Prof. Stefan Galka, OTH Regensburg
Das Cluster Mobility & Logistics lud gemeinsam mit der OTH Regensburg am 22. März 2023 zu einem Workshop in die TechBase nach Regensburg ein: Aufbau eines Forschungs- und Entwicklungsnetzwerks „Entwicklung neuer Green Factory Technologien zur Verbesserung energieflexibler Produktionssysteme - Flexy“
Denn ehrgeizige Klimaschutzziele und massive Kostensteigerungen der Energieträger erfordern ein gemeinsames Denken der Bereiche Energie, Industrie und Mobilität.
Eine sichere, nachhaltige und kostengünstige Energieversorgung der produzierenden Industrie gewinnt vor dem Hintergrund der Energiewende, massiv steigenden Energiekosten seit 2022 und einer Reduzierung der Versorgungssicherheit an Bedeutung. Unternehmen, die bisher aus Wettbewerbsgründen gezwungen waren, ihre Produktivität kontinuierlich zu steigern, sind plötzlich durch die gestiegenen Energiekosten in ihrer Existenz bedroht. Begrenzte Energieverfügbarkeit und Bereitstellung für den Produktionssektor ist bereits jetzt ein Kosten- und Existenzrisiko für viele Betriebe. Hinzu kommt die Strukturveränderung im Energiesystem. Durch den ansteigenden Anteil erneuerbarer Energien wandelt sich das System der Erzeugung von einer zentralen hin zu einer zunehmend dezentralen Erzeugung. Das führt dazu, dass auch Unternehmen zusätzlich zum Energiebezug über Energieversorger vermehrt eigene Anlagen zur Energieproduktion und -speicherung aufbauen, um Kostenvorteile zu generieren und die eigene Versorgungssicherheit zu verbessern. Um die eigene "Energie"-Infrastruktur bestmöglich zu nutzen und die damit verbundenen Kostenvorteile auszuschöpfen, muss die Verfügbarkeit und der Energiepreis bei der Produktionsplanung Berücksichtigung finden.
Im sich wandelnden Energienetz steigen gleichzeitig die Anzahl an Verbrauchern und Erzeugern sowie die Anzahl an Speichern, parallel dazu wächst im Produktionssystem die Komplexität das Produktionssystem in Echtzeit und in Abhängigkeit des Produktionsflusses energieflexibel und robust zu steuern. Bei der Steuerung der Produktion wird auf zentral geregelte Planungstools zurückgegriffen. Beispielsweise erfolgt die Terminplanung von Aufträgen durch das Einplanen der Aufträge auf die verfügbaren Produktionsmittel und gleichzeitiger Anhängigkeit von Ressourcen. Softwaretools, wie z.B. ERP-Systeme können diese Zuordnungsaufgaben zielgerichtet und in einem angemessenen Zeitraum lösen. Die Suche nach einer optimalen Lösung wird jedoch mit einer steigenden Anzahl von Aufträgen, Produktionsressourcen und Verbindungen zwischen den Produktionsressourcen immer komplexer, insbesondere wenn ein dynamischer Abgleich der Produktionsplanung und - ausführung an das Energiesystem erfolgen soll.
Obwohl zentrale Planungstools gute Lösungen aufzeigen können, treten mit zunehmend dynamischen Systemverhalten der Produktion immer wieder Probleme auf. Eine zentrale Planungseinheit kann nicht auf Änderungen reagieren, solange beispielsweise der Planungsprozess läuft. Der daraus resultierende Produktionsplan kann während folgenden Abarbeitung bereits veraltet sein. Eine Lösung bieten dezentrale und automatisierte Steuerungsansätze. Sie ermöglichen es, dass einzelne Objekte Informationen selbstständig verarbeiten und Entscheidungen treffen. Dies führt zu einer Verschlankung der Planung und zu einer echtzeitnahen Produktionssteuerung. Dabei trifft jedes Objekt eigene Entscheidungen, indem es alle notwendigen Informationen, die in seiner Umgebung verfügbar sind, auswertet. Dies vermeidet umfangreiche und zeitaufwändige Berechnungen und bietet dazu die Möglichkeit, schnell auf plötzliche Veränderungen zu reagieren.
Eine Sektorkopplung der Produktion an Verfügbarkeit von Energie, bzw. geringere Energiekosten wurde bisher noch nicht implementiert. Allerdings haben uns die aktuellen Entwicklungen gezeigt, dass Energie ein wesentlicher Produktionsfaktor ist und dieser stärker in der Systemgestaltung und Produktionsplanung berücksichtigt werden muss.
Das Cluster Mobility & Logistics und die Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg werden daher ein Forschungs- und Entwicklungsnetzwerk (F&E) initiieren, um neue Technologien zu entwickeln, die darauf ausgerichtet sind, die Sektoren Produktion und Energie zielgerichtet zu synchronisieren. Der Workshop richtet sich an Unternehmen mit entsprechenden Kompetenzen im F&E-Bereich, an Unternehmen mit dem Bedarf entsprechende Lösungen einzusetzen und an Unternehmen mit der Bereitschaft an unternehmensübergreifenden Open Innovation Projekten mitzuarbeiten, Wissen zu teilen und gemeinsam neue Technologien zu entwickeln und anzuwenden.
Ziel des Workshops war die erste gemeinsame Erarbeitung technologischer Schwerpunkte und die Erarbeitung möglicher Ansätze für F&E-Verbundprojekte.
Nach der Vorstellung der ZIM Netzwerke des zentrales Innovationsprogramms Mittelstand des Bundeswirtschaftsministeriums von Uwe Pfeil, Clustermanager Cluster Mobility & Logistics, stieg Prof. Stefan Galka von der OTH Regensburg mit seinem Thema „Energie als Produktionsfaktor für nachhaltige Fabriken“ tiefer in das Thema ein. Im Anschluss daran hatten alle 33 Teilnehmer Gelegenheit sich und erste Projektideen vorzustellen. Eine gute Grundlage für die anschließende Erarbeitung von F&E Themen während des Workshops.
Eine Förderung des Netzwerks und der Projekte durch Bundesmittel, wie z.B. durch das Bundeswirtschaftsministerium im Rahmen des Programms Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) ist beabsichtigt. Ziel des Netzwerks ist es, durch gemeinsame Projekte neue Technologien und damit neue Marktsegmente zu erschließen und bestehende Produkte und Kompetenzen der am F&E-Netzwerk beteiligten Partner durch die Zusammenarbeit zu erweitern. Im Projektzeitraum 2023 bis 2025 sollen vier F&E-Verbundprojekte mit einem Gesamtvolumen in Höhe von 5 Mio. Euro initiiert werden. Über das Netzwerkmanagement werden Fördermittel zur Finanzierung der Projekte für die beteiligten Partner beantragt. Bereits ab Start der Netzwerkarbeit werden die Kompetenzen der Partner durch Newsletter, Social Media und Konferenzen aktiv vermarktet.
Die Veranstaltung fand im Rahmen der Working Group „DigitLog“ (Digitale Logistik) des Clusters Mobility & Logistics sowie des Netzwerks transform.r statt.