Ressourceneffizienz durch Industrie 4.0 – Potenziale für KMU des verarbeitenden Gewerbes

Die Studie „Ressourceneffizienz durch Industrie 4.0 – Potenziale für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) des verarbeitenden Gewerbes“ untersucht die Umsetzung von Maßnahmen der Digitalisierung­ im Hinblick auf Ressourceneffizienz. Im Mittelpunkt stehen KMU des verarbeitenden Gewerbes. Ziel der Studie ist es, den aktuellen Entwicklungsstand der digitalen Transformation herauszuarbeiten und die Zusammenhänge zwischen Digitalisierung­ und Ressourceneffizienz zu untersuchen. Vor dem Hintergrund der Studienergebnisse erhalten KMU, Politik und Wissenschaft Handlungsempfehlungen.

Mit Industrie 4.0 zu mehr Ressourceneffizienz

Die Studie beleuchtet die in KMU eingesetzten Technologien und die bisherigen Erkenntnisse zu Auswirkungen der digitalen Transformation auf die Ressourceneffizienz von industriellen Prozessen. Im Rahmen von zehn Fallstudien aus der Elektro- und Kunststoffbranche sowie dem Bereich Maschinenbau werden Praxisanwendungen und Lösungen präsentiert, bei denen bestimmte Technologien bereits zur Einsparung von Ressourcen in Unternehmen beitragen. Im Fokus stehen elf Maßnahmen der Digitalisierung­, die Einsparungen betrieblicher Ressourcen bewirken können. Neben der Verringerung des Stromverbrauchs und des Materialeinsatzes sind dies zum Beispiel die Reduzierung fehlerhafter Teile und damit Ausschuss sowie die Einsparung von benötigtem Lagerraum. Es ist festzustellen, dass KMU Ressourceneinsparungen nicht systematisch erfassen. Nach Selbsteinschätzung der befragten Unternehmen belaufen sich die möglichen Einsparungen von Material und Energie jedoch auf bis zu 25 Prozent. Unternehmen sollten daher die digitale Transformation in stärkerem Maße als Chance für die Steigerung der Ressourceneffizienz betrachten und dazu eine gezielte Strategie entwickeln

Baukasten Ressourceneffizienz 4.0

KMU stehen erst am Anfang der digitalen Transformation, messen ihr aber schon aus Gründen der Wettbewerbsfähigkeit einen hohen Stellenwert bei. Unternehmen müssen in die Lage versetzt werden, Daten zu Ressourcenverbräuchen in ihrem Betrieb systematisch zu erheben. Eine Handlungsempfehlung für die Politik ist es daher, Beratungsangebote für KMU aus den Bereichen Ressourceneffizienz und Industrie 4.0 zu vernetzen mit dem Ziel, einen „Baukasten Ressourceneffizienz 4.0“ zu entwickeln. Mit Blick auf die Wissenschaft spielen die Erforschung und Weiterentwicklung zentraler Methoden zur Datenerfassung und –auswertung mithilfe von Verfahren der künstlichen Intelligenz eine bedeutende Rolle. Auch die Entwicklung einer Methodik und die Erarbeitung von Tools in Zusammenarbeit zwischen Forschung und Industrie-4.0-Enablern stellt eine Handlungsempfehlung dar. Um den Transfer von Forschungsergebnissen in die Unternehmen zu verbessern, sollten die in Technologiedemonstratoren gewonnenen Erkenntnisse zur Ressourceneffizienz im Rahmen von Industrie 4.0 in Kooperation mit der Industrie angewendet werden.

Interdisziplinäre Zusammenarbeit

Drei Fachgebiete der TU Darmstadt aus den Bereichen Umweltingenieurwissenschaften und Maschinenbau, das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung sowie das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz haben in interdisziplinärer Zusammenarbeit die Studie erarbeitet. Beauftragt wurde die Studie von der VDI Zentrum Ressourceneffizienz GmbH (VDI ZRE) in Zusammenarbeit mit dem Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg, dem Bayerischen Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz, dem Hessischen Ministerium für Wirtschaft, Energie, Verkehr und Landesentwicklung sowie dem Ministerium für Umwelt, Energie, Ernährung und Forsten Rheinland-Pfalz.

Download: Kurzzusammenfassung der Studie


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Das Bild zeigt eine Mindmap, in deren Mitte 4.0 zu lesen ist. An den Enden der Arme sind verschiedene Icons zu sehen, die für industrielle Produktion stehen.© VDI ZRE

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