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Digitalisierte Industrie und Nachhaltigkeit

Digitalisierte Industrie und Nachhaltigkeit

Zwischen Synergie und Dissonanz
Frieder Schmelzle, Stefanie Kunkel, Marcel Matthess, Grischa Beier
Ein erheblicher Teil der globalen Treibhausgasemissionen wird durch die Industrie verursacht. Ihre Digitalisierung wird oft als Weg zu mehr Nachhaltigkeit gesehen. Zugleich zeichnen sich ökologische und soziale Risiken ab, deren Erforschung noch am Anfang steht. Bisherige Erkenntnisse zeigen multiple Herausforderungen auf. Soll eine nachhaltige Industrie 4.0 gelingen, müssen diese bereits konzeptionell einbezogen werden. Aufbauend auf einer konzeptionell-theoretischen Literaturanalyse präsentiert der folgende Beitrag aktuelle Entwicklungen aus Forschung, Wirtschaft und Politik. Wir beleuchten ausgewählte Ansätze, die auf eine nachhaltige Industrie 4.0 abzielen und skizzieren abschließend praktische Gestaltungsoptionen.
Industrie 4.0 Management | 38. Jahrgang | 2022 | Ausgabe 1 | Seite 7-11 | DOI 10.30844/I40M_22-1_7-11
Grüner Wasserstoff und seine Derivate

Grüner Wasserstoff und seine Derivate

Bremerhaven auf dem Weg zur Klimaneutralität
Sara Hritz-Hagenah, Gerhard Schories, Michael Murck, Saskia Greiner
Die Verringerung der CO2-Freisetzung zur Begrenzung der globalen Erderwärmung und zum Schutz der Umwelt ist ein zentrales Anliegen der aktuellen Umweltpolitik. Dem Klimawandel muss entschlossen entgegengetreten werden, um zukünftiges Handeln nachhaltig und zukunftsorientiert zu gestalten. Verankert wurde dieses nationale Ziel mit dem Klimaschutzgesetz, über welches eine Klimaneutralität bis 2045 erreicht werden soll. Diese Absicht und eine damit verbundene sektorenübergreifende Reduktion von Treibhausgasen ist jedoch nur möglich, wenn die fossilen Energieträger durch eine nachhaltige Alternative ersetzt werden können. In diesem Zusammenhang gelten grüner Wasserstoff und seine Derivate durch ihre vielfältigen Einsatzmöglichkeiten als Hoffnungsträger der Zukunft.
Industrie 4.0 Management | 38. Jahrgang | 2022 | Ausgabe 1 | Seite 37-40
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
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
Anforderungen an den Einsatz von Digitalisierung und KI

Anforderungen an den Einsatz von Digitalisierung und KI

Anwendungen zur Steigerung der Energieeffizienz
Dennis Bode, Henry Ekwaro-Osire, Klaus-Dieter Thoben ORCID Icon
Energieeffizienz gewinnt eine immer stärkere Bedeutung in allen Branchen des produzierenden Gewerbes. Mit Technologien aus den Bereichen Digitalisierung und Künstlicher Intelligenz (KI) können innovative Lösungen für eine energieeffizientere Herstellung beispielsweise durch eine KI-gestützte Prozessführung einen entscheidenden Beitrag zur Nachhaltigkeit und zur Wettbewerbsfähigkeit eines Unternehmens leisten. Die Anforderungen an den Einsatz und die reibungslose Integration von KI in Unternehmensprozesse sind komplex und vielfältig. Verschiedene Beteiligte müssen bei der Erfassung der Anforderungen integriert und unterschiedliche Technologieaspekte und Geschäftsfelder beachtet werden. Gegenstand dieses Beitrags ist ein Vorgehen zur Erfassung dieser Anforderungen bei der Durchführung innovativer Digitalisierungs- und KI-Projekte zur Steigerung der Energieeffizienz im produzierenden Gewerbe.
Industrie 4.0 Management | 38. Jahrgang | 2022 | Ausgabe 1 | Seite 17-22 | DOI 10.30844/I40M_22-1_17-22
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
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