Ressourceneffiziente Produktion und Logistik

Ressourceneffiziente Produktion und Logistik

© Foto Fraunhofer IFF, Anna Mahler

Um die Nachhaltigkeit der Produktion zu erhöhen und die Risiken in der Supply Chain zu verringern, gestaltet das Fraunhofer IFF effiziente Produktions- und Logistiksysteme. Das bedeutet unter anderem, Fabriken energieeffizienter zu planen und zu betreiben, Transporte zu reduzieren und intelligente Energiekaskaden in der Produktion einzuführen. Für geschlossene Energie- und Stoffkreisläufe konzipieren seine Forscher neue Anlagentechniken, mit denen wertvolle Roh- und Reststoffe nachhaltig genutzt und wiederverwertet werden können. Als Systemdienstleister hebt das Fraunhofer IFF Effizienzpotenziale sowohl auf Unternehmensebene als auch in unternehmensübergreifenden Produktions- und Logistiknetzen.

Tiermehl zur Phosphorgewinnung thermisch verwerten

Tiermehl wird als Co-Brennstoff in Zementwerken genutzt oder sogar in Müllverbrennungsanlagen beseitigt. Bei der Reststoffbeseitigung auf etablierten Entsorgungswegen gehen jedoch die nützlichen Eigenschaften von Tiermehl unwiderruflich verloren, weshalb die entsprechende nationale Energie- und Ressourcenstrategie zukünftig eine Mono-Verbrennung für diese Rohstoffquellen vorschreibt.

Mono-Klärschlammverbrennung in stationären Wirbelschichten

In Deutschland werden jedes Jahr ca. 9 bis 10 Mio. Tonnen Klärschlamm allein durch die Reinigung von kommunalen Abwässern erzeugt. Rund ein Drittel dieser phosphor- und stickstoffhaltigen Klärschlämme wird derzeit aufgrund der hohen Düngewirkung in der Landwirtschaft eingesetzt. Da sich neben diesen wertvollen und für das Pflanzenwachstum essenziellen Nährstoffen auch unerwünschte Elemente, wie Schwermetalle, aber auch chemisch und biologisch wirksame Bestandteile im Klärschlamm befinden, ist eine landwirtschaftliche Nutzung limitiert.

Simulationsmodell zum Optimieren von Brennersystemen

Die Kenntnis insbesondere der Temperaturverteilung innerhalb des Brennersystems ist zur Bewertung der derzeit realisierten Variante, zur Optimierung der Brennergeometrie und zur Auslegung zukünftig geplanter Brenner in anderen Einsatzbereichen, von großer Bedeutung. Messdaten sind aufgrund der komplizierten geometrischen Bedingungen nur an einigen Positionen im Verbrennungsraum verfügbar.

Energy Pull – Mit der Energiewende umdenken in der Stromversorgung

Mit einem Anteil von etwa 41,7 Prozent regenerativer Energieerzeugung ist Sachsen-Anhalt der Zielstellung der Bundesregierung, bis zum Jahr 2025 etwa 45 Prozent der Energie aus regenerativen Quellen zu gewinnen, greifbar nahe. Doch dies birgt auch viele Herausforderungen, die gelöst werden müssen. Hierzu zählen beispielsweise die starken Spannungsschwankungen im Stromnetz, die es abzufangen und auszugleichen gilt.

Bildbasierte Situationsanalyse unterstützt Logistikprozesse

Die Prozess- und Arbeitssicherheit in logistischen Abläufen wird entscheidend durch aktuelle Informationen über den Status von Ware, Betriebsmittel und Personal sowie deren Interaktion untereinander unterstützt.

Produktionsprozesse energetisch differenzieren und effizienter gestalten

Wollen Unternehmen wettbewerbsfähig bleiben, müssen sie ihre Produktion effizient auslegen – also die Ressourcen bestmöglich einsetzen. Hier bringt eine Energieeffizienz gleich zwei Vorteile mit sich: Zum einen niedrigere Betriebskosten und zum anderen (Teil-)Befreiungen von der Umlage für den Ausbau der Erneuerbaren Energien (EEG).

Mit einem Check-up  den Unternehmensreifegrad für Industrie 4.0 ermitteln

Mittels sogenannter cyber-physischer Systeme (CPS) soll es möglich sein, die Individualisierung der Produktion voranzutreiben. Planungs- und Steuerungsinformationen werden nicht mehr nur über unternehmensinterne Netzwerke kommuniziert, sondern auch durch externe Einflussgrößen, wie kundenindividuelle Bestelldaten, die das »Internet der Dinge« bilden. Virtuelle und reale Welt wachsen mehr und mehr zusammen.

Mit Servicerobotern Industriewäschereien automatisieren

Große Verbesserungspotenziale in Prozessen industrieller Großwäschereien liegen in der Gestaltung einer schlanken und effizienten Logistik. Die Kernprozesse einer Wäscherei, wie das Waschen, Trocknen, Mangeln, Falten und Stapeln, sind bereits heute hoch automatisiert. Dagegen erfolgen das Zuführen der Wäsche zum Waschprozess, das Handling zwischen Bearbeitungsstufen und das Kommissionieren sauberer Wäschestücke weitgehend manuell. Die Folge sind hohe körperliche Belastungen für die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sowie große zeitliche und personelle Aufwendungen für nicht wertschöpfende Prozesse.

Energie- und Stoffströme in Industrieparks effizient managen

Ziel des E³-Leitprojekts ist es, die Wettbewerbsfähigkeit des deutschen produzierenden Gewerbes durch die Entwicklung innovativer Lösungen für eine effiziente, emissionsneutrale und an den Menschen angepasste Produktions- und Fabrik gestaltung zu stärken. Das Fraunhofer IFF arbeitet hierbei an Lösungen zur Erhöhung der Energie- und Ressourceneffizienz von Industrieparks.

Sichere Luftfracht durch Frachtfingerprint an Packstücken

Tausende Frachtstücke werden täglich mit dem Flugzeug transportiert, rund 70 Prozent davon in Passagiermaschinen. Strengste Kontrollen sollen verhindern, dass gefährliche Substanzen wie Sprengstoff an Bord geschmuggelt werden.

Mit hyperspektraler Massenerfassung archäologische Objekte archivieren

Allein in Deutschland warten mindestens 150 Millionen archäologische Fundobjekte in den Depots von Museen und Landesdenkmalämtern auf ihre wissenschaftliche Erschließung und Dokumentation. Das Archäologische Landesmuseum Brandenburg strebt an, für die Archivierung seiner archäologischen Funde ein Zentraldepot zu errichten, um Funde, die zurzeit auf verschiedene kleinere Archive verteilt sind, unter optimalen konservatorischen und logistischen Bedingungen zu lagern. Dabei ergeben sich die Möglichkeit und die Notwendigkeit, diese Funde einheitlich zu erfassen und die Daten digital zu sichern.

Erweiterter Dynamikumfang und Fokusbereich hyperspektraler Kameras

Der industrielle Einsatz von hyperspektralen Kameras mit automatisierter Bildaufnahme erfordert einen hohen Dynamikumfang und einen großen Fokusbereich. Werden Proben mit nicht-planarer Oberfläche vermessen, können jedoch häufig nicht alle Bereiche gleichzeitig scharf abgebildet werden. Der Grund hierfür ist die physikalisch begrenzte Schärfentiefe.

Höhere Wertschöpfung durch optimale Rohstoffzuteilung und -verarbeitung

Der steigende Bedarf an nachwachsenden Rohstoffen, bestehende Nutzungskonflikte und Konkurrenzsituationen fordern in vielen Branchen neue und innovative Konzepte. Dabei haben Kriterien wie Ökologie, Ökonomie, Nachhaltigkeit und Klimaschutz eine große Bedeutung.