So hilft die Digitalisierung Gießereien bei ihren Bemühungen um Nachhaltigkeit

Wir sprechen mit Nina Dybdal Rasmussen, Leiterin von Norican Digital, und Mike Grant, Chief Technical Officer bei Noricans KI-Partner DataProphet, darüber, wie digitale Tools für eine genaue Emissionsmessung unerlässlich sind – und sowohl Sand- als auch Druckgießereien bereits dabei helfen, Kohlenstoffemissionen zu reduzieren.

    • Norican hat sich kürzlich der Initiative „Science-Based Targets” (SBTi) angeschlossen. Können Sie uns sagen, was Sie derzeit von den Gießereien und anderen Branchen zum Thema Nachhaltigkeit hören?

    Nina: Indem Norican sich im Rahmen von SBTi zur Emissionsreduzierung und zu Netto-Null-Fahrten verpflichtet, setzt sich das Unternehmen ehrgeizige Ziele, die mit den Erkenntnissen der Klimawissenschaft übereinstimmen, und wird für diese Ziele zur Rechenschaft gezogen. Wir arbeiten mit dem SBTi zusammen, um diese Ziele in diesem Jahr festzulegen und unsere Leistung ab 2023 daran zu messen.

    Derzeit ist der Automobilsektor führend bei der Umstellung auf Elektrofahrzeuge und bei der Reduzierung des gebundenen Kohlenstoffs – also der Emissionen, die bei der Herstellung dieser Fahrzeuge entstehen. Regierungen und Endverbraucher drängen auf Veränderungen. Deshalb bemühen sich die Automobilhersteller und ihre Zulieferer intensiv um eine Senkung des Energieverbrauchs in Bereichen wie dem Leichtmetalldruckguss durch weniger Ausschuss und eine höhere Effizienz bei Prozessen wie dem Schmelzen. Angesichts der Geschwindigkeit, mit der die Energiekosten derzeit steigen, wird dieses Ziel sogar noch wichtiger.

    • Gibt es noch andere Anzeichen dafür, dass die Industrie das Thema Nachhaltigkeit im Jahr 2022 ernster nimmt?

    Mike: In den letzten 12 Monaten hat sich der Schwerpunkt sehr stark darauf verlagert, praktische Schritte zu unternehmen, um die Kohlenstoffemissionen zu messen und Ziele für die Reduzierung festzulegen. Im Großen und Ganzen hat die gesamte Industrie erkannt, dass es unsere Aktivitäten auf der Erde sind, die die meiste Energie verbrauchen und die Emissionen verursachen.

    Börsennotierte Unternehmen berichten jetzt über ihre Emissionen als Teil ihrer sozialen Verantwortung und auch die Aktionäre werden aktiver. Sie wählen die Aktien, die sie kaufen, auf der Grundlage der Umweltauswirkungen aus, die jedes Unternehmen hat. Vom einzelnen Verbraucher bis hin zu den größten industriellen Betreibern fragen sich die Menschen: „Was sollen wir jetzt tun?”

     
  • Wie können Daten und digitale Technologien den Gießereien und ihren Zulieferern helfen, diese enormen Herausforderungen zu bewältigen?

Nina: Wir arbeiten schon seit langem mit Gießereien zusammen, um Ausschuss und Energieverbrauch zu minimieren. Dazu nutzen wir digitale und viele andere Technologien. Digitale Werkzeuge eignen sich perfekt für Aufgaben wie eine genaue Messung des Energieverbrauchs und der Emissionen. Außerdem überwachen sie den Fortschritt bei der Erreichung festgelegter Ziele. Ohne einen transparenten, datenbasierten Überblick über Ihre Prozesse ist es sehr viel schwieriger, die Leistung zu verbessern. 

Die Plattform Monitizer | DISCOVER IIoT (Industrial Internet of Things) von Norican trägt bereits dazu bei, die Effizienz der Gießereiprozesse zu verbessern und damit den Energieverbrauch und die Emissionen zu senken. Mit Dashboard-Ansichten in Echtzeit und einfachem Zugriff auf eine zentrale, vertrauenswürdige Datenbank ermöglicht sie die Nutzung von Daten in der gesamten Produktion.

 

  • Da SBTi sich auf Daten konzentriert, gilt hier wohl die alte Geschäftsweisheit: „Man kann nicht verwalten, was man nicht misst”.

Mike: Ja, und auch „messen heißt wissen”. Das Großartige an wissenschaftsbasierten Zielen ist, dass Sie zunächst herausfinden, was genau jetzt passiert. Wenn Sie wissen möchten, wie hoch der Energieverbrauch Ihres Geräts ist, können Sie ihn direkt unter Monitizer | DISCOVER einsehen. Wenn Sie eine weitere Datenquelle hinzufügen, die die Kombination der von Ihrem Stromversorger genutzten Erzeugungsquellen anzeigt, die inzwischen allgemein verfügbar ist, dann können Sie diese beiden Daten in Echtzeit zusammenführen.  Damit haben Sie einen Echtzeit-KPI vor sich, der Ihnen zeigt, wie viel CO2e (Kohlendioxidäquivalent) in jeder Minute des Tages ausgestoßen wird.

Unser Produkt PRESCRIBE Artificial Intelligence (AI) basiert auf der Plattform Monitizer | DISCOVER und hat damit sofortigen Zugriff auf die richtigen Daten im richtigen Format. Dadurch ist PRESCRIBE bei der Reduzierung von Gießereiabfällen sehr effektiv. Es ist aber genauso wirkungsvoll, wenn es bei SBTi angewendet wird, um übermäßigen Energieverbrauch oder andere Arten von Abfall zu reduzieren.

Netto-Null-Emissionen digital

  • Ist ein derartiger Echtzeitzugriff auf Emissionsdaten für Gießereien relativ einfach zu realisieren?

Nina: Es ist die gleiche „Reise zum Wissen”, mit der Norican und DataProphet die Gießereien seit einigen Jahren unterstützen, damit sie ihre Prozesse überwachen, steuern und optimieren können. Gießereien arbeiten traditionell mit dem Prinzip von „Versuch und Irrtum”, also auf der Grundlage praktischer Erfahrungen. Das liegt daran, dass der Produktionsprozess zu groß und zu komplex ist, um ihn vollständig zu verstehen und zu beeinflussen, was es sehr schwierig oder unmöglich macht, Verbesserungen zu finden. Jeder in der Fertigungsindustrie kennt das.

Wenn Sie dann die digitale Infrastruktur einrichten, was recht einfach ist, beginnen Sie mit der Messung und Überwachung. Dann wird eine datengesteuerte Transformation möglich. Sie können beginnen, die Komplexität des Prozesses zu entschlüsseln. Dabei wird nach und nach alles einfacher. Sie beginnen zu erkennen, wo die Probleme liegen und was sie wirklich verursacht. Die gleichen Instrumente und der datengestützte Ansatz funktionieren genauso gut für SBTi und die Reduzierung von Emissionen: Finden Sie heraus, was der Ausgangspunkt ist, setzen Sie sich ein Ziel für die Reduzierung und beginnen Sie dann, darauf hinzuarbeiten.

 

  • Wie kann ein bestehendes IIoT-System durch den Einsatz von KI zur Emissionsreduzierung beitragen?

Mike: Derzeit hilft die PRESCRIBE KI Gießereien, Ausschuss zu reduzieren. Dabei wurden bereits einige verblüffende Ergebnisse erzielt. Sie können an der Prozessstabilität arbeiten, den Ausschuss dauerhaft senken und vieles mehr. Das Spannende daran – und hier überschneiden sich Ausschussreduzierung und Nachhaltigkeit – ist, dass Gießereien festes Metall in Flüssigkeit umwandeln müssen. Das verbraucht eine Menge Energie.

Diese Energie stammt in der Regel aus kohlenstoffhaltigen Quellen wie Gas oder klimaschädlicher Kohle, ist also nicht sehr umweltfreundlich. Jedes Kilo an Ausschuss muss umgeschmolzen werden, was zu weiteren Emissionen führt. Die Wärme wird an die Umgebung abgegeben und bleibt völlig ungenutzt. Tatsächlich verbraucht das Abführen der Abwärme aus dem Gießsystem nach dem Gießen sogar noch mehr Energie.

 

  • Können Sie abschätzen, wie sehr KI-gesteuerte Ausschussreduzierung hier hilft?

Mike: Eine einfache Berechnung zeigt, dass eine Gießerei, die jährlich 100.000 Tonnen Gusseisen herstellt und für das Schmelzen, Halten und Gießen jeder Tonne 740 kWh benötigt, durch die Senkung des Ausschussanteils von 5 % auf 2,5 % rund 1.900 Tonnen CO2e pro Jahr einsparen kann. Das basiert ausschließlich auf den Stromeinsparungen durch das Umschmelzen von weniger Ausschuss, ist also ziemlich zurückhaltend.

Ich stoße eine bestimmte Menge an CO2e aus – mein Haus, mein Auto und so weiter. Indem ich ein Jahr lang bei einem Kunden den Ausschuss reduziere, bin ich in der Lage, meine persönlichen Kohlendioxidemissionen während meines gesamten Lebens auszugleichen. Das zeigt, dass schon kleine KI-gesteuerte Optimierungsmaßnahmen einen großen Einfluss auf die Nachhaltigkeit haben können, was fantastisch ist.

 

 Grüne Gießerei

 

  • Wo kann uns KI sonst noch helfen, Emissionen zu reduzieren?

Mike: PRESCRIBE kann jede Art von definiertem Herstellungsprozess optimieren, egal ob es sich um eine Automobilmontagelinie oder die Verarbeitung von Fischmehl handelt. Man muss das gesamte System und die Energie betrachten, die es verbraucht und erzeugt. Es passt gut zu den Zielen der Kreislaufwirtschaft. Dabei geht es darum, den Energieverbrauch, den Abfall und den Verbrauch von Rohstoffen zu minimieren und stattdessen zu erhalten, wiederzuverwenden, zu recyceln und so weiter.

Nina: In einer Gießerei wird die meiste Energie für das Schmelzen und Umschmelzen aufgewendet. Ein großer Teil der Energie wird jedoch auch für den Betrieb der Anlagen, die Wartung und andere Aktivitäten benötigt. Es gibt viel Spielraum, um die Produktion von Abfallstoffen und den Energieverbrauch zu reduzieren. Zum Beispiel verbrauchen Gießereien, die das Grünsandverfahren für die Formgebung verwenden, Sand, Ton und andere Chemikalien und Hülsen. Die Produktion von Ausschuss und das anschließende Umschmelzen und Umgießen führen dazu, dass mehr von diesen Materialien und die damit verbundene Energie verbraucht werden.

 

  • Haben Sie bereits damit begonnen, PRESCRIBE einzusetzen, um nachhaltige Ziele zu optimieren?

Mike: Während des Lockdowns haben wir uns gefragt: was bringt ein Produktionsunternehmen wirklich voran? Der erste ist die Reduzierung von Ausschuss. Der zweite Punkt betrifft den Energieverbrauch, der dritte die Reduzierung von Abfallstoffen und der vierte die Gesamteffektivität der Ausrüstung, bei der Sie die Verfügbarkeit und Lebensdauer der Ausrüstung erhöhen. Wir haben PRESCRIBE so erweitert, dass es für diese verschiedenen Ziele oder Wertschöpfungsfaktoren optimiert werden kann.

PRESCRIBE ist heute in der Lage, die optimale Kombination all dieser wertsteigernden Faktoren – und insbesondere der Nachhaltigkeit – zu finden. Es kann alle Arten von Gießereien optimieren. Derzeit arbeiten wir mit einer Gießerei zusammen, um sie im Hinblick auf Abfall, überschüssigen Sandverbrauch und andere Faktoren sowie auf Ausschuss zu optimieren.

 

Sie sind Kunde von StrikoWestofen, ItalPresseGauss, DISA oder Wheelabrator? Füllen Sie das untenstehende Formular aus, um mit uns über Ihre eigenen Initiativen zur Emissionsmessung und -reduzierung zu sprechen.

Wir möchten gerne von Ihren Plänen hören und herausfinden, wie wir Sie auf Ihrem Weg zur Nachhaltigkeit unterstützen können. Im Rahmen unseres SBTi-Engagements messen wir unsere primären Emissionsdaten und teilen diese gerne mit unseren Partnern.

Durch unsere Zusammenarbeit können wir genau herausfinden, wie hoch unsere Emissionen sind, uns Ziele setzen und damit beginnen, echte Maßnahmen zur Nachhaltigkeit zu ergreifen.