Fried Kunststofftechnik
Energieverbrauch reduziert, Prozesse optimiert
Die Reduzierung der Energiekosten ist für viele kunststoffverarbeitende Betriebe wettbewerbsentscheidend. Fried Kunststofftechnik nutzt hierfür ein Energiemanagement-System – doch nicht nur hierfür: Dank der Verbindung mit ProSeS liefert es auch Erkenntnisse zu den Produktionsprozessen.
Mit über 40 Jahren Erfahrung in Kunststofftechnik und Lackierung entwickelt Fried für viele Weltmarktführer individuelle technische Präzisionsteile und Baugruppen aus Kunststoff in Groß- und Kleinserien. Hierfür nutzt das Unternehmen alle gängigen Verfahren (TSG, Thermoplastischer Schaumspritzguss, Kompaktspritzguss, Spritzprägen), außerdem manuelle und spanende Bearbeitung sowie verschiedene Oberflächenbehandlungen.
Dabei ist nachhaltiges und umweltfreundliches Handeln für Fried von großer Bedeutung, seit Juli 2021 produziert das Unternehmen CO2-neutral. Einen wichtigen Beitrag dazu leistet das Energiemanagement. Bereits seit 2014 ist Fried ISO-50001-zertifiziert und hat das hierfür eingesetzte Energiemanagement-System seitdem sukzessive erweitert. Heute erfasst das Unternehmen mit 142 Messstellen die Energiedaten seiner gesamten Produktion.
Dabei kommt als Energie- und Leistungsmessgerät der econ sens3 von econ solutions zum Einsatz. Er lässt sich schnell und platzsparend einbauen und misst dann die zentralen Parameter der elektrischen Energie. Da er alle gängigen Schnittstellen (Ethernet, Modbus TCP / RTU sowie analoge und digitale Signale) mitbringt, können auch weitere Messdaten integriert und an übergeordnete Systeme weitergeben werden. Fried nutzt das für Wärme- und Luftmengen sowie Temperaturen. Alle Daten fließen in die Energiemanagement-Software econ4, der Gas- und Wasserverbrauch werden monatlich händisch ergänzt.
Integration von ProSES für mehr Einsichten und Prozessverständnis
Diese Messdaten führt die Software auf Systemebene mit Produktions- und Prozessdaten aus verschiedenen Unternehmenssystemen zusammen und erstellt daraus Auswertungen und Berichte. Fried hat das MDE-System ProSES mit econ4 verbunden. Dadurch kann der Kunststoffspezialist auftragsbezogene Energiegrößen ermitteln und verfügt über eine faktenbasierte Grundlage für exaktere Kalkulationen. „Je höher die Energiepreise sind, desto wichtiger ist es, diese in Angeboten angemessen zu berücksichtigen. Mit den Verbrauchsmessungen vom Versorger und den Anschlusswerten der Maschinenhersteller war das nicht möglich, doch jetzt können wir die Energiekosten anhand der Messdaten ziemlich genau beziffern“, erklärt Dr. Andreas Tewald, Energiemanagementbeauftragter und Leiter Arbeitsvorbereitung, Facility Management, Wartung/Instandhaltung bei Fried, und ergänzt: „Es gibt noch einen Vorteil der Integration von ProSES in econ: Der Blick auf unsere Prozesse hat sich erweitert, sodass wir sie noch besser verstehen, zum Beispiel indem wir verschiedene Prozesse auf den einzelnen Maschinen vergleichen.“
Kennziffer „Energieeinsatz pro verarbeiteter Menge Granulat“
Der wöchentliche Granulatverbrauch wird ebenfalls manuell in die Energiemanagement-Software eingetragen, damit erhält Andreas Tewald den Energieeinsatz pro verarbeiteter Menge Kunststoffgranulat. „Eine entscheidende Kenngröße für unsere Kalkulationen.“
Ebenso lassen sich mit dem econ System auch andere Kennzahlen bilden, die für das jeweilige Unternehmen relevant sind. Welche das sind, hängt von verschiedenen Faktoren ab, etwa vom Produktionsprozess und den eingesetzten Maschinen und Anlagen. Gebräuchliche Kennzahlen sind: das Verhältnis zwischen dem Verbrauch der Produktionsanlagen und dem Verbrauch der Infrastrukturanlagen; der Verbrauch der Produktionsanlagen pro Quadratmeter oder pro produziertes Stück oder die Stromverbräuche in Relation zu den Stoffmengen.
Optimierungspotenziale ausschöpfen
Neben den Kennziffern liefert die econ4 Software auch den Lastgang sowie Verbrauchs-, Kosten- und CO2-Berichte in nahezu beliebiger zeitlicher Auflösung, außerdem Spezial- und Managementberichte. Sie zeigen z. B. die Hauptverbraucher, den Energiefluss im Unternehmen oder Korrelationen zwischen mehreren Datenpunkten. Auf dieser Basis hat Fried bereits zahlreiche Effizienzmaßnahmen durchgeführt und seinen Energieverbrauch deutlich reduziert. Zum Beispiel wurde durch die Auswertungen offensichtlich, wie beim automatischen Lackierprozess durch eine optimierte Einstellung von Regelparametern Energie eingespart werden kann – und das ohne Qualitätsverlust. Ähnlich war es bei der Druckluftanlage mit frequenzgeregelten Kompressoren: Hier konnte Fried mit Hilfe der Auswertungen den Systemdruck auf das Minimum absenken. „Dass wir an dieser Stelle unseren Energieverbrauch reduzieren können, wussten wir vorher gar nicht. Doch econ zeigt nicht nur die Ansatzpunkte für Effizienzmaßnahmen, sondern wir können auch die Effekte genau nachvollziehen und dokumentieren“, beschreibt Andreas Tewald.
Beim Blick auf die Berichte lassen sich manchmal auch Erkenntnisse gewinnen, die nicht vorrangig mit Energieeffizienz zu tun haben. So war es bei Fried als der Energieverbrauch der Lackieranlage überproportional anstieg. Die Suche nach der Ursache führte zu einem verschmutzten Filter. Diese Tatsache nutzt Fried nun, um die Filter anhand der Messwerte bedarfsgerecht auszutauschen. „Damit brauchen wir uns nicht mehr an die festgelegten Wartungszyklen zu halten, was die Wartung deutlich einfacher und kostengünstiger macht“, so Tewald.
Zweimal jährlich nutzt Fried die Auswertungen aus econ, um die Gemeinkosten für die Produktionsmaschinen zu ermitteln und ggf. anzupassen.
Spitzenlastoptimierung
Um teure Spitzenlasten zu minimieren, setzt Fried die Spitzenlastoptimierung econ peak ein. Sie erfasst die Viertelstundenwerte der Lasten aus der Produktion vom EVU-Zähler. Wird der von Andreas Tewald definierte Schwellwert überschritten, schaltet econ peak die vorab als unwichtig eingestuften Verbraucher automatisch kurzzeitig ab. Zudem erhält Andreas Tewald erhält eine Benachrichtigung, in der Produktion erscheint eine optische Anzeige.
Wird der Schwellwert stets zur selben Zeit überschritten, lohnt es sich zu prüfen, ob sich der Produktionsablauf anpassen lässt. Das war auch bei Fried der Fall: Immer beim Anfahren der Maschinen und Anlagen nach dem produktionsfreien Wochenende wurde eine Spitzenlast erreicht. Jetzt werden die Maschinen zeitlich versetzt zugeschaltet und die Spitzenlast vermieden.
Die Ermittlung der Spitzenlast war jedoch nicht trivial. Denn Fried betreibt eine Photovoltaikanlage und speist den erzeugten Strom innerhalb der Zähler, aber „hinter“ dem Spitzenlastrechner ins Netz ein. Während der Produktionszeiten bezieht das Unternehmen den Strom wieder, am Wochenende wird er verkauft. Dieser Strom musste in die Spitzenlastregelung einbezogen werden, sonst wäre der ermittelte Wert stets um diese Menge zu niedrig. Da die Spitzenlastregelung nur eine begrenzte Anzahl von Eingangssignalen verarbeiten kann, wurde ein Signalsummierer eingesetzt. „Das war das messtechnisch nicht ganz einfach, doch econ hat uns dabei bestens unterstützt“, so Andreas Tewald.
Wochenberichte für Abteilungsleiter
Das Energieteam von Fried trifft sich regelmäßig, um anhand des Sankeydiagramms die Energieströme im Unternehmen zu analysieren und festzulegen, welche Bereiche genauer unter die Lupe genommen werden. Zudem überprüft das Team die Ergebnisse aus bisherigen Effizienzmaßnahmen und bespricht, ob und wie nachjustiert werden sollte. Alle Abteilungsleiter erhalten wöchentlich die für sie relevanten Auswertungen. „Diese lassen sich mit wenigen Mausklicks erstellen und vom System automatisiert versenden“, beschreibt Tewald.
Energieeffizienz ist Teil der Dekarbonisierungsstrategie
Den Strombedarf, der nicht über die eigene PV-Anlage auf dem Werksgebäude gedeckt werden kann, bezieht Fried seit Juli 2021 ausschließlich als zertifizierten Ökostrom. Hinzu kommt Ökogas, sodass alle Produktionsprozesse vom Rohmaterialeingang bis zum Versand 100 % CO2-neutral sind. Die CO2-Emissionen des Erdgases kompensiert das Unternehmen mit Zertifikaten auf Basis des Life-Cycle-Assessment-Konzeptes des Umweltbundesamts, die über ein Greenbookmanagement des TÜV SÜD sichergestellt sind. Im Rahmen des Energie- und Umweltmanagements führt Fried stetig weitere Maßnahmen durch, um immer effizienter und nachhaltiger zu werden.
