Nachhaltige Produktionssysteme

Ausgangssituation:

Durch das zunehmende Auftreten von nationalen wie internationalen Umweltvorschriften sowie durch die öffentliche Diskussion in den Medien werden Unternehmen verstärkt dazu angehalten ihre Produktion nachhaltiger zu gestalten und ihren Ressourceneinsatz zu verringern. Dabei genügt es bei weitem nicht mehr, nur auf die ökologische Dimension der Nachhaltigkeit zu fokussieren. Vielmehr rückt auch die ökonomische und soziale Dimension in den Vordergrund. Das Kreislaufwirtschaftsgesetz, das Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz, die Lkw-Maut oder der Emissionsschutz durch den Zertifikatehandel sind nur einige Beispiele für die mittlerweile nahezu alle Medien (Wasser, Luft, Erde, Lärm) umfassenden, öffentlichen Restriktionen. Auch der Absatzmarkt verlangt Unternehmen ein zunehmendes Maß an Nachhaltigkeit ab und reagiert auf die Nachhaltigkeitsthematik sensibler. „Grüne“ Produkte werden bevorzugt gekauft und eine Mehrpreisfähigkeit ist gegeben. Deutlich zu sehen ist dies etwa an der hohen Nachfrage nach überteuerten Elektroautos.

Reichte es früher noch aus, Produktionssysteme lediglich hinsichtlich ihrer Kostenstrukturen zu optimieren und als Nebeneffekt Ressourcen einzusparen, so müssen diese künftig präventiv so gestaltet werden, dass den Nachhaltigkeitsforderungen der unterschiedlichen Anspruchsgruppen situativ gerecht werden kann.

Herausforderungen eines nachhaltigen Produktionssystems:

Die Herausforderungen, mit denen man bei der Etablierung eines nachhaltigen Produktionssystems konfrontiert ist, sind vielschichtig. So ist etwa neben der Lokalisierung von möglichen Nachhaltigkeitsmaßnahmen vor allem wichtig, das richtige Maß der Nachhaltigkeit durch eine Gegenüberstellung von Kosten und Nutzen festzulegen und das richtige Timing für den Einsatz der Maßnahmen zu bestimmen. Innerbetrieblich müssen Standards gesetzt und ein Ebenen übergreifendes Nachhaltigkeitsverständnis geprägt werden. Um dies umfassend realisieren zu können, gehören das Materialfluss-, das Bearbeitungs-, das Personal-, das Planungs- und Steuerungs- sowie das Qualitätssystem gleichermaßen analysiert und hinsichtlich Nachhaltigkeit optimiert.

Zudem muss der Nachhaltigkeitsgrad der Produktion qualitativ und quantitativ messbar gemacht werden, denn nur hierdurch können die Nachhaltigkeitsanstrengungen auch an die Anspruchsgruppen kommuniziert und der maximale Erfolg daraus generiert werden. So erlangen etwa Unternehmen mit einer guten Positionierung im „Dow Jones Sustainability Indexes" ein besseres Ansehen bei Investoren und damit auch einen besseren Zugang zu günstigen Kapitalmärkten. Da den Nachhaltigkeitsgrad der Gesamtproduktion eines Gutes alle Wertschöpfungspartner verantworten, gilt es neben der innerbetrieblichen Perspektive auch den gesamten Wertschöpfungsverbund ganzheitlich in ein nachhaltiges Produktionssystem mit transparenten Erfolgsfaktoren einzubinden. Um diesen Herausforderungen gerecht zu werden, hat das TCW eine Reihe von Methoden entwickelt. Nachzulesen ist deren systematische Herangehensweise etwa in den Leitfäden „Produktionssysteme“, „Produktions- und Zuliefernetzwerke“ und „Produktivitätsverbesserung“.

Ansatzpunkte des TCW:

Für die Realisierung eines zukunftssicheren und nachhaltigen Produktionssystems fokussiert das TCW auf drei wesentliche Ansatzpunkte: Das Management, die Gebäudestrukturen und die maschinelle Ausrüstung. Diese durch das TCW vielfach erprobte Dreiteilung ermöglicht eine ganzheitliche Herangehensweise, die Synergieeffekte fördert und eine ideale Integration in einen nachhaltigen Wertschöpfungsverbund eröffnet.

1. Management:
   Die Management-Perspektive trägt dafür Sorge, dass Produktionsstrukturen so angeordnet werden, dass Wege, Zeiten und Handlingarbeiten minimiert und dadurch keine Ressourcen verschwendet werden. Zur Verbesserung der Energieeffizienz werden verschiedene Prozessalternativen auf ihre Betriebsmittel- und Layoutgestaltung hin geprüft und auch in operativen Schritten, wie der Produktionsplanung und -steuerung energieorientierte Kriterien in Entscheidungen mit einbezogen. Dabei werden die möglichen Nachhaltigkeitsmaßnahmen hinsichtlich ihrer Kosten und Nutzen bewertet und ein optimales Maß der Nachhaltigkeit identifiziert. Um die Nachhaltigkeitserfolge auch öffentlichkeitswirksam kommunizieren zu können, wird der transparenten und nachvollziehbaren Messung des Nachhaltigkeitsgrades eine große Aufmerksamkeit geschenkt. Entsprechend des Leitgedanken der Nachhaltigkeit wird stets darauf geachtet, dass Konzepte langfristig ausgerichtet, zukunftssicher und wandelbar sind sowie kompatibel in den Wertschöpfungsverbund einzugliedern sind. Mögliche Maßnahmen sind etwa die zentrale Erfassung aller Leistungs- und Auslastungsdaten, eine rein elektronische Datenverwaltung, die Einführung von Ortungssystemen für ortsungebundene Maschinen, Routenoptimierung oder die Etablierung von definierten Ruhezeiten für Mitarbeiter.
2. Gebäudestruktur:
   Im Bereich der Gebäudestruktur verfolgt das TCW die Zielsetzung, dass alle Grundstücke, Gebäude und deren Ausstattung hinsichtlich Energieeffizienz und langzeitiger Nutzbarkeit optimiert werden. Doch nicht nur die reine Energieeffizienz wird analysiert sondern auch die Einbettung der Produktionsstätten in das natürlich Umfeld. Weiter werden unter Berücksichtigung des im Management-Ansatz identifizierten, angestrebten Grades der Nachhaltigkeit, auch individuelle Konzepte für die Energieversorgung entwickelt. Diese reichen vom Bezug eines Energiemixes aus konventionell und regenerativ erzeugtem Strom bis hin zur autarken Selbstversorgung etwa durch Solarzellen oder Biogasanlagen. Konkrete Ansatzpunkte, die in diesem Umfeld ergriffen werden können, sind etwa eine geringe Versiegelung von Bodenflächen, die Verwendung von natürlichen Baustoffe, der Einsatz von Stromsparlampen, die Bereitstellung von großen Sozialflächen, die Umsetzung von hohen Dämmwerten, der Einbau moderner Abluft-Reinigungssysteme oder auch die Umsetzung variable Raumkonzepte. Bei der Nutzung variabler Raumkonzepte besteht ein großes Energie- und Kosteneinsparpotenzial, da ungenutzte Flächen von der Versorgung abgekoppelt und verbleibende Produktionsstrukturen auf engem Raum zusammen gefasst werden können. Kühlhäuser müssen so nicht mehr komplett klimatisiert werden sondern nur noch in den abgetrennten Bereichen, in denen es die Lagergüter auch benötigen.
3. Maschinelle Ausrüstung:
   Da die Höhe des Ressourcenverbrauches der Produktions- und Logistikmaschinen einen erheblichen Einfluss auf den Nachhaltigkeitsgrad der Produktion haben, bildet die Betrachtung dieser den dritten Eckpfeiler. Hier gilt es sämtliche Maschinen hinsichtlich ihres Energieverbrauches, ihrer Emissionen, ihrer Lebensdauer, ihrer Bedienbarkeit und ihrer Schnittstellen zu den Produktionsgütern zu optimieren. Dabei achtet das TCW darauf, kein statisches Maschinenkonzept zu entwickeln, sondern stets wandlungsfähige Faktoren für unvorhersehbare Änderungen im Maschinenpark zu berücksichtigen. Zur energietechnischen Analyse definierter Bereiche einer Produktion können etwa mobile Erfassungssysteme genutzt werden, die Daten online verfügbar machen, in Echtzeit aufzeichnen und die Ableitung von Optimierungspotentialen ermöglichen. Nach erfolgreicher Identifizierung von Störgrößen unnötigen Energieverbrauchs, können die mobilen Erfassungssysteme in anderen Produktionsbereichen installiert werden. Eine umfassende Marktanalyse erlaubt ressourcenschonende Maschinen für den gewünschten Einsatzzweck zu identifizieren und eine schnelle Implementierung zu veranlassen. Konkrete Beispiele für bereits verfügbare, ressourcenschonende Produktionsmaschinen sind stark isolierte Hochöfen, reibungsreduzierte und bedarfsgesteuerte Förderbänder, Einsatzzweck optimierte Hallentore, hybride Gabelstapler, Regalbediengeräte mit Bremsenergierückgewinnung oder Fräsmaschinen mit leistungsabhängiger Energieaufnahme.

Alle drei Ansatzpunkte des TCW sind aufeinander abgestimmt und profitieren von gegenseitigen Synergieeffekten. Zielsetzung ist es dabei nicht, den maximal denkbaren Grad der Nachhaltigkeit zu realisieren sondern ein situationsspezifisches Optimum aus Kosten und Nutzen.

Weiterführende Literatur

• Produktionssysteme
  Leitfaden zur methodengestützten Reorganisation der Produktion
• Unternehmensentwicklung
  Methoden für eine nachhaltige profitable Unternehmensführung
• Produktions- und Zuliefernetzwerke
  Leitfaden zur Unterstützung einer marktorientierten Produkt- und Prozessgestaltung
• Produktivitätsverbesserung
  Leitfaden zur kurzfristigen und permanenten Produktivitätssteigerung in kleinen und mittleren Unternehmen
• Reifegradorientierte Gestaltung von Produktionssystemen
  Theoretische und empirische Analyse eines Gestaltungsmodells