Integration von Energiekosten in Fertigungssteuerungsverfahren

Steigende Beschaffungskosten für elektrische Energie sowie eine Zunahme der Strompreisvolatilität durch die vermehrte Einspeisung erneuerbarer Energien gefährden die internationale Wettbewerbsfähigkeit produzierender Unternehmen in Deutschland. Zur Begegnung dieser Herausforderung muss mittelfristig die Energienachfrage an das Energieangebot angepasst werden. Im Rahmen des nachfrageseitigen Energiemanagements müssen Unternehmen vermehrt Energie dann verbrauchen, wenn Energie günstig ist. Ein Ansatzpunkt hierfür stellt die Fertigungssteuerung dar, da diese die Aufgabe besitzt, den durch die Produktionsplanung erstellten Produktionsplan aufgrund häufig unvermeidlicher Störungen umzusetzen. Sie bestimmt somit, wann welcher Auftrag der Produktion zugeht und bearbeitet wird. In dieser Arbeit wird daher der Einfluss der Fertigungssteuerung auf die Energiekosten beschrieben und in ein bestehendes Wirkmodell der Fertigungssteuerung integriert. Aufbauend auf dem Wirkmodell wird eine Reihenfolgeregel als Entscheidungsmodell entwickelt, welche neben den Energiepreisen die terminliche Dringlichkeit der einzelnen Aufträge berücksichtigt und somit Energiekosteneinsparungen bei gleichzeitiger Berücksichtigung der logistischen Zielgrößen ermöglicht. Die simulationsgestützte Validierung dieser Reihenfolgeregel belegt schließlich einen Teil des Wirkmodells. Auf Basis des validierten Wirkmodells werden letztlich die Anwendungsvoraussetzungen sowie die Einflüsse auf die logistischen Zielgrößen einer energiepreisorientierten Reihenfolgeregel beschrieben.

Fertigungssteuerung, Reihenfolgebildung, Energiepreise, Energiekosten, Strompreisvolatilität

Steigende Energiepreise sowie eine zunehmende Volatilität dieser, aufgrund der vermehrten Einspeisung von erneuerbaren Energien wie Solar- oder Windenergie, stellen produzierende Unternehmen vor neue Herausforderungen: Beziehen Unternehmen ihren Strom kurzfristig zu schwankenden Preisen an Strombörsen oder über Energieeinkaufsgemeinschaften, kann die Fertigungssteuerung über ihre Stellgrößen die resultierenden Energiekosten bei konstantem Energieverbrauch beeinflussen. Gerade die Reihenfolgebildung, die kurzfristig über den nächsten zu bearbeitenden Auftrag entscheidet, weist dabei hohes Potenzial auf. Die in diesem Artikel vorgestellte energiepreisorientierte Reihenfolgeregel priorisiert zu Zeiten niedriger Energiepreise Aufträge mit einem hohen Energiebedarf und zu Zeiten hoher Energiepreise Aufträge mit einem niedrigen Energiebedarf, ohne dabei den geplanten Fertigstellungstermin zu vernachlässigen. Jedoch eignet sich die Anwendung dieser Reihenfolgeregel nur unter bestimmten Voraussetzungen, die im vorliegenden Artikel anhand einer Simulationsstudie herausgearbeitet werden und die Wirkungsweise der Regel bestätigt wird.

Produktionsplanung und -steuerung, Fertigungssteuerung, Reihenfolgebildung, Energiekosten

Durch die Zunahme der Einspeisungen erneuerbarer Energien nimmt die Volatilität des Strompreises stetig zu. Unter Berücksichtigung dieses Sachverhaltes können produzierende Unternehmen durch die Anwendung einer energiepreisorientierten Reihenfolgeregel Energiekosten sparen. Da die Anwendung dieser Reihenfolgeregel nicht nur Auswirkungen auf die Energiekosten hat, wird in diesem Fachbeitrag eine Potentialanalyse vorgestellt, welche neben den Energiekosten zusätzlich die Termineinhaltungskosten von Fertigungsaufträgen berücksichtigt.

Kostenrechnung, Fertigungssteuerung, Produktionsplanung und -steuerung

Der Anteil an regenerativen Energieträgern wie Sonne- und Windkraft an der Gesamtstromerzeugung nimmt zu. Infolgedessen sollte der Strom dann verbraucht werden, wenn er verfügbar ist. Über dynamische Stromtarife oder den Handel an der Strombörse werden Kunden dazu bewegt, den Stromverbrauch bei hohen Preisen zu reduzieren. 

Fertigungssteuerung, Energiekosten, Strompreise

Steigende Strompreise für Industrieunternehmen resultieren in zunehmenden Energiekosten und damit einer geringeren internationalen Wettbewerbsfähigkeit. Aufgrund der zusätzlich zunehmenden Schwankungen des Strompreises sind Einsparungen bei den Energiekosten auch ohne kapitalintensive Investitionen möglich. Durch die Umsetzung spezifischer und organisatorischer Methoden sollen zukünftig energieintensive Aufträge zu Zeiten von niedrigen Strompreisen und energiearme Aufträge in Zeiten hoher Preise durchgeführt werden.

Energiekosten, Energiepreise, Fertigungssteuerung, Reihenfolgebildung

Steigende Strompreise für Industrieunternehmen resultieren in zunehmenden Energiekosten und damit einer geringeren internationalen Wettbewerbsfähigkeit. Aufgrund der zusätzlich zunehmenden Schwankungen des Strompreises sind Einsparungen bei den Energiekosten auch ohne kapitalintensive Investitionen möglich. Durch die Umsetzung spezifischer und organisatorischer Methoden sollen zukünftig energieintensive Aufträge zu Zeiten von niedrigen Strompreisen und energiearme Aufträge in Zeiten hoher Preise durchgeführt werden.

Energiekosten, Energiepreise, Fertigungssteuerung, Reihenfolgebildung

Steigende Strompreise gefährden zunehmend die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Industrie. Können die aus den erneuerbaren Energien resultierenden Strompreisschwankungen genutzt werden, ist eine Reduktion der produktionsbedingten Energiekosten möglich. Die Kapazitätssteuerung eröffnet hier einen attraktiven Handlungsspielraum. Im vorliegenden Beitrag wird eine weiterentwickelte Rückstandsregelung vorgestellt, welche den Zeitpunkt zur Kapazitätsanpassung in Abhängigkeit des Energiepreises auswählt.

zeitvariable Strompreise, schwankender Energieverbrauch, Fertigungssteuerung, Kapazitätssteuerung

Um Stromkosten zu senken, müssen Unternehmen nicht unbedingt viel Geld in die Hand nehmen. Forscher des IPH haben ein Verfahren entwickelt, das allein durch eine clevere Fertigungssteuerung die Energiekosten deutlich senkt – indem es schwankende Strompreise ausnutzt.

Energiekosten, Fertigungssteuerung, Energiepreise

Durch die Integration von erneuerbaren Energien in den Energiemix schwanken die Strompreise teils deutlich. Mit zeitvariablen Tarifen in Verbindung mit einer entsprechenden Fertigungssteuerung können sich Energiekosten erheblich reduzieren lassen. Am IPH in Hannover ist jetzt ein Tarifmodell entstanden, dass die Anforderungen kleiner und mittelständischer Betriebe berücksichtigt.

Energiekosten, Stromtarif, Fertigungssteuerung, Erneuerbare Energien

In dem vorliegenden Beitrag wird ein Ansatz zur Integration von Energiekosten in bestehende Fertigungssteuerungsverfahren vorgestellt. Das entwickelte Verfahren basiert auf dem Ansatz der Belastungsorientierten Auftragsfreigabe (BOA) und berücksichtigt schwankende Strompreise aufgrund der zunehmenden Einspeisung regenerativer Energien in das Stromnetz. Die Weiterentwicklung ermöglicht besonders kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) die Einsparung von Energiekosten durch organisatorische Maßnahmen der Fertigungssteuerung ohne kapitalintensive Investitionen.

Fertigungssteuerung, Energiekosten, Belastungsorientierte Auftragsfreigabe, Werkstattfertigung

Steigende Beschaffungskosten für Strom gefährden zunehmend die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Industrie. Können die Volatilität der Strompreise sowie schwankende Energieverbräuche von der Fertigungssteuerung zielgerichtet genutzt werden, ist eine Reduktion der Energiekosten ohne kapitalintensive Investitionen möglich. In diesem Zusammenhang beschreibt der folgende Artikel die Weiterentwicklung eines Verfahrens zur Reihenfolgebildung unter Berücksichtigung auftragsspezifischer Energiekosten.

zeitvariable Strompreise, schwankender Energieverbrauch, Fertigungssteuerung, Reihenfolgebildung

Produzierende Unternehmen sehen sich aufgrund der steigenden Strompreise gezwungen, ihre Energiekosten zu senken. Durch die zunehmende Volatilität der Energiepreise ergibt sich diesbezüglich bisher ungenutztes Potential. Als Teildisziplin der Produktionsplanung und -steuerung (PPS) bestimmt die Fertigungssteuerung den zeitlichen Ablauf von Fertigungsaufträgen und hat somit großen Einfluss auf die Energiekosten der Produktion. Dieser Artikel beschreibt erste Ansätze einer energiekosteneffizienten Fertigungssteuerung unter Berücksichtigung etablierter Zielgrößen.

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