Managements (SFM) greift zunehmend auf digital erfasste Daten zurück. Die im Rahmen des SFM erkannten Abweichungen führen im besten Fall zu einer systematischen und nachhaltigen Lösung der zugrundeliegenden Probleme. Besonders wertvoll ist dabei das in Form von Freitext dokumentierte Wissen der Beschäftigten in der Ursachenforschung und Maßnahmendefinition. Im Transferprojekt TexPrax werden daher Ansätze aus dem Natural Language Processing (NLP) auf diese Textdaten angewendet, um Assistenzfunktionen im SFM zu realisieren. Dieser Beitrag stellt verschiedene, erprobte Assistenzsysteme im digitalen SFM (dSFM) vor und zeigt situationsspezifische Umsetzungsstrategien für Unternehmen auf.
Industrie 4.0 Management | 37. Jahrgang | 2021 | Ausgabe 6 | Seite 11-14 | DOI 10.30844/I40M_21-6_S11-14
Industrie 5.0

Industrie 5.0

Die Europäische Kommission auf den Spuren der nächsten industriellen Revolution?
David Bendig, Kevin Lau, Julian Schulte, Stefan Endriß
Obgleich die Umsetzungsgeschwindigkeit und das Wissen zu Industrie 4.0 in den vergangenen Jahren merklich zugenommen haben, stehen viele Entscheidungsträger weiterhin vor wesentlichen Herausforderungen bei der Implementierung von Industrie 4.0-Technologien. Hohe Investitionen stehen unklaren Performance-Steigerungen gegenüber, es gibt noch immer kein allgemeingültiges Verständnis des Begriffs Industrie 4.0 und in vielen Fällen ist die Umsetzung nicht über ein initiales „Industrie 4.0-Leuchtturmprojekt“ in dem jeweiligen Unternehmen hinausgegangen [1]. Inmitten dieser Transformation veröffentlichte die Europäische Kommission im Januar 2021 ein Whitepaper mit dem Titel „Industry 5.0 - Towards a sustainable, human-centric and resilient European industry” [2]. Kündigt sich hier somit bereits die nächste industrielle Revolution an? Dieser Beitrag erläutert den Begriff „Industrie 5.0“ in Bezug auf den Beitrag der Europäischen Kommission, die Verbindung mit aktuellen ...
Industrie 4.0 Management | 37. Jahrgang | 2021 | Ausgabe 6 | Seite 20-22 | DOI 10.30844/I40M_21-6_S20-22
Soziotechnisches Lernsystem am Arbeitsplatz

Soziotechnisches Lernsystem am Arbeitsplatz

Förderung der Kompetenz von Mitarbeitenden durch soziotechnische Assistenzsysteme zum flexiblen Einsatz am Arbeitsplatz
Holger Dander ORCID Icon, Patrick Adler, Gerd Witt
Die Komplexität manueller Tätigkeiten in unterschiedlichen Unternehmensbereichen steigt durch verkleinerte Losgrößen, höhere Produktvarianzen und kürzere Produktlebenszyklen. Besonders sind davon die manuell geprägten Bereiche in der Montage und Logistik betroffen. Das Anlernen von neuen Mitarbeitenden oder das Qualifizieren von vorhandenen Mitarbeitenden wird deshalb deutlich aufwendiger. Bei der Auslegung solcher Systeme ist jedoch nicht nur die zu nutzende Technik entscheidend, zur erfolgreichen Implementierung muss eine soziotechnische Systemgestaltung zur Anwendung kommen. Das im vorliegenden Beitrag vorzustellende System bietet in diesem Rahmen neuartige Möglichkeiten, indem das individuelle Lernverhalten über Lernkurventheorien abgebildet wird und die Art der Informationsbereitstellung steuert.
Industrie 4.0 Management | 37. Jahrgang | 2021 | Ausgabe 6 | Seite 47-51 | DOI 10.30844/I40M_21-6_S47-51
Nachhaltige Problemlösung in digitalisierten Prozessen

Nachhaltige Problemlösung in digitalisierten Prozessen

Lean-Management-Umsetzung in der Logistik mittels datengestützter Prozessabsicherung
Nico Hilgert, Frank Bertagnolli ORCID Icon
Bei Lean-Management-Umsetzungen sollen Prozesse verbessert und Problemursachen nachhaltig beseitigt werden. In Bereichen mit vielen Daten, wie beispielsweise der Logistik, wird die Ursachenanalyse am Shopfloor jedoch unübersichtlich und kompliziert. Unterstützende Anwendungssysteme können bei der Analyse und dem „Führen am Ort der Wertschöpfung“ helfen. Am Beispiel der Versorgungslogistik der Automobilindustrie wird eine einfache digitale Lösung aufgezeigt, die Transparenz schafft, Zeit spart und zu einer nachhaltigen Problemlösung beiträgt.
Industrie 4.0 Management | 37. Jahrgang | 2021 | Ausgabe 5 | Seite 31-34 | DOI 10.30844/I40M_21-5_S31-34
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