Potenzial: Energieeffizienz

Lehmbauweise und Holzregale

Lehmbauweise und Holzregale

Beitrag zur Nachhaltigkeit der Lagerlogistik
Viviano De Giacomo ORCID Icon, Nathalie Fritsch ORCID Icon, Jakob Kennert ORCID Icon, Dieter Uckelmann ORCID Icon
Die Studie untersucht den Beitrag natürlicher Baustoffe, insbesondere von Lehm und Holz, zur nachhaltigen Entwicklung von Logistikimmobilien. Im Mittelpunkt steht eine Bewertung entlang ökologischer, ökonomischer und technischer Dimensionen über den gesamten Lebenszyklus hinweg. Auf Basis von Literaturanalysen und Experteninterviews werden Potenziale, Restriktionen und fördernde Rahmenbedingungen identifiziert. Holz erweist sich insbesondere im Hochregalbau als technisch ausgereift und ökologisch vorteilhaft, während Lehm hohes Potenzial für energie- und ressourceneffizientes Bauen bietet. Die Arbeit schließt mit Handlungsempfehlungen für Forschung, Politik und Praxis zur Etablierung zirkulärer Bauweisen in der Logistik.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 6 | Seite 82-89
E-Lkw im Vor- und Nachlauf von Umschlagterminals

E-Lkw im Vor- und Nachlauf von Umschlagterminals

Auswirkungen auf Terminalprozesse im Kombinierten Straßen-/Schienengüterverkehr
Ralf Elbert ORCID Icon, Samira Ghaneian Sebdani ORCID Icon
Elektrisch betriebene Lastkraftwagen (E-Lkw) spielen eine wichtige Rolle bei der Reduktion von CO₂-Emissionen, vor allem auf kurzen Strecken im Vor- und Nachlauf im Kombinierten Straßen-/Schienengüterverkehr (KV). Dieser Artikel zeigt am Beispiel eines KV-Terminals die logistischen und energetischen Herausforderungen beim Einsatz von E-Lkw für den Aufbau geeigneter Ladeinfrastrukturen sowie für die Sicherstellung der Stromversorgung.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 6 | Seite 70-77
Schneller, einfacher Digitaler Zwilling

Schneller, einfacher Digitaler Zwilling

Mit Open-Source zum kosteneffizienten Digitalen Zwilling und Industrie 5.0: Eine Fallstudie
Shantall Cisneros Saldana ORCID Icon, Sonali Pratap, Parth Punekar, Sampat Acharya, Heike Markus ORCID Icon
Die Einführung Digitaler Zwillinge (DZ) scheitert oft an hohen Kosten, technischer Komplexität und fehlenden Fachkenntnissen. Diese Studie stellt ein kostengünstiges Modell eines DZ, welches mit Technology Readiness Level (TRL) 5 validiert ist. Es wurde innerhalb von nur zwei Wochen mithilfe von Open-Source-Lösungen und gängigen Unternehmenswerkzeugen entwickelt und integriert sensorbasierte Echtzeitdaten, prädiktive Analysen, Anomalieerkennung und automatisierte Benachrichtigungen, um Effizienz und Nachhaltigkeit in der Landwirtschaft zu steigern. Das System erreicht eine durchschnittliche relative Abweichung von nur 7,76 % und gibt automatisierte Warnungen in Echtzeit aus. Die Ergebnisse zeigen, wie fortschrittliche digitale Werkzeuge durch die Kombination von Open-Source-Technologien und Standardwerkzeugen zugänglich gemacht werden können: skalierbar, menschenzentriert und erschwinglich im Sinne von Industrie 5.0.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 3 | Seite 62-68 | DOI 10.30844/I4SD.25.3.62
Mit Digitalen Zwillingen die Zukunft der Fertigung gestalten

Mit Digitalen Zwillingen die Zukunft der Fertigung gestalten

Chancen und Hindernisse
Javad Ghofrani ORCID Icon, Darian Lemke, Tassilo Söldner
Digitale Zwillinge stellen eine Verbindung zwischen physischen und digitalen Systemen dar. Diese steigern die Effizienz und ermöglichen vorausschauende Wartung und die Herstellung von individuelleren Produkten. Trotz dieser Vorteile stehen Herausforderungen wie hohe Kosten, Datensynchronisierung und Sicherheitsrisiken einer breiten Einführung im Wege. Dieser Artikel befasst sich mit dem Potenzial Digitaler Zwillinge und untersucht die wichtigsten Hindernisse für die Integration und Implementierung, wobei auch einige industrielle Anwendungen wie die additive Fertigung als relevanter Anwendungsfall betrachtet werden.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 3 | Seite 72-81
Doppelte Transformation im Maschinen- und Anlagenbau

Doppelte Transformation im Maschinen- und Anlagenbau

Digitalisierung und Nachhaltigkeit bei Unikat- und Kleinserienfertigern
Sigrid Wenzel ORCID Icon, Deike Gliem ORCID Icon, Christoph Laroque ORCID Icon
Ein entscheidender Wettbewerbsfaktor für mittelständische Unikat- und Kleinserienfertiger liegt in der termingerechten Fertigstellung, Lieferung und Inbetriebnahme ihrer Produkte. Eine präzise Planung der Logistik ist dabei ebenso wichtig wie die Steuerung der Produktion. Allerdings sind die Prozesse oft von Unsicherheiten geprägt, etwa durch lokale Bedingungen beim Kunden oder die Zusammenarbeit mit Zulieferern. Digitale Schatten zur Datenauswertung in Echtzeit bieten da einen überzeugenden Lösungsansatz.
Industry 4.0 Science | 40. Jahrgang | 2024 | Ausgabe 5 | Seite 10-17 | DOI 10.30844/I4SD.24.5.10
Digitale Lösungen für den Übergang von KMU zur Kreislaufwirtschaft

Digitale Lösungen für den Übergang von KMU zur Kreislaufwirtschaft

Beispiele aus der Textilwirtschaft
Meike Tilebein ORCID Icon, Marcus Winkler, Dieter Stellmach, Guido Grau
Die Umstellung von linearem auf zirkuläres Wirtschaften hat die EU im Green Deal als Ziel formuliert. Ein wesentlicher Baustein hierfür ist der Aktionsplan für die Kreislaufwirtschaft, der zu einer signifikanten Reduktion der Emissionen und einer Stärkung europäischer Unternehmen beitragen soll. Ein Blick auf aktuelle Ansätze zur Kreislaufwirtschaft sowie die Potenziale digitaler Lösungen, hier am Beispiel der Textilindustrie, kann KMU bei der Umsetzung zirkulärer Geschäftsmodelle unterstützen.
Industry 4.0 Science | 40. Jahrgang | 2024 | Ausgabe 5 | Seite 26-33 | DOI 10.30844/I4SD.24.5.26
Turning in Circles

Turning in Circles

Nutzung des Potenzials der Kreislaufwirtschaft im Betrieb von Windkraftanlagen
Stefanie Eisl, Sebastian Schlund ORCID Icon
Die Dekarbonisierung des Energiesektors ist entscheidend für eine klimaneutrale EU, da ein Großteil der Treibhausgasemissionen aus der Energienutzungstammt. Besonders der Windenergiesektor mit seinen hohen Materialkosten steht vor großen Herausforderungen. Der rasante Ausbau der Windenergieerfordert innovative Lösungen, mit denen sich nachhaltige Praktiken im End- of-Life (EoL) Management etablieren lassen. Ein digitaler Entscheidungsrahmen für nachhaltige EoL-Strategien ist daher äußerst nützlich.
Industry 4.0 Science | 40. Jahrgang | 2024 | Ausgabe 5 | Seite 90-98 | DOI 10.30844/I4SD.24.5.90
Abwärmenutzung durch thermische Vernetzung

Abwärmenutzung durch thermische Vernetzung

Eine Softwarelösung zur Entwicklung von optimierten industriellen Energiekonzepten
Lukas Theisinger, Fabian Borst, Michael Georg Frank, Matthias Weigold ORCID Icon, Andreas Maußner
Je nach Industriezweig stellt die Versorgung von Produktionsprozessen und -gebäuden mit thermischer Energie einen bedeutenden Anteil am Gesamtenergiebedarf eines Industriestandortes dar. Die Nutzung von industrieller Abwärme bietet hier die Möglichkeit, den externen Bezug von Endenergien und damit die Ursache energiebedingter Emissionen und Kosten zu reduzieren. Aufgrund mangelnder Transparenz sowie ihrer Komplexität bleiben die Potenziale in der industriellen Praxis häufig ungenutzt. Im Forschungsverbundprojekt ETA im Bestand wurde eine anwenderorientierte Softwarelösung prototypisch realisiert. Diese ermöglicht die Entwicklung und Bewertung von industriellen Energiekonzepten, um somit Umsetzungshemmnisse zu reduzieren. Hierbei finden Ansätze aus den Forschungsgebieten des Operations Research sowie der dynamischen Simulation Anwendung.
Industrie 4.0 Management | 39. Jahrgang | 2023 | Ausgabe 5 | Seite 9-12
Das Dilemma von Druckluft und Leckagen

Das Dilemma von Druckluft und Leckagen

Lisa Dawel, Alexandra Pehlken
Aufgrund der stark gestiegenen Energiepreise rückt im Rahmen des Energiemanagements die Druckluft, bzw. die Kompressorleistung und dessen Stromverbrauch wieder in den Vordergrund. Aufgrund der Tatsache, dass Druckluft gerne und oft über Leckagen entweicht und diese schwer zu lokalisieren bzw. zu messen sind, wird hier ein Nischenthema wieder sehr aktuell. Eine automatisierte Leckagenerkennung kann den Bedarf für die Reparatur ermitteln und dabei helfen die Energieeffizienz zu erhöhen. Dabei ist es wichtig, dass nicht nur Leckagen erkannt werden, sondern auch das Ausmaß der Leckagen quantifiziert werden kann. Eine kostengünstige Methode, um Leckagen zu erkennen, ist das Energiemonitoring des Druckluftkompressors. Durch eine kontinuierliche Überwachung und Auswertung der Energiedaten kann schnell reagiert werden.
Industrie 4.0 Management | 39. Jahrgang | 2023 | Ausgabe 2 | Seite 33-35 | DOI 10.30844/IM_23-2_33-35
Die Rolle der Produktqualität in energieeffizienten Produktionsprozessen

Die Rolle der Produktqualität in energieeffizienten Produktionsprozessen

Ein Vorgehen zur Steigerung der Energieeffizienz mittels maschineller Lernmethoden am Beispiel der Prozessindustrie
Maria Teresa Alvela Nieto, Hoang Viet Hai Luong, Hannes Gelbhardt, Klaus-Dieter Thoben ORCID Icon
Durch die aktuell gestiegenen Energiekosten, sowie der zusätzlich von der Bundesregierung gesetzten Herausforderung, bis zum Jahr 2045 CO2-neutral zu werden, gewinnt die Energieeffizienz in nahezu allen Branchen des produzierenden Gewerbes immer mehr an Bedeutung. Mit Technologien aus dem Bereich des maschinellen Lernens (ML) können innovative Lösungen entwickelt werden, die eine energieeffizientere Produktherstellung ermöglichen, wodurch ML-gestützte Prozessführung einen entscheidenden Beitrag zur Steigerung der Nachhaltigkeit und Wettbewerbsfähigkeit eines Unternehmens leisten kann. Entscheidend sind hierbei die prozess- und rohstoffabhängigen Parameter, die maßgeblich für die Qualität des zu produzierenden Produktes verantwortlich sind. Gegenstand dieses Beitrags ist ein Vorgehen zur Analyse der komplexen Zusammenhänge zwischen den verschiedenen Einflussparametern zur Steigerung der Energieeffizienz im produzierenden Gewerbe.
Industrie 4.0 Management | 39. Jahrgang | 2023 | Ausgabe 2 | Seite 20-24
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