Retrofit-Studie des VDI ZRE Industrie 4.0 – Nachrüstung statt Neukauf

Von Martin Hensel

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Statt einer kompletten Neuanschaffung ist auch die Nachrüstung bestehender Maschinen eine Möglichkeit, um den Betrieb fit für Industrie 4.0 zu machen. Eine aktuelle Studie des VDI Zentrums für Ressourceneffizienz (ZRE) zeigt mögliche Maßnahmen auf.

Retrofitting ist eine interessante Alternative zur Neuanschaffung von Maschinen.
Retrofitting ist eine interessante Alternative zur Neuanschaffung von Maschinen.
(Bild: © PantherMedia / nd3000)

Viele Maschinen lassen sich nachrüsten, um die Produktion fit für Industrie 4.0 zu machen. Dies lässt sich etwa durch Erweiterung oder Ergänzung von Sensorik und Kommunikationsschnittstellen realisieren. Die Studie „Ökologische und ökonomische Bewertung von Retrofit-Maßnahmen im Bereich der Industrie 4.0 an Werkzeugmaschinen“ des VDI ZRE liefert hierzu mögliche Maßnahmen sowie eine ökonomisch-ökologische Bewertung für ein Referenzbauteil.

Die Studie konzentriert sich auf die spanende Fertigung. Hier bietet sich ein Retrofit von Anlagen über verschiedene Ansätze an: Dazu zählt beispielsweise ein Schwingungs- und Vibrationsretrofit, der zu besserer Bauteilqualität und optimiertem Anlagenbetrieb führt und zudem den Einsatz von Predictive Maintenance gestattet. Weitere Möglichkeiten wären ein Energie-Retrofit für optimierte Prozessketten oder energetisch verbesserte Betriebszustände oder ein Condition-Monitoring-Retrofit für die Erfassung der Umgebungsdaten einer Anlage. Im Zusammenspiel entsteht dabei eine Strategie zur Nachrüstung der Sensorik.

Aufwand muss sich lohnen

Eine wichtige Frage bei Nachrüstungen ist, ob sich der Aufwand überhaupt lohnt. Die Studie hat deshalb zur Bewertung von Retrofits ein Testszenario umgesetzt. Es bezieht sich auf das Außenrundschleifen eines Lagerrings als Referenzbauteil. Zu Versuchszwecken wurde eine Werkzeugmaschine nachgerüstet. Der Fokus lag dabei auf einfacher Implementierung und kostengünstiger Soft- und Hardware, um ein breites Anwendungsspektrum und gleichzeitig kleine und mittelständische Unternehmen im produzierenden Gewerbe zu adressieren. Zudem führt die Studie eine ökologische Bewertung durch, die den Aufwand an Ressourcen wie Energie, Rohstoffen, Wasser und Boden über den gesamten Lebenszyklus der Maschine berücksichtigt. Hierbei kamen Umweltindikatoren für die einzelnen Ressourcengruppen zum Einsatz.

Im Ergebnis zeigt sich, dass die ökologischen Indikatoren überwiegend für die Durchführung der betrachteten Retrofit-Maßnahmen sprechen. In der ökonomischen Betrachtung wurde dagegen deutlich, dass vor allem der aktuelle Strompreis ein wesentlicher Faktor für die Rentabilität ist. Allerdings sollten auch weitere Vorteile berücksichtigt werden, darunter etwa eine Verlängerung der Lebensdauer und der Erhalt bestehender Maschinen.

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