Nachhaltigkeit und Automatisierung

Das Thema Nachhaltigkeit ist in aller Munde und die Erwartungen und auch Anforderungen an die Unternehmen, verantwortlich und nachhaltig zu produzieren und zu agieren, nehmen weiter zu. Unterstützung, die auf die Unternehmensfahnen geschriebenen Ziele in Puncto Nachhaltigkeit zu erreichen, bekommen Maschinen- und Anlagenbauer, Autobauer und viele andere Branchen von den Automatisierungsexperten. Bei den Automatisierern steht das Thema Nachhaltigkeit schon seit langem ganz oben auf der Agenda. Sie wollen ihren Anwendern helfen, auf Basis von Daten, deren Auswertung und effizienter Automatisierungstechnik deren Klimaziele zu erreichen.

So umfasst etwa das Nachhaltigkeitsverständnis von Rockwell Automation sowohl die Verantwortung für die Umwelt, als auch die Unternehmensführung und baut auf den drei Säulen auf: Insights, Impact und Innovation. Insights bezieht sich dabei auf die Umwandlung von Daten in umsetzbare Erkenntnisse über Emissionen, Energie, Wasser und Abfall. Beim Aspekt Impact geht es darum, Sichtbarkeit über die gesamte Wertschöpfungskette, den Produktlebenszyklus und Ökosysteme zu erhöhen. „Bei den Innovationen schließlich“, so Steffen Zendler, Sustainability Business Development, Rockwell Automation, „konzentrieren wir uns auf die Unterstützung von Maschinenbauern und neuen Start-ups mit dem Schwerpunkt Klima, um neue grüne Produktions- und Industriezweige von der Pilotphase bis zum Betrieb zu skalieren.“ Produkte sowie Lösungen, die Rockwells Nachhaltigkeitsstrategie vorantreiben, sind zum Beispiel die Emulate3D-Software zur Erstellung digitaler Zwillinge, die FactoryTalk Energy Manager-Lösung oder das Computerized-Maintenance-Management-System (CMMS) Fiix.

Mitbewerber Siemens versteht unter Nachhaltigkeit sowohl nach innen als auch nach außen eine Verantwortung für Umwelt, Gesellschaft und Wirtschaft. Nach innen bedeutet dies, dass man bei Siemens bestrebt ist seine eigenen Geschäftsprozesse und -aktivitäten nachhaltig zu gestalten. „Hier schauen wir uns an, wie groß der Fußabdruck ist, den wir mit unserer Arbeit hinterlassen“, sagt Eryn Devola, Head of Sustainability for Siemens Digital Industries. „Dann fokussieren wir uns auf unsere eigenen Produkte – wie sie hergestellt werden, wie Lieferketten gestaltet sind, wie lange die Produkte genutzt werden.“

Drittens bietet Siemens seinen Kunden unterschiedliche Lösungen und Werkzeuge an, damit diese selbst in ihrem Geschäft nachhaltiger werden. Das beinhaltet zum Beispiel Konstruktions- und Simulationssoftware, integriertes Engineering und transparenter Anlagenbetrieb oder aber auch energieeffiziente Motoren und Antriebssysteme.

Roboterspezialist ABB Robotics verfolgt ganz verschiedene Ansätze, um die Nachhaltigkeit zu steigern, dazu Jörg Rommelfanger, Leiter der Robotics-Division von ABB in Deutschland: „So machen wir gemeinsam mit unseren Kunden Fertigungsanlagen rund um die Welt energieeffizienter und arbeiten kontinuierlich daran, unsere Produkte nachhaltiger zu machen. Dadurch verkleinern wir nicht nur unseren eigenen ökologischen Fußabdruck, sondern unterstützen auch unsere Kunden dabei, dasselbe zu tun.“ Laut ABB Robotics tragen die Robotiklösungen zur Bewältigung der weltweiten Herausforderungen für mehr Nachhaltigkeit bei. Dazu etabliert das Unternehmen beispielsweise verstärkt eine Kreislaufwirtschaft für Roboter, in dem es unter anderem die Nutzungsdauer von Robotern maximiert, Roboter wiederverwendet und sie am Ende ihrer Lebensdauer verantwortungsvoll entsorgt. „So werden wertvolle Ressourcen geschützt und der Energiebedarf für die Produktion neuer Roboter reduziert“, so Rommelfanger weiter.

Der Druck, nachhaltiger zu produzieren, betrifft Unternehmen jeder Größe. Dazu kommt in Europa die Vielzahl neuer Regularien im Rahmen des EU Green Deal. Dadurch werden Maßnahmen und Reporting zu Nachhaltigkeit in den nächsten Jahren Pflicht und beeinflussen auch das Rating am Kapitalmarkt spürbar. „Das Thema Nachhaltigkeit steht also bei Siemens an erster Stelle“, betont Eryn Devola von Siemens Digital Industries. „Wir verfolgen eine umfassende Nachhaltigkeitsstrategie, die darauf abzielt, Umweltauswirkungen zu minimieren, soziale Verantwortung zu übernehmen und wirtschaftlichen Erfolg langfristig zu sichern.“ So will Siemens beispielsweise den CO₂-Ausstoß bis 2025 um 55 % reduzieren, bis 2030 gar um 90 %. „Und noch wichtiger: 90 % aller unserer Produkte helfen unseren Kunden dabei, nachhaltiger zu wirtschaften“, so Devola. „Im letzten Jahr haben unsere Kunden etwa 190 Millionen Tonnen CO₂ mit unseren Lösungen eingespart.“

Auch für Rockwell ist es eine der wichtigsten Prioritäten die Kunden dabei zu unterstützen, ihre Nachhaltigkeit voranzutreiben – was ein integraler Bestandteil der Mission von Rockwell Automation ist – und sie durch die Bereitstellung unserer Lösungen für die industrielle Automatisierung und digitale Transformation widerstandsfähiger, agiler und nachhaltiger zu machen, wie Steffen Zendler erläutert: „Mit unserer Digitalberatung Kalypso können wir zum Beispiel das Design für Nachhaltigkeit, Kreislaufwirtschaft von Produkten und PLM-Ökodesign (Product Lifecycle Management) unterstützen, kombiniert mit Lösungen für Digital Twin-Ökodesign und Lifecycle Assessment.“ Diese Ansätze haben wichtigen Einfluss auf die notwendigen Veränderungen der Abläufe in der Wertschöpfungskette: von der Entscheidung, welche Produkte hergestellt werden sollen, bis hin zu deren Entwicklung und Echtzeit-Einblicken, wie die Produktion mit Nachfrage, Prognosen und Kundenerwartungen in Einklang steht. „Auf diese Weise helfen wir unseren Kunden, ihren Designprozess agiler und nachhaltiger zu gestalten, indem wir etwa unsere Emulate3D-Software zur Erstellung digitaler Zwillinge einsetzen.“ Dies spart folglich Ressourcen, da Maschinen getestet werden können, bevor einzelne Teile – unter Umständen fälschlicherweise – bestellt werden.

Wie Kunden konkret von den Automatisierern profitieren können, zeigt ABB Robotics beim Energieverbrauch der Roboter. Dank energiesparender regenerativer Technologie und Bremsenergierückgewinnung verbrauchen diese mit der Omnicore-Robotersteuerung bis zu 20 % weniger Energie. „Unsere Kunden verringern damit ihren Energieverbrauch und verbessern den ökologischen Fußabdruck“, bilanziert Jörg Rommelfanger. In der Baubranche machen ABB-Roboter und digitale Lösungen von ABB etwa den Bau von Gebäuden kostengünstiger, umweltfreundlicherer und vermeiden Abfall.

„Hierzu arbeiten wir beispielsweise mit dem britischen Tech-Startup Auar zusammen. Dieses setzt robotergestützte Mikrofabriken ein, um den Bau erschwinglicher und nachhaltiger Niedrigenergiehäuser aus Holz voranzutreiben“, so Rommelfanger weiter. Auch die Automobilindustrie profitiert von ABB-Innovationen – beispielsweise in einem der energieintensivsten Prozesse, der Fahrzeuglackierung: Die Pixelpaint-Lösung von ABB ermöglicht die präzise Lackierung zweifarbiger oder individueller Designs in einem einzigen Lackierdurchgang bei sorgfältig dosiertem Lackauftrag. Dies resultiert in einem geringeren Lackverbrauch, niedrigeren Betriebskosten sowie mehr Effizienz und Umweltfreundlichkeit dank geringerer VOC- und CO₂-Emissionen. „Zudem liefert ABB an Volvo Cars mehr als 1.300 Roboter und Funktionspakete für den Bau der nächsten Generation von Elektrofahrzeugen. Damit unterstützen wir den schwedischen Autobauer bei der Umsetzung seiner ehrgeizigen Nachhaltigkeitsziele“, sagt Rommelfanger.

Auch Rockwell setzt am Energiehebel an. So ist die Umwandlung von Daten in umsetzbare Erkenntnisse über Emissionen, Energie, Wasser und Abfall ein wichtiger Bestandteil der eigenen Nachhaltigkeitsstrategie, dazu Steffen Zendler: „Mit der Factorytalk Energy Manager-Lösung können Kunden beispielsweise den Energieverbrauch überwachen, analysieren und optimieren.“ Aber auch Wartungsmaßnahmen spielen bei Rockwell eine wichtige Rolle, „da gut gewartete Anlagen energieeffizienter sind und eine längere Lebensdauer haben. Hier kommt unser Computerized-Maintenance-Management-System (CMMS) Fiix ins Spiel. Generell hilft Rockwell Automation Kunden bei ihrer digitalen Transformation und unterstützt sie dabei, nachhaltige Geschäftsergebnisse zu erzielen, indem wir einen ‚Digital Thread‘ schaffen, der auch die Optimierung durch KI fördert“, sagt Zendler.

„Unser Versprechen ist ganz einfach“, sagt Eryn Devola. „Wir wollen unsere Kunden in nachhaltige digitale Unternehmen verwandeln – ganz entscheidend hier ist das Thema ‚Transparenz‘. So hat Siemens vor wenigen Wochen das Ecotech Produktlabel an den Markt gebracht. Dabei werden umfangreiche Daten verwendet, die in der Umwelt-Produktdeklaration (EPD) zur Verfügung gestellt werden, um die Lebenszyklusleistung eines Produkts anhand einer Reihe von fundierten Ökodesign-Kriterien in folgenden drei Dimensionen zu bewerten: Nachhaltige Materialien, optimale Nutzung sowie Wertrückgewinnung und Kreislaufwirtschaft. Ökodesign-Kriterien umfassen dabei verschiedene Aspekte wie die Verwendung kohlenstoffarmer Materialien, den Einsatz nachhaltiger Verpackungen, Energieeffizienz, Langlebigkeit, Hinweise zur Kreislaufwirtschaft und Recyclingfähigkeit. Diese detaillierten Einblicke bilden die Grundlage für das Siemens Ecotech Profile (SEP) – ein Produktdatenblatt zur vergleichbaren Leistung eines Produkts in Bereichen wie Materialien, Design, Nutzungsphase und Ende des Lebenszyklus. Damit bietet Siemens mehr Datentransparenz als jedes andere Unternehmen der Branche.

Daten also, so scheint es, können zu einem der wichtigsten Nachhaltigkeitstreiber werden. Daten, deren Auswertung und effiziente Automatisierungstechnik können Unternehmen entscheidend helfen ihre Klimaziele zu erreichen. So bietet ABB mehrere datenbasierte Lösungen an, die die Lebensdauer von Robotern verlängern. Darunter sind auch datengesteuerte Dienstleistungen wie die präventive Wartung, zustandsorientierte Wartung (Condition-Based Maintenance, kurz CBM) und Connected Services. Mit dem CBM-Service können Kunden erkennen, welche Roboter am stärksten beansprucht werden und entsprechend reagieren. Mit diesem Service kann die Lebensdauer eines Roboters signifikant verlängert und der Wartungsaufwand gleichzeitig reduziert werden.

„In der Industrie hat dieser Service etwa einem großen Automobilhersteller geholfen“, so Jörg Rommelfanger, „die am stärksten beanspruchten Roboter in seiner Anlage zu identifizieren und präventive Wartungsmaßnahmen zu entwickeln, die dazu beitragen, dass 280 Roboter noch bis 2035 in Betrieb bleiben können, obwohl sie bereits mehr als 25. 000 Produktionsstunden angesammelt haben.“

Auch für Eryn Devola haben Daten einen besonderen Stellenwert, wie sie sagt: „You can only manage what you can measure. Daten zu erheben und zu analysieren, hat eine große Bedeutung. Nehmen wir etwa die Lieferketten: Bis zu 90 % des CO₂-Fußabdrucks entsteht außerhalb der Werkshallen in der vor- und nachgelagerten Lieferkette.“ Genau hier setzt die Siemens-Software für CO₂-Management Sigreen an. Diese zielt auf die Berechnung des CO₂-Fußabdrucks von Produkten ab. Und nutzt Zertifikate, um CO₂-Daten zu verifizieren, die entlang der Lieferkette ausgetauscht werden.

Auf diese Weise entsteht Transparenz über den CO₂-Verbrauch inklusive der kompletten Lieferkette, die für viele Branchen den Großteil der Emissionen ausmacht, ohne dabei sensible Prozessdaten Preis zu geben. „Indem Unternehmen Einblick in die CO₂-Intensität ihrer Zulieferprodukte bekommen, können sie effektive Strategien zur Emissionsreduzierung gemeinsam mit ihren Lieferanten entwickeln. Best Practices hierfür finden sich beispielsweise in der Chemie- und in der Automobilbranche“, so Devola.

Auf die Frage, ob die Automatisierungstechnik eine Vorreiterrolle für die grüne Industrie spielen könnte, antwortet Eryn Devola, Head of Sustainability for Siemens Digital Industries mit einem überzeugten: „Ja! Die Automatisierungstechnik kann eine Vorreiterrolle für die grüne Industrie spielen. Durch den Einsatz von Automatisierungstechnik können industrielle Prozesse optimiert und effizienter gestaltet werden. Dies führt zu sowohl zu einer Reduzierung des Energieverbrauchs als auch der Umweltauswirkungen. Automatisierungstechnik ermöglicht zudem auch die Integration erneuerbarer Energien in industrielle Anlagen und trägt somit zur Förderung einer nachhaltigen Energieversorgung bei.“ Darüber hinaus könnten durch Automatisierungstechnik auch die bestehenden Prozesse zur Abfallreduzierung und Recycling verbessert werden.

Für ABB stellt sich etwa die Frage, was am Ende der Lebensdauer eines effizienten Roboters passiert? „Hier können Automatisierungspartner eine Vorreiterrolle einnehmen, wenn sie eine Kreislaufwirtschaft etablieren, um ihren ökologischen Fußabdruck zu verkleinern“ sagt Jörg Rommelfanger, Leiter der Robotics-Division von ABB in Deutschland. „Mit unserem Wiederaufbereitungsprogramm, mit dem wir stillgelegte oder gebrauchte Roboter zurückkaufen, anstatt sie zu verschrotten oder ungenutzt zu lassen, gehen wir diesen Weg.“

Fakt ist: Die Wiederaufbereitung eines Roboters erzeugt 75 % weniger CO₂ als die Herstellung eines neuen Roboters. Gebrauchtroboter zu kaufen und einzusetzen trägt somit einen großen Teil zur Erreichung unternehmerischer Nachhaltigkeitsziele bei. „In den vergangenen 30 Jahren haben wir Tausende von Robotern überholt, aufbereitet und ihnen ein zweites Leben geschenkt. In der Regel können 60 bis 80 % eines Roboters wiederverwendet werden. Die verantwortungsvolle Entsorgung des nicht wiederverwendbaren Restmaterials ist dabei natürlich auch ein wichtiger Bestandteil der Kreislaufwirtschaft“, fasst Rommelfanger zusammen.

Bei Rockwell Automation werden die eigenen Technologien nicht nur bei den Kunden, sondern auch an den eigenen Standorten implementiert, wie etwa im polnischen Kattowitz, dazu Steffen Zendler: „Dort haben wir beispielsweise ein preisgekröntes Paradebeispiel einer intelligenten Fabrik mit unseren eigenen Lösungen geschaffen. Hier zeigen wir nicht nur, wie die digitale Transformation beschleunigt werden kann, sondern auch, wie Industrie 4.0 weitere Unternehmensvorteile bringen kann – wie das Vorantreiben von Nachhaltigkeit, indem Effizienz und Lebensdauer maximiert und Energieverbräuche minimiert werden.“