Energieeffizienz in der Intralogistik

Moderne Produktionsanlagen der Generation Industrie 4.0 ermöglichen eine ökologisch nachhaltige Herstellung hochwertiger Güter. Durch Energieeffizienz in der Intralogistik 4.0 gelingt es, die Herstellungskosten insgesamt weiter zu senken.

Energieeffizienz

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Welche Transportsysteme werden in der Logistik eingesetzt?
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In der Intralogistik gibt es in puncto Energieeffizienz noch Verbesserungspotential.

Bei der Herstellung von Gütern und Waren sind komplexe Vorgänge zu bewältigen, bis aus einem Rohstoff im Lager das fertige Endprodukt im Absatzlager zum Verkauf bereitgestellt werden kann. Dazu zählen auch innerbetriebliche Logistikaufgaben wie das:

  • Absenken

  • Heben

  • Sortieren

  • Transportieren

  • Verschieben

  • Verteilen

  • Zuführen

von Material, Halbfertigwaren und Endprodukten. Jede der genannten Bewegungen bedeutet Antrieb und damit ist immer auch ein bestimmter Energieaufwand erforderlich.

Der Trend zu Nachhaltigkeit und Energieeffizienz ist deutlich auf dem Vormarsch. Doch in vielen Produktionshallen sind in der Intralogistik immer noch alte Förderanlagen und Transportsysteme im Einsatz, die nicht auf dem neuesten Stand der Technik sind. Diese Transportsysteme arbeiten umweltschädlich und sind in Bezug auf Einsparmöglichkeiten im Energieverbrauch nicht durchdacht.

Weil ein Großteil der Energiekosten in einem Produktionsbetrieb der Intralogistik zuzurechnen ist, bedarf es einer modernen und energiesparenden Transportlösung, die dazu beiträgt, die Energieeffizienz in Ihrem Unternehmen deutlich zu steigern.

Energiesparendes und effizientes Transportieren

Der effizienteste Transport ist meist derjenige, der auf kürzestem Weg die geringste Energie verbraucht. Dazu ist es sinnvoll, eine Transportanlage so in den Produktionsbetrieb zu integrieren, dass sie jederzeit an geänderte Herstellungsprozesse angepasst werden kann. Hier hilft ein flexibles Transportsystem in modularer Bauweise die Effizienz innerhalb der Intralogistik im Unternehmen zu steigern. Damit ist der erste Schritt zu einer energieeffizienten Transportlösung in Ihrem Unternehmen erreicht.

Doch auch bei dem Transportsystem selbst können Sie auf Effizienz beim Energieverbrauch achten. So sollte eine Transportanlage der Intralogistik 4.0 diese Vorzüge aufweisen können:

  • Energieeffiziente Antriebstechnik

  • Geringer Abrieb und Rollwiderstand

  • Gleichlaufende Bewegung ohne Stoßen und Ruckeln während des Transportes

  • Minimaler Verschleiß

  • Ökologisch verbrauchsoptimierter Betrieb

  • Wartungsfreundlichkeit

Jede dieser Eigenschaften ist wichtig und bedeutet einen geringeren Energiebedarf, geringere CO2-Emissionen und damit eine nachhaltigere und kostengünstigere Produktion. Gleichzeitig leisten Sie damit einen wichtigen Beitrag zum Umweltschutz.

Energieeffiziente Antriebstechnik

Aufgrund steigender Strompreise und der Forderung nach mehr Nachhaltigkeit in der industriellen Fertigung rückt eine energieeffiziente Antriebstechnik nicht nur in der Produktion selbst, sondern insbesondere im Bereich der Intralogistiksysteme zunehmend in den Fokus. Vor allem in Unternehmen, in denen die Maschinen und innerbetrieblichen Transportsysteme rund um die Uhr im Einsatz sind, tragen energieeffiziente Antriebssysteme erheblich zur Verringerung des Energieverbrauchs und damit zu einer Reduzierung von CO2-Emissionen und Umweltbelastungen bei.

Industrie 4.0 bedeutet vernetzbare Antriebe, die gleichzeitig sicher und energieeffizient laufen.

Um im Bereich der Antriebstechnologie einen höheren Wirkungsgrad zu erreichen, sind Energieeffizienzmaßnahmen wie:

  • Eine energieoptimierte Antriebsteuerung

  • Komponenten mit hohem Wirkungsgrad

  • Bedarfsgerechte Dimensionierung

  • Nutzung der Abwärme durch Rückspeisung

unerlässlich, um Energie intelligent zu nutzen, effizient umzuwandeln und Energieströme zu vernetzen.

Mit einer energieoptimierten Antriebssteuerung lassen sich Energieverluste bei Beschleunigungs- und Bremsvorgängen minimieren. Ein sanftes Anfahr- und Bremsverhalten reduziert jedoch nicht nur den Energieverbrauch, sondern sorgt auch für eine rohstoffschonende Arbeit des Antriebs, da die mechanischen Bauteile weniger Verschleiß ausgesetzt sind. Darüber hinaus erkennt eine energieoptimierte Antriebssteuerung selbstständig unterschiedliche Auslastungen in der Produktion und kann die benötigte Energiebereitstellung bedarfsgerecht dimensionieren. Zudem sorgen rückspeisefähige Antriebssysteme, die die beim Bremsen entstehende kinetische Energie zurück ins Netz speisen, ebenfalls für einen geringeren Energieverbrauch.

Ein Beispiel für energieeffiziente Antriebstechnologie sind die Antriebe der montrac®-Transportshuttles: Aufgrund der Direkteinspeisung am Antrieb über die in der montrac®-Monoschiene integrierte Stromschiene werden Leitungsverluste minimiert und der Energieverbrauch des montrac®-Systems zusätzlich gesenkt.

Ein weiterer wichtiger Faktor für die Energieeffizienz in der Antriebstechnik ist der Einsatz verbrauchsarmer Motoren. So müssen Motoren, die für den Dauerbetrieb mit konstanter Last ausgelegt sind, den EU-Energieeffizienzklassen IE2 bis IE4 entsprechen.

Verteilung, Austausch und Speicherung von Energie im Intralogistiksystem

Für das umsichtige und wirtschaftlich effektive Energie-Management in einer modernen Intralogistikanlage bedarf es energetischer Ressourcen auf Basis modernster Technik. Dazu gehören beispielsweise Lithium-Ionen-Batterien als Schlüsseltechnologie für die Speicherung von Reserven aus erneuerbarer Energie. Effiziente Energiespeicher entstehen bei der Flüssigphasenkristallisation von Silizium. Die dabei hergestellten Produkte eignen sich zur Entwicklung optimierter Dünnschicht-Solarzellen als Energiespeicher.

In der Halbleitertechnik sind gleichfalls energieeffiziente Neuentwicklungen auf dem Vormarsch. So wird mithilfe der Nanotechnologie die Struktur von Prozessoren miniaturisiert. Dadurch können Bauteile in der Optoelektronik kompakter gebaut und deren Sensorik deutlich verbessert werden.

Qualitativ als auch quantitativ führen die neuen Technologien zu mehr Energieeffizienz bei den Bauteilen für die Intralogistik 4.0 in modernen Produktionsanlagen.

Viele Pflanzen und Tiere haben im Laufe der Evolution nano- und mikrostrukturierte Oberflächen - sogenannte bionische Oberflächen - entwickelt, deren teils faszinierenden Eigenschaften sich heute technisch nutzen lassen. Solche Lösungen aus der Natur dienen beispielsweise als Vorbild bei der Beschichtung elektronischer Bauteile im Mikro- oder sogar Nanobereich für eine höhere Leitfähigkeit und gesteigerte Energieeffizienz.

Energieeffizienz durch die Steuerung

Am Beispiel einer Transportanlage für Produktionsunternehmen aus der Intralogistik 4.0 lässt sich leicht erkennen, wie wichtig eine effiziente Steuerzentrale für das gesamte Transportsystem ist. Die vielfältigen Schnittstellen ermöglichen jederzeit:

  • Einbeziehung eines übergeordneten Leitsystems durch Integration externer Steuerelemente

  • Lückenlose Überwachung aller Vorgänge

  • Optimale Auslastung des Transportsystems

  • Punktgenaue Steuerung

Modernste Technik in Form von optoelektronischen Funktionsmodulen ermöglicht einen permanenten Datenaustausch auf der gesamten Transportstrecke zwischen:

  • Fahrstrecke

  • Leitstelle der Steuerung

  • Transportshuttle

Die Datenkommunikation zwischen den einzelnen Teilen des montrac-Systems erfolgt mittels Infrarotsignalen.

Ein weiterer Vorteil dieser flexiblen Lösung ist das integrierte Steuerungssystem TracControl, das über im Transportsystem integrierte Steuermodule in der Lage ist, den gesamten Materialfluss in der Anlage zu steuern und zu optimieren. Dadurch werden Staus oder Blockaden während des Transports verhindert.

Mit dieser fortschrittlichen Steuerungstechnik entsteht eine Gesamtlösung in Ihrer Produktionshalle, bei der Sie jederzeit über alle Abläufe in Echtzeit informiert sind. Über das Internet of Things (IoT) kann die Steuerung des Transportsystems in alle weiteren Abläufe der Herstellung bequem integriert werden. Entscheidend ist mit Blick auf die Herstellungskosten, dass dieses optoelektronische Steuerungssystem gleichzeitig wirtschaftlich arbeitet und damit zur Energieeffizienz in Ihrem Betrieb beiträgt.

Die Bedeutung von Lieferzeiten im Bereich Transportsysteme

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Energiekosten einsparen: 24 V Spannungsversorgung bei durchschnittlich 1 A Verbrauch = 24 W

Energieeffizienz in der Intralogistik lässt sich jedoch nicht nur auf einzelne Komponenten des Transportsystems wie energieeffiziente Antriebe oder eine energieeffiziente Steuerungstechnologie reduzieren, sondern es sollte der verbrauchsoptimierte Betrieb des gesamten Intralogistik-Systems im Fokus stehen.

Dazu gehört u. a., dass nicht die gesamte Fördertechnik oder sämtliche Regalbediengeräte permanent laufen und ihr volles Leistungsvermögen erbringen sollten, sondern bedarfsgerecht abgeschaltet oder dass Wege reduziert bzw. optimiert werden. Stärker nachgefragte Artikel sollten beispielsweise im Lager so angeordnet sein, dass der Zugriff auf diese auf dem kürzesten Weg erfolgt, während weniger gefragte Artikel weiter hinten im Lager zu positionieren sind. Somit ermöglicht eine intelligente Verteilung der Transportaufträge ökologisch sinnvolle Fahr- und Hebezeiten.

Auch eine Virtualisierung des Verwaltungsservers auf verschiedene Server, auf denen einzelne Intralogistikprozesse unabhängig voneinander verwaltet werden, reduziert den Energieverbrauch.

Ein Beispiel für ein in sich energieeffizientes Intralogistik-System ist das Monoschienen- und Shuttle-Transportsystem montrac®: hier verbrauchen die unterschiedlichen Transportshuttles dank der integrierten Stromversorgung nur Strom beim Fahren.

Selbst bei einer maximalen Geschwindigkeit von 55 Metern pro Minute, beträgt die durchschnittliche Leistungsaufnahme eines montrac®-Transportshuttles lediglich 24 W.

Das gesamte montrac® System arbeitet mit energieeffizientem DC-Strom und einer Spannung von 24 V, die direkt während der Fahrt ohne Leitungsverluste über die in der Monoschiene integrierte Stromschiene abgegriffen werden kann. Gleichstromnetze zeichnen sich überdies durch einen wesentlich höheren Wirkungsgrad aus, da Umwandlungsverluste entfallen.

Darüber hinaus ist wiederum jedes montrac®-Transportshuttle mit einer integrierten Energieversorgung ausgestattet ist, somit wird auch für den sogenannten On Board Power Supply kein zusätzlicher Stromanschluss benötigt. Dank dieser integrierten Stromversorgung für externe Verbraucher wird bereits die Fahrzeit zur Produktionszeit, denn Werkstücke können schon während der Fahrt geprüft und bearbeitet werden. Auch die weiteren elektrisch betriebenen montrac®-Komponenten zeichnen sich durch eine äußerst geringe Stromaufnahme aus: So benötigen z. B. die Weichen lediglich 8,64 Watt und die intelligente Steuereinheit, der SmartRouter, gerade einmal 4,8 Watt.

Fazit

Moderne Herstellungsbetriebe im Bereich Industrie 4.0 achten neben einer schlanken Produktion gleichzeitig auf effiziente Strukturen in ihrer Intralogistik, um kostengünstig zu arbeiten. Dazu gehören neben energiesparendem Transportieren auch effektive Lösungen in der Antriebstechnik.

Sowohl auf Austausch, Speicherung, Steuerung und Verteilung von Energie liegt hier der Fokus. Im Zusammenhang mit der Intralogistik in Ihrem Unternehmen ermöglicht die Energieeffizienz der Transportanlagen von montratec einen entscheidenden wirtschaftlichen Vorteil. Die leistungsstarken, intelligenten Transportlösungen arbeiten flexibel, sicher und zuverlässig und sorgen für eine positive Energiebilanz in Ihrem Betrieb.