Wie das IoT die nachhaltige Produktion unterstützt

Optimierung des Managements

Das IoT verbessert den Dashboard-Zugang zu betrieblichen Echtzeit-KPIs in Bezug auf Nachhaltigkeitsziele, zum Beispiel Emissionen, Abfall- und Wertstoffströme sowie Energie-, Wasserverbrauch und -effizienz.

Initiativen, die das IoT zur Verbesserung der Effizienz nutzen, können auch die Ziele einer nachhaltigen Produktion vorantreiben, da sie den Zugang zu nachhaltigkeitsbezogenen Daten und Berichtssystemen zum Beispiel wie folgt ermöglichen:

• Automatisierte Überwachung.
• Implementierung von Kontrollen in Bezug auf interne und externe Kosten.
• Lieferantennetzwerke.
• Zustand des Produktionssystems.
• Einhaltung der KPIs der Nachhaltigkeitsinitiative.
• Transparenz hinsichtlich Datenzuverlässigkeit.

Die Erfassung von Netzwerk-Edge-Daten aus einer Vielzahl von Maschinen- und Umgebungssensoren eröffnet neue Möglichkeiten für ein zustandsbasiertes und leistungsorientiertes Anlagenmanagement, die Reduzierung von Betriebsrisiken und die Überwachung von Verschwendung bei gleichzeitiger Verbesserung der Effizienz.

Ein solcher Einsatz intelligenter Systeme zur Modellierung der Fertigungsleistung kann auch den Wettbewerbsvorteil eines Unternehmens erhöhen. Die IoT-Überwachung in Echtzeit kann dazu beitragen, den Ruf eines Herstellers zu stärken, da sie schnelle Antworten auf Datenanfragen erlaubt und Unternehmen die Möglichkeit bietet, Systemtransparenz zu demonstrieren, Verbesserungen zu überwachen und Umweltberichte zu erstellen.

Betrieblicher Schwerpunkt

IoT-Verbesserungen bei physischen und digitalen Prozessen können die Ziele der schlanken Produktion unterstützen. Der Einsatz von IoT-Systemen führt oft zu einer stetigen Prozessverbesserung mit nachvollziehbaren Gewinnen an betrieblicher Effizienz und einer Reduzierung von Kohlendioxid, Wasser, Abfall und Energie, die sich mit Nachhaltigkeitszielen in Einklang bringen lassen.

Die physische Verbesserung von Fertigungssystemen umfasst Vorteile bei der Bewegung von Waren innerhalb der Fabrik, zum Beispiel

• weniger und kürzere Wege pro Teil und Arbeitseinheit durch die Organisation von Teilen in richtig dimensionierten, flexiblen Produktionszellen,
• weniger Platzbedarf für physische Bestände, verarbeitete und fertige Waren, weil die Kunden die Bestellungen dann erhalten, wenn sie gebraucht werden.

Zu den Prozessverbesserungen in digitalen Systemen könnten die Vorteile der robotergestützten Prozessautomatisierung gehören, die sich auf den Kohlenstoffausstoß, die Energieeffizienz und andere Maßnahmen auswirken. Eine effektive Datenverwaltung beeinflusst die Verwaltungs- und Prozesseffizienz. Das IoT kann auch digitale Prozesse verbessern, beispielsweise durch:

• das Anpassen der Systemarchitektur des Unternehmensnetzwerks an die Integration und Planung von IT/OT-Geräten,
• eine verbesserte Zuordnung von Middleware und Komponentensystemen,
• einen erneuerten Datenkatalog,
• Möglichkeiten zur Implementierung eines gemeinsamen Datenmodells.

Digitalisierte Berichterstattungssysteme ermöglichen einen schnellen Zugriff für Stakeholder in unterschiedlichen internen sowie externen Organisationen und schaffen Möglichkeiten für die Ausrichtung und Verbesserung grüner Lieferantennetzwerke.

Betonung der Compliance

Viele Aufsichtsbehörden und andere Interessengruppen im Zusammenhang mit nachhaltigen Produktionszielen, einschließlich der Kunden, verlangen Vertrauen, Rückverfolgbarkeit und Transparenz der Daten. Das Internet der Dinge kann dazu beitragen, vertrauenswürdige, rückverfolgbare und transparente Daten in einem gemeinsamen Datenbanksystem, einem sogenannten Distributed Ledger, zu speichern.

Ein Distributed Ledger ist eine Form einer verteilten Datenbank, die es Fertigungsteams, Kunden und Stakeholdern des Ökosystems ermöglicht, über eine einzige Version des Ledgers zu verfügen, die eindeutig getrennte Informations-, Transaktions- und Finanzberichtseigenschaften aufweist. Darüber hinaus können solche Datenbanksysteme Funktionen enthalten, die Automatisierungen ermöglichen, die Ergebnisse auslösen, wenn Schwellenwerte in den gesammelten Daten entdeckt werden.

Zum Beispiel könnte ein Distributed Ledger die Daten enthalten, mit denen der Ausstoß eines Emissionskanals für bestimmte Gase gemessen wird, sowie alle Betriebsdaten, die durch Zeitstempel mit dem Ausstoß der Anlage übereinstimmen. Solche verteilten Systeme ermöglichen es einer Aufsichtsbehörde oder einem anderen Akteur, der für die Berichterstattung zuständig ist, eine vollständige Kopie der gesamten Datenbank zu erhalten.

IoT-Systeme mit Distributed Ledger können so konzipiert werden, dass sie Daten von allen Sensoren und Systemen aufzeichnen, die im Rahmen der Beziehung zwischen der Aufsichtsbehörde und dem Betreiber, dem Kunden und dem Lieferanten oder sogar den Abteilungen oder einzelnen Geräten innerhalb einer einzelnen Anlage wichtig sind. Distributed Ledger sind eine wichtige Technologieklasse, von der erwartet wird, dass sie die nachhaltige Produktion verbessern wird durch Datenverfügbarkeit, Transaktionstransparenz und -automatisierung sowie Vorteile bei der Berichterstattung.

Überlegungen zur IoT-Implementierung zugunsten der Nachhaltigkeit

Die Implementierung von IoT-Technologie bringt Herausforderungen mit sich, wenn es um nachhaltige Fertigung geht. Zum Beispiel stellt die Kapitalverbesserung von Prozessen und Anlagen eine Kosten-Nutzen-Bewertung dar, die durch eine effektive Modellierung und strategische Bewertung von Optionen untersucht werden muss. Die Modellierung sollte eine szenariobasierte Bewertung der Ziele und die Messung der geplanten Ergebnisse in konkreten Begriffen und KPIs umfassen, die die Zusagen und die Maßnahmen der Beteiligten, die Umsetzungszeit und das Verbesserungspotenzial berücksichtigen.

Die Einhaltung lokaler, regionaler und nationaler Gesetze in Bezug auf Bau- und Brandschutzvorschriften ist ebenfalls von Bedeutung, wenn es um die Verbesserung der physischen Systeme von Fertigungsprozessen geht.

Data Governance ist ein wichtiger Aspekt der Digitalisierung in der nachhaltigen Fertigung, da die Qualität der Daten die Leistungsmodellierung in Echtzeit, die Verbesserung der betrieblichen Wartung und die berichteten Ergebnisse für die Beteiligten beeinflusst.

Trotz dieser Herausforderungen spielt das Internet der Dinge eine wichtige Rolle als Schlüssel für eine nachhaltige Fertigung.