Dieser Artikel richtet sich an Werkleiter, Produktionsleiter, Energie- und Instandhaltungsverantwortliche sowie an Teams für kontinuierliche Verbesserung, die eine Liste möglicher Energiesparmaßnahmen vor sich haben und entscheiden müssen, womit sie anfangen. Er zeigt, warum die Zahl der Stunden, in denen eine Maschine eingeschaltet ist, aber nicht produziert, die Rangfolge der Maßnahmen oft stärker verändert als die Anschlussleistung, und wie Sie gemessene Maschinenzustände mit dem gemessenen Verbrauch verbinden, um die Reihenfolge festzulegen.
- Ohne Messung gibt es keine belastbare Reihenfolge der Maßnahmen.
- Energie ohne Produktion ist Leistung im Zustand mal Stunden im Zustand.
- Nach Anschlussleistung zu sortieren führt oft zur falschen Maschine.
- Maßnahmen ohne Investition zielen meist auf die Stunden ohne Produktion.
Was dswerk.de über Messung und Reihenfolge der Hebel schreibt
Dipl.-Ing. Dražen Stjepić beschreibt auf dswerk.de im Beitrag Energieeffizienz im Maschinenbau: Hebel & Wirtschaftlichkeit, wie produzierende Betriebe im Maschinenbau ihren Energieverbrauch senken und Investitionen durchrechnen. Gleich in der Einleitung steht der Satz, der die Logik dieses Artikels trägt: „Ohne Messung gibt es keine Kennzahlen, ohne Kennzahlen gibt es keine Priorisierung“.
Er empfiehlt, zuerst die größten Verbraucher getrennt zu messen, etwa mit Subzählern, und stellt fünf Hebel vor: effizientere Elektromotoren, Frequenzumrichter an Pumpen und Lüftern, Druckluft (Leckage, Druck, Steuerung), bedarfsgerechte Hydraulik und die Vermeidung von Lastspitzen. Für den Einstieg schlägt er eine klare Reihenfolge vor: Leckageortung bei der Druckluft, dann Subzähler, dann Frequenzumrichter an vorhandenen Pumpen und Lüftern; größere Systemprojekte erst danach. Ein Praxisbeispiel aus seinem Beitrag zeigt, worum es hier geht: zwei CNC-Maschinen, die im Wochenend-Standby mit voller Hydraulik-Pumpenleistung weiterliefen. Und für den spezifischen Energieverbrauch pro Stück rät er, Rüstzeiten, Stillstände und Reinigungszeiten im gleichen Zeitraum zu erfassen. Dieser Artikel greift genau diesen Punkt auf: Wie die gemessenen Zustände jeder Maschine helfen, die Maßnahmen zu priorisieren.
Warum die Stunden ohne Produktion die Rangfolge verändern
Die Energie, die eine Maschine verbraucht, ohne ein Teil zu fertigen, ist das Produkt aus zwei Größen: der Leistung, die sie in diesem Zustand aufnimmt, und der Zeit, die sie in diesem Zustand verbringt. Subzähler liefern die erste Größe. Die zweite fehlt in vielen Werken, weil niemand genau weiß, wie lange eine Anlage pro Woche wartet, rüstet oder nach Schichtende unter Spannung bleibt. Wer nur nach Anschlussleistung sortiert, beginnt deshalb oft bei der falschen Maschine.
Für die Priorisierung lohnt es sich, die Zeit jeder Maschine in klar getrennte Zustände aufzuteilen:
- Produktion: Die Maschine fertigt Teile. Hier wirken Hebel wie effizientere Antriebe oder Frequenzumrichter.
- Kurzstillstände: Stopps von Sekunden bis wenigen Minuten. Hydraulik, Kühlung und Absaugung laufen meist weiter.
- Warten in der Schicht: fehlendes Material, kein Bediener, ausstehende Freigabe. Die Maschine ist bereit, aber sie produziert nicht.
- Rüsten und Reinigen: geplante Zeit ohne Produktion, in der oft alle Medien eingeschaltet bleiben.
- Geplanter Stillstand: Pausen, Nächte und Wochenenden ohne Schicht. Hier entscheidet, ob die Maschine wirklich abgeschaltet ist oder in Bereitschaft weiterläuft.
Die Maßnahmen, die auf die Zustände ohne Produktion zielen (Abschaltlogik, Energiesparmodus, Druckluft absperren, bedarfsgerechte Hydraulik), wirken proportional zu den Stunden in diesen Zuständen. Eine Maschine mit mittlerer Leistung, die viele Stunden wartet oder am Wochenende in Bereitschaft bleibt, kann deshalb vor einer größeren Maschine stehen, die fast nur produziert.
Die Priorisierungsmatrix: Zustand, Messung, Hebel
| Zustand | Was die Messung zeigt | Typischer Hebel | Art der Maßnahme |
|---|---|---|---|
| Geplanter Stillstand (Nacht, Wochenende) | Stunden unter Spannung ohne Schicht, Leistung in Bereitschaft | Abschaltroutine, Bereitschaftsprogramm in der Steuerung, Medien absperren | Organisation oder Programmierung, meist ohne große Investition |
| Warten in der Schicht | Dauer und Häufigkeit der Wartezeiten mit Ursache | Energiesparmodus nach einer festgelegten Wartezeit, Ursachen der Wartezeit beseitigen | Ablauf und Steuerung |
| Kurzstillstände | Anzahl und Gesamtdauer pro Schicht | Ursachen der Kurzstillstände abstellen | Verbesserungsarbeit, wirkt zugleich auf die OEE |
| Rüsten und Reinigen | Reale Dauer pro Vorgang | Medien gezielt abschalten, Rüstzeit verkürzen | Standardarbeit |
| Produktion | Produktive Stunden und Verbrauch pro Teil | Effizientere Motoren, Frequenzumrichter, Load-Sensing-Hydraulik | Investition mit Amortisationsrechnung |
Die Matrix ersetzt keine Wirtschaftlichkeitsrechnung. Sie sorgt dafür, dass die Rechnung mit der richtigen Zahl an Stunden gemacht wird und dass die Maßnahmen ohne Investition, die oft auf die Stunden ohne Produktion zielen, nicht übersehen werden.
Methode in fünf Schritten
- Maschinen auswählen. Beginnen Sie mit den größten Verbrauchern, so wie dswerk.de es für die Subzähler empfiehlt, und ergänzen Sie Anlagen, von denen Sie wissen, dass sie oft warten.
- Zustände messen, auch außerhalb der Schichten. Erfassen Sie über mehrere Wochen automatisch, wann jede Maschine produziert, steht, wartet oder rüstet, einschließlich Nächten und Wochenenden.
- Leistung je Zustand bestimmen. Legen Sie die Zählerwerte neben die Zustandshistorie und ermitteln Sie die mittlere Leistung jeder Maschine in jedem Zustand.
- Energie ohne Produktion berechnen und sortieren. Stunden je Zustand mal Leistung je Zustand ergibt die Energie ohne Produktion. Sortieren Sie die Maschinen danach, nicht nach Anschlussleistung.
- Hebel zuordnen und nachmessen. Ordnen Sie jedem großen Posten einen Hebel aus der Matrix zu, beginnen Sie mit den Maßnahmen ohne Investition und messen Sie nach der Umsetzung erneut.
Ein Beispiel zur Veranschaulichung, keine Messwerte: Maschine A nimmt ohne Produktion 5 kW auf und bleibt 60 Stunden pro Woche unter Spannung, ohne zu produzieren. Das sind 300 kWh pro Woche. Maschine B ist größer und nimmt ohne Produktion 8 kW auf, steht aber nur 15 Stunden pro Woche. Das sind 120 kWh. Nach Anschlussleistung käme B zuerst; nach Energie ohne Produktion ist A der erste Kandidat, und der passende Hebel ist eine Abschaltroutine, keine Investition.
Zwei Fehler sind häufig. Erstens werden Wartezeiten in der Schicht als Produktionszeit gezählt, weil die Maschine eingeschaltet ist. Zweitens wird nach einer Maßnahme nicht nachgemessen, und die Einsparung bleibt eine Schätzung. Eine Zustandsmessung beantwortet beide Fragen mit Daten.
Was TEEPTRAK dazu beiträgt
TEEPTRAK misst die Zustände jeder Maschine automatisch: ein Modul im Schaltschrank und ein Sensor an der Linie, etwa eine Stunde Installation pro Maschine, ohne Anbindung an die SPS, die erste OEE nach 48 Stunden. Jeder Stillstand wird zeitgestempelt erfasst, auch Kurzstillstände, und die Bediener bestätigen die Ursache an der Maschine, sodass Wartezeiten auf Material oder Freigabe als eigene Ursachen erscheinen. Den Verbrauch liefern Ihre Zähler; die Energieberatung, die Investitionsrechnung und die Fördermittelfrage bleiben bei den Fachleuten. TEEPTRAK ist kein MES: Es liefert die Zustandsdaten, mit denen die Stunden ohne Produktion sichtbar werden. TEEPTRAK ist in mehr als 700 Werken in über 30 Ländern im Einsatz.
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- Energieeffizienz im Maschinenbau: Hebel & Wirtschaftlichkeit (dswerk.de, Dipl.-Ing. Dražen Stjepić)
- Energieleistungskennzahl im Werk: kWh pro Teil und Energieverbrauch im Stillstand messen
- Druckluftverbrauch im Stillstand: Maschinenzustand und Medienverbrauch abgleichen
FAQ
Warum reicht die Anschlussleistung nicht, um Energiesparmaßnahmen zu priorisieren? Weil sie nichts über die Zeit sagt. Die Energie ohne Produktion hängt davon ab, wie viele Stunden eine Maschine wartet, rüstet oder in Bereitschaft bleibt, und das unterscheidet sich von Maschine zu Maschine stark.
Brauche ich für jede Maschine einen eigenen Subzähler? Für die größten Verbraucher ja, wie es dswerk.de empfiehlt. Für die Priorisierung genügt es oft, die Leistung je Zustand einmal sauber zu bestimmen und dann die gemessenen Stunden je Zustand fortlaufend zu verfolgen.
Welche Maßnahmen kommen meist zuerst? Häufig die ohne Investition: Abschaltroutinen für Nächte und Wochenenden, Energiesparmodi bei Wartezeiten und das Absperren von Medien. Investitionen in Antriebe oder Hydraulik folgen mit einer Amortisationsrechnung auf Basis der gemessenen Stunden.
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