Effiziente und nachhaltige Produktion mit E³-Produktion

Das Forschungsprojekt E³-Produktion widmete sich der Entwicklung nachhaltiger Produktionssysteme zur langfristigen Sicherstellung der internationalen Wettbewerbsfähigkeit. Im Mittelpunkt stand die Optimierung von Wertschöpfungsketten bei gleichzeitiger Reduzierung des Ressourceneinsatzes.

Fraunhofer-Wissenschaftler aus 13 Instituten entwickelten gemeinsam ein synergetisches Konzept, das drei wesentliche Elemente vereinte: Effizienz in der Produktionstechnik, effiziente Produktionsstätten und effiziente Arbeitswelten. Ziel war es, eine nachhaltige Fabrik der Zukunft zu gestalten, in der Rohstoffe und Energie vernetzt genutzt werden und der Mensch als zentrale Steuerungseinheit fungiert.

Herausforderungen und Innovationsansatz

Die Produktionstechnik steht vor Herausforderungen wie steigenden Umweltauflagen, Rohstoffverknappung und der Notwendigkeit, Produktionsprozesse effizienter zu gestalten. Bisher wurden oft isolierte Einzellösungen entwickelt, die jedoch nicht genügend Synergien schaffen. E³-Produktion verfolgte einen ganzheitlichen Ansatz, der nachhaltige Fabriken als vernetzte Systeme betrachtet.

Im Projekt wurden innovative Methoden, Technologien und Prozesse erforscht, um Ressourcen zu sparen und gleichzeitig die Produktivität zu steigern. Ein besonderes Augenmerk lag auf der Entwicklung von Industrie 4.0-Technologien, die eine intelligente Vernetzung von Maschinen, Systemen und Menschen ermöglichten.

Technologische Umsetzung und zentrale Ergebnisse

E³-Produktion brachte zahlreiche technologische Neuerungen hervor. Eine der zentralen Entwicklungen war die Verknüpfung der Cloudplattformen "Logistics Mall" und "Virtual Fort Knox", die eine durchgängige Digitalisierung von Produktionsprozessen ermöglichte. Diese Plattformen wurden prototypisch umgesetzt und in reale Produktionsumgebungen integriert.

Ein weiteres Schlüsselergebnis war die Optimierung des Shopfloor-Managements, um den direkten Austausch von Produktionsdaten zwischen Maschinen und digitalen Plattformen zu ermöglichen. Dadurch konnten Betriebsabläufe effizienter gestaltet und Produktionsressourcen nachhaltiger genutzt werden.

Zusätzlich wurde eine kommunikationstechnische Plattform entwickelt, die Produktions- und Betriebsdaten mit übergeordneten IT-Systemen verknüpfte. Diese Plattform stellte sicher, dass Informationen in Echtzeit verarbeitet und direkt an mobile Endgeräte oder Wearables weitergegeben wurden. Mitarbeiter erhielten so relevante Produktionsinformationen in Echtzeit, um Prozesse gezielt zu steuern.

Praktische Anwendungen und Nutzen

Die im Rahmen von E³-Produktion entwickelten Konzepte wurden in vier Demonstratoren an Fraunhofer-Standorten in Deutschland getestet. Diese realen Umgebungen ermöglichten es, neue Technologien und Verfahren praxisnah zu erproben und zu validieren.

Durch die gewonnenen Erkenntnisse konnten Unternehmen ihre Produktionsabläufe optimieren und nachhaltiger gestalten. Neben einer Steigerung der Energieeffizienz wurde auch die Flexibilität der Produktion erhöht, um sich besser an verändernde Marktbedingungen anzupassen.

Projektpartner und Kooperationen

Das Projekt wurde von der Fraunhofer-Gesellschaft initiiert und von 13 Fraunhofer-Instituten gemeinsam umgesetzt. Neben den wissenschaftlichen Partnern waren auch Industrieunternehmen in das Projekt eingebunden, um eine praxisnahe Entwicklung und Umsetzung der Ergebnisse zu gewährleisten.