Praxisbeispiele aus unseren Optimierungsprojekten - Mit ganzheitlicher Betrachtung Verschwendung minimieren - Nachhaltige Produktion durch Ressourcen
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Energy Services
Nachhaltige Produktion
durch
Ressourcen- und
Energieeffizienz
Mit ganzheitlicher Betrachtung
Verschwendung minimieren
Praxisbeispiele aus unseren
Optimierungsprojekten
1
Nachhaltige Produktion durch Ressourcen- und Energieeffizienz
Weg zur CO2-Neutralen Produktion
2 Building Technologies | BT-IE/SPB-ES | März 2021 | ECOliance Winter School on corporate Sustainability
© Robert Bosch GmbH 2020. Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion, Bearbeitung, Weitergabe sowie für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen.
Nachhaltige Produktion durch Ressourcen- und Energieeffizienz
Hebel auf dem Weg zur CO2-Neutralstellung
Erhöhung der Ausbau Erneuerbarer Grünstrom Ausgleich von
Energieeffizienz Energien zukaufen CO2-Emissionen
Optimierung der Photovoltaik Märkte für grüne Energie, Auswahl von CO2-
Energieerzeugung Biomasse Geschäftsmodelle, Zertifikaten
Optimierung des Geothermie Preisgestaltung Kompensationsprojekte
Energieverbrauchs Wasserstoff-
Brennstoffzelle
Wertigkeit der Maßnahmen
CO2-Emissionen
Unser Focus heute… Kostenersparnis
Energieersparnis
3 Building Technologies | BT-IE/SPB-ES | März 2021 | ECOliance Winter School on corporate Sustainability
© Robert Bosch GmbH 2020. Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion, Bearbeitung, Weitergabe sowie für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen. Investitionen
Wiederkehrende Kosten
Nachhaltige Produktion durch Ressourcen- und Energieeffizienz
Analyse - Gegenstand
Recycling Kosten
Kosten Kosten Ent-
Versand OEE
sorgung
Bauteile
Beschichtung Reinigung
Kosten
Manage- Mit-
Zeit
Software Prozesse Kultur ment- arbeiter
systeme
Werk- Trans-
Prozess 3
zeug port
Kosten Kosten
Hilfs- und
Anlieferung Prozess 1 Prozess 2 Energie Betriebs-
Material stoffe
4 Building Technologies | BT-IE/SPB-ES | März 2021 | ECOliance Winter School on corporate Sustainability
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Nachhaltige Produktion durch Ressourcen- und Energieeffizienz
Methodik- Erstellung eines Effizienzprogramms
Vorbereitung Ist-&Potenzialbewertung Optimierungsprojekte Effizienzprogramm
Erstellung eines Effizienzprogramms
Start-Up
Workshop ✓ Findings ✓ Handlungs-
felder
✓ OPT
Vorschläge
✓ Optimierungs-
projekte
✓ Effizienzpro-
gramm
OPT 1
Handlungsfeld 1 OPT 2 Elektrifizierung
OPT 3 der Produktion
OPT 1
Handlungsfeld 2 OPT 2 Einkreiskühlsystem
OPT 3
OPT 1 PV-Nutzung
Handlungsfeld …
OPT 3
Priorisierung und
Vertiefung
5 Building Technologies | BT-IE/SPB-ES | März 2021 | ECOliance Winter School on corporate Sustainability
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Nachhaltige Produktion durch Ressourcen- und Energieeffizienz
Begleitung auf dem Weg zu höherer Effizienz
Effizienzpartnerschaft
Kontinuierliche Identifikation
von Potentialen
Berücksichtigung
von Wechselwirkungen Betrieb und Gemeinsames Ziel
Übergreifendes Optimierung
Projektmanagement Kontinuierlich beste
Reporting zur Zielerreichung Anlageneffizienz
Start-Up Workshop
Entwicklung einer
gemeinsamen Zielsetzung
Analyse Management- Planung Management- Realisierung
Entwicklung eines Review Sicherstellung Review Umsetzung des
Effizienzprogramms der Machbarkeit Effizienzprogramms
6 Building Technologies | BT-IE/SPB-ES | März 2021 | ECOliance Winter School on corporate Sustainability
© Robert Bosch GmbH 2020. Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion, Bearbeitung, Weitergabe sowie für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen.
Lean meets energy. Lean saves energy. Praxisbeispiele aus den Branchen: Elektronikfertigung Metall-Guss/ Kunststoff-Spritzguss Körperpflege-Produkte/ Waschmittel
Elektronikfertigung
Vernetztes
27 T
Energiemanagement 4.0 Euro Kosten-
einsparung im
Ressourceneinsatz in Echtzeit erfassen Werk Homburg
pro Jahr
Vernetztes Energiemanagement 4.0 ist eine umfassende Lösung,
um Daten aus mehreren Quellen auszuwerten und dadurch die
Energieeffizienz nachhaltig zu erhöhen.
Unser ganzheitlicher Ansatz kombiniert Hardware, wie bspw.
Daten-Gateways, Zähler und Sensoren mit der cloud-basierten
Energy Platform in einer offenen und modernen Service-
Architektur.
Wir unterstützen Sie zudem mit Dienstleistungen, um Kosten
und CO2-Emissionen zu reduzieren.
Reduktion von Sicherheit in der Entlastung von
Kosten Produktion Mitarbeitern
9 Building Technologies | BT-IE/SPB-ES | März 2021 | ECOliance Winter School on corporate Sustainability
© Robert Bosch GmbH 2020. Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion, Bearbeitung, Weitergabe sowie für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen.
Energetische Optimierung von Produktionsmaschinen
27 T
Intelligente Aufschaltung von Lüftungsanlagen Euro Kosten-
einsparung im
Werk Homburg
pro Jahr
Effizienzgewinn
Individuelle Abschaltlogik und
3
Steuerung der Lüftungsanlagen
niedrig mittel hoch
Amortisationszeit
lang mittel kurz
Zutrittskontrolle Energy Platform Lüftungsanlagen
Komplexität
Anbindung des Zutrittsmanage- Anbindung von Lüftungsanlagen
2 ments für aktuelle Belegungs- 1 an die Energy Platform mit hoch mittel gering
informationen einer Halle bestehender Leittechnik
Ausgangssituation Optimierungsansatz Nutzen
Lüftungsanlagen werden häufig unabhängig Informationen zur Auslastung einer Halle Reduktion des Energieverbrauchs und von
von der aktuellen Auslastung und Anzahl der werden an die Energy Platform übertragen. CO2-Emissionen
Mitarbeiter in einer Produktionshalle betrieben In Verbindung mit weiteren Informationen, wie Entfall von manuellen Aufwänden
In Schwachlastzeiten wird unnötig Energie bspw. der Produktionsplanung, berechnet die
verbraucht, in Spitzenzeiten ist die Luftqualität Energy Platform Lüftungszeit bzw. -intensität
mangelhaft und steuert die Lüftungsanlagen.
10 Building Technologies | BT-IE/SPB-ES | März 2021 | ECOliance Winter School on corporate Sustainability
© Robert Bosch GmbH 2020. Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion, Bearbeitung, Weitergabe sowie für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen.Energetische Optimierung von Produktionsmaschinen
Überwachung von Ventilatoren in der SMD Fertigung 10%
höhere
Verfügbarkeit
Installation Sensorik, Visualisierung, z.B. über die Effizienzgewinn
1 2
Schwingungsüberwachung Energy Platform
niedrig mittel hoch
Amortisationszeit
lang mittel kurz
Ventilatoren Energy Platform
SMD-Fertigung Komplexität
Festlegung von Grenzwerten hoch mittel gering
3
und Alarmen
Ausgangssituation Optimierungsansatz Nutzen
Kühlventilatoren verschmutzen; resultierende Überwachung der Schwingungen von Keine unerwarteten Produktionsverluste
Vibrationen schädigen die Motorenlager und Ventilatoren durch Nachrüstung mit Sensoren Vermeidung energetischer An- und
beeinträchtigen die Produktqualität Übertragung der Daten an die Energy Platform Abfahrverluste
Ein unerwarteter Ausfall führt aufgrund Wartung der Ventilatoren bei der Verlängerung der Nutzungsdauer der Anlagen
langwieriger Wartungsarbeiten zu einem Überschreitung von Grenzwerten Verbesserung der Produktqualität
mehrstündigem Produktionsausfall
Aufwandsreduzierte Instandhaltung
11 Building Technologies | BT-IE/SPB-ES | März 2021 | ECOliance Winter School on corporate Sustainability
© Robert Bosch GmbH 2020. Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion, Bearbeitung, Weitergabe sowie für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen.Umsetztung von Energiesparmaßnahmen
Optimierung der Kälteversorgung in der SMD Fertigung 10%
50%
höhere
geringerer
Verfügbarkeit
Kältebedarf
Betriebsoptimierung, Effizienzgewinn
2 Installation der Anlagentechnik 3 kontinuierliche Überwachung
niedrig mittel hoch
Amortisationszeit
lang mittel kurz
Kälteversorgung Energy Platform
Komplexität
hoch mittel gering
1 Bedarfsanalyse und Messung
der Verbraucher
Ausgangssituation Optimierungsansatz Nutzen
Bauteile können in der Kühlzone nicht soweit Optimierung der Kälteverteilung Direkte Kontrolle nach Kühlzone möglich
abgekühlt werden, dass direkt im Anschluss Erneuerung der Kälteerzeugung Signifikante Senkung der Kältekosten
automatisch geprüft werden kann
Einbindung freier Kühlung in die Aufwandsreduzierte Instandhaltung
Die Kälteversorgung der Kühlzone erfolgt Kälteversorgung
über jeweils eine ineffiziente, dezentrale
Kältemaschine
12 Building Technologies | BT-IE/SPB-ES | März 2021 | ECOliance Winter School on corporate Sustainability
© Robert Bosch GmbH 2020. Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion, Bearbeitung, Weitergabe sowie für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen.Metall-Guss/ Kunststoff-Spritzguss
Energetische
Wertstromanalyse
Transparenz über alle Prozessschritte
Mit einem standardisierten Verfahren erfassen wir systematisiert
die energierelevanten Daten zu allen Produktionsschritten – vom
Rohmaterial bis zum fertigen Produkt. Durch die ganzheitliche
Abbildung aller Energiebedarfe im Zusammenhang mit der
zugehörigen Wertschöpfungskette werden Wechselwirkungen
und prozessübergreifende Verbesserungspotentiale sichtbar.
Die präzise Zuordnung der Energieverbräuche zu einzelnen
Produktionsschritten ist gleichzeitig die Basis, um energie- oder
emissionsspezifische Kennzahlen für die hergestellten Produkte
zu ermitteln.
Visualisierung Kennzahlen Grundlage
des Verbrauchs je Produkt für die Strategie
14 Building Technologies | BT-IE/SPB-ES | März 2021 | ECOliance Winter School on corporate Sustainability
© Robert Bosch GmbH 2020. Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion, Bearbeitung, Weitergabe sowie für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen.Vernetztes Energiemanagement 4.0
100 T
Spitzenlastmanagement 10%
50%
Euro Kosten-
einsparung
höhere im
geringerer
Werk Homburg
Verfügbarkeit
Kältebedarf
pro Jahr
Prognose von Erzeugung Effizienzgewinn
1
und Verbrauch
niedrig mittel hoch
Amortisationszeit
lang mittel kurz
2 Automatisierte Abschaltung Komplexität
von Verbrauchern
3 Steuerung von Erzeugern hoch mittel gering
und Energiespeichern
Ausgangssituation Optimierungsansatz Nutzen
Strombezug wird nach Verbrauch und höchster Ganzheitliche Prognose der Spitzenlast Ganzheitliche Steuerungsstrategie für
Mittelwertleistung aller 15-Minuten-Intervalle im Parametrierbare und intelligente Abschaltung Energieerzeuger und -verbraucher
gesamten Jahr abgerechnet von Maschinen mit geringen Auswirkungen auf Lastspitzenverringerung mit kurz- und
Pro 100 kW Spitzenlast entstehen Kosten in die Produktion mittelfristiger automatisierter Optimierung
Höhe von rd. 10.000 EUR Einbezug von Erzeugern (bspw. BHKWs, Reduzierung der Netzentgelte durch
Netzersatzanlagen) und Speichern für Glättung Glättung der Energiebezugskurven
15 Building Technologies | BT-IE/SPB-ES | März 2021 | ECOliance Winter School on corporate Sustainability
© Robert Bosch GmbH 2020. Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion, Bearbeitung, Weitergabe sowie für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen.Energetische Optimierung von Produktionsmaschinen
100 T
Impulstemperierung für Spritzgussverfahren 10%
20%
50%
Euro Kosten-
einsparung
höhere im
geringere
geringerer
Werk Homburg
Verfügbarkeit
Taktzeit
Kältebedarf
pro Jahr
Effizienzgewinn
niedrig mittel hoch
Amortisationszeit
lang mittel kurz
Konfiguration der
Anschluss des Messung mit Komplexität
1 2 3 produktindividuellen
Impulssystems Thermokamera
Regelung
hoch mittel gering
Ausgangssituation Optimierungsansatz Nutzen
Durch unterschiedliche Wandstärken eines Schnelle Regelung der Werkzeugkühlung Verkürzung der Taktzeit um bis zu 20 %
Spritzgussteils und weitere Faktoren wird Reduzierung der Temperaturhysterese mittels Senkung der Kühlwasserumlaufmenge
Wärme im Werkzeug ungleich verteilt Impulstemperierung durch erzwungene Reduzierung der Kühlleistung um bis zu 10 %
Bei klassischer Einkreistemperierung wird zu konvektive Wärmeübertragung
Reduzierung der Spannungen im Werkzeug
viel Kühlung vorgehalten, gleichzeitig ist Anpassung der Kühlung an den tatsächlichen
die Qualität und Zykluszeit nicht optimal Bedarf
16 Building Technologies | BT-IE/SPB-ES | März 2021 | ECOliance Winter School on corporate Sustainability
© Robert Bosch GmbH 2020. Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion, Bearbeitung, Weitergabe sowie für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen.Energetische Optimierung von Produktionsmaschinen
100 T
Optimierte Fahrweise von Mittelfrequenzöfen 10%
20%
50%
30%
Euro Kosten-
einsparung
höhere im
geringere
geringerer
Zeitersparnis
Werk Homburg
Verfügbarkeit
Taktzeit
Kältebedarf
pro Jahr
Effizienzgewinn
niedrig mittel hoch
1 2 3
Amortisationszeit
Festlegen des Organisatorische lang mittel kurz
Analyse, Baseline
Zielzustands und Änderung, nachhalten,
festlegen Komplexität
Konzeptgestaltung Monitoring
hoch mittel gering
Ausgangssituation Optimierungsansatz Nutzen
Die reale Ofenreise benötigt bis zu zweimal so Schulung (Best practice), Kommunikation Reduktion der Ofenreise um bis zu 30%
lange wie die ideale (physikalisches Modell) zwischen den einzelnen Schichten Senkung des Energieverbrauchs
Ofenfahrer fahren die Öfen unterschiedlich Materialaufbereitung (Rost, Schrottgröße …) um bis zu 10 %
Das Bewusstsein, dass die Öfen für den Visualisierung des Energieverbrauchs während Optimierung entlang der Kennzahlen
Energieverbrauch des Standortes der Ofenreise Verbesserung der Qualität
entscheidend sind ist nicht ausgeprägt
17 Building Technologies | BT-IE/SPB-ES | März 2021 | ECOliance Winter School on corporate Sustainability
© Robert Bosch GmbH 2020. Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion, Bearbeitung, Weitergabe sowie für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen.Energetische Optimierung von Produktionsmaschinen
Optimierung der Reinigung von Formen in der Gießerei 20%
geringerer
Energieeinsatz
Effizienzgewinn
niedrig mittel hoch
Druckluft Mitarbeiter Energy Platform Amortisationszeit
lang mittel kurz
1 2 3 Komplexität
Ertüchtigung der Organisatorische Überwachung der
Energie- und Anpassung und Energie- und hoch mittel gering
Medienversorgung Schulung Medienströme
Ausgangssituation Optimierungsansatz Nutzen
Kernmatrizen werden durch Trockeneis- Verbesserung der Druckluftversorgung durch Reduktion des Energieverbrauchs
Strahlen mit Druckluft gereinigt. Druck und Anpassung des Leitungsnetzes um bis zu 20%
Trockeneis-Menge werden manuell eingestellt. Schulung der Werker Produktivitätssteigerung um bis zu 10%
Häufig entsteht Unter- und Überversorgung Anpassung des Arbeitsablaufs und der Verbesserte Qualität des
mit Auswirkung auf Qualität und Dauer der Arbeitsschritte Reinigungsergebnisses
Reinigung
18 Building Technologies | BT-IE/SPB-ES | März 2021 | ECOliance Winter School on corporate Sustainability
© Robert Bosch GmbH 2020. Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion, Bearbeitung, Weitergabe sowie für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen.Körperpflege-Produkte/
Waschmittel
19 Building Technologies | BT-IE/SPB-ES | März 2021 | ECOliance Winter School on corporate Sustainability
© Robert Bosch GmbH 2020. Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion, Bearbeitung, Weitergabe sowie für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen.Benchmarking der Energie- und Ressourceneffizienz 95 T
Identifikation von Leckagen im Bereich Kälte Euro
Energiekostener-
sparnis pro Jahr
im Werk
Bamberg
Vorher Nachher
Effizienzgewinn
niedrig mittel hoch
Amortisationszeit
lang mittel kurz
Komplexität
hoch mittel gering
Ausgangssituation Optimierungsansatz Nutzen
Bei Kältemaschinen mit gleichen Rahmen- Grund für die Abweichung des Wirkungsgrads Optimierter Anlagenbetrieb
bedingungen und im gleichen Werk trat eine war eine Kältemittelleckage Überwachung der Kälteanlage zeigt u.a.
relative Abweichung des Wirkungsgrads auf Durch Benchmarking wurde der Fehler Leckagen und Ineffizienzen auf
Eine der Maschinen benötigte rd. 20% frühzeitig erkannt und die Leckage behoben Nachhaltiger, optimierter Betrieb des
mehr Energie als die Vergleichsgruppe Gesamtkältesytems
20 Building Technologies | BT-IE/SPB-ES | März 2021 | ECOliance Winter School on corporate Sustainability
© Robert Bosch GmbH 2020. Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion, Bearbeitung, Weitergabe sowie für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen.Umsetzung von Energiesparmaßnahmen
Optimierte Abfüllung von flüssigen Waschgels 22 %
höherer Output durch
Verringerung der
Batchzeit
Analyse der Hydraulik und Effizienzgewinn
1
Kälteversorgung
niedrig mittel hoch
Amortisationszeit
Optimierung der Kälteverteilung und
2
Modernisierung der Kältetechnik lang mittel kurz
Komplexität
Kälte
Justierung der Regelung und hoch mittel gering
3
Optimierung der Betriebsweise
Ausgangssituation Optimierungsansatz Nutzen
Herstell- und Abfüllprozess von flüssigen Analyse der Kältehydraulik zeigt Bottleneck auf Einsparung von ca. 1,5 h je Batchvorgang
Waschmitteln erfordert Kühlung des Produkts Optimierung des Kältenetzes und der Zugewinn an ca. 380 zusätzlichen Batches
Taktzeit der Abfüllung wird durch Kälteerzeugung Output steigt um 22%
Kälteversorgung limitiert ( Bottleneck) Zusätzlich Einbindung von Freier Kühlung zur
Effizienzsteigerung
21 Building Technologies | BT-IE/SPB-ES | März 2021 | ECOliance Winter School on corporate Sustainability
© Robert Bosch GmbH 2020. Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion, Bearbeitung, Weitergabe sowie für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen.22 Building Technologies | BT-IE/SPB-ES | März 2021 | ECOliance Winter School on corporate Sustainability
© Robert Bosch GmbH 2020. Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion, Bearbeitung, Weitergabe sowie für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen.Lean meets Energy – Lean saves Energy
Summary
Klimawandel ist akut und verlangt nach Lösungen – jetzt.
Lean und Ressourceneffizienz zusammen zu bringen ergibt Sinn und
schafft Raum für neue Ansätze.
Aus wirtschaftlichen Optimierungsprojekten lassen sich nachhaltige
Effizienzprogramme gestalten.
Gemeinsam mit Kollegen aus den Bereichen Lean, Produktion und
Ressourceneffizienz lassen sich die existierenden Potenziale am besten heben.
23 Building Technologies | BT-IE/SPB-ES | März 2021 | ECOliance Winter School on corporate Sustainability
© Robert Bosch GmbH 2020. Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion, Bearbeitung, Weitergabe sowie für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen.VIELEN DANK Martin Zimmermann +49 152 01839098 Martin.Zimmermann5@de.bosch.com www.bosch-energy.com
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