Mit zenon von Copa-Data einen nachhaltigen Produktionsbetrieb schaffen

zenon ermöglicht es der Lebensmittel- und Getränkeindustrie, ihren Wandel zu Net Zero zu beschleunigen.

Emilian Axinia
M.Sc., Industrie Manager Food & Beverage bei Copa-Data

„Als Softwareplattform fördert zenon die Kreativität durch Standardisierung. Die Rezepturverwaltung, von anpassbaren Prozessparameter-Gruppen bis hin zu ganzen Produktionsverfahren, ist für eine flexible Fertigung unerlässlich. “

Die Auswirkungen des Klimawandels sind sichtbar – und in Teilen bereits eklatant. Der ehemalige US-Vizepräsident und Umweltaktivist Al Gore hat es vor einiger Zeit auf den Punkt gebracht, in dem er Folgendes sagte: „Die Erde hat Fieber“. Die Ursache für das „Fieber der Erde“ ist bekannt und eine Netto-Null-Treibhausgasemission (Net Zero) bis 2050 das Ziel. Dieses wurde 2015 im Pariser Abkommen festgeschrieben. Nach Angaben der UN-Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation sind zudem die Ernährungssysteme für über ein Drittel der weltweiten Treibhausgasemissionen verantwortlich. Dazu gehören alle Emissionen entlang der Lieferkette, vom Anbau der Rohstoffe und Zutaten bis hin zu den Endprodukten.

Überblick über den Geltungsbereich des Treibhausgasprotokolls (GHG Protocol) und der Emissionen entlang der gesamten Wertschöpfungskette. (Bild: https://ghgprotocol.org)

Lebensmittel- und Getränkehersteller in der Verantwortung

Ein weltweiter Standard zur Bilanzierung von Treibhausgasemissionen das GHG-Protokoll unterscheidet drei Bereiche (Scopes), denen Emissionen zugeordnet werden. Die Lebensmittel- und Getränkehersteller sind für fünf bis zehn Prozent der Emissionen, die unter Scope 1 und 2 fallen, direkt verantwortlich. Auch indirekte Auswirkungen – Scope 3 – gehen auf ihr Konto: Viele Rohstoffe wie Rindfleisch haben eine hohe CO₂-Bilanz. Auch andere wirken sich negativ auf die Umwelt aus, etwa die Palmölproduktion. Wie lässt sich verhindern, dass Verpackungsmaterial unkontrolliert in die Umwelt und Ozeane gelangt? Laut OurWorldData.org verursachen Lebensmittelverluste und -verschwendung sechs Prozent aller Treibhausgasemissionen.

zenon von Copa-Data ermöglicht als Softwareplattform die Optimierung der Interaktion mit komplexen Anlagen, ebenfalls auch für eine nachhaltigere Produktion.

zenon unterstützt bei Klimazielen

Mit ihrer Strategie für Klimaneutralität, dem „European Green Deal“, geht die EU mit gutem Beispiel für Änderungen voran. Auch die Lebensmittel- und Getränkeindustrie investiert stark in eine nachhaltige Zukunft. „Ich beobachte eine intensive Phase, in der Organisationen ihr Engagement zum Erreichen der Nachhaltigkeitsziele der Vereinten Nationen (SDGs) intensivieren und die positiven Auswirkungen immer sichtbarer werden“, betont Emilian Axina, M.Sc, Industrie Manager Food & Beverage bei Copa-Data. Organisationen transformieren sich, bauen Kompetenzen rund um die Nachhaltigkeit auf, schaffen neue Verantwortlichkeiten. Diese Entwicklung geht Hand in Hand mit dem öffentlichen Engagement für die wissenschaftsbasierten Ziele (SBTi) im Zusammenhang mit Scope 1, 2 und 3.

Moderne Schnittstelle

Das Streben nach Leistungsverbesserung in der Lebensmittelproduktion ist nicht neu. Es war schon immer wichtig, dass Investitionen einen hohen finanziellen Ertrag bringen. Mit Produktivitätskonzepten wie Total Productive Maintenance (TPM) verfolgen die Hersteller seit Jahren das Ziel, optimierte Prozesse für optimale Produkte in höchster Qualität zu entwickeln. Der Begriff „Leistung“ gewinnt auch im Zusammenhang mit der Nachhaltigkeit an Bedeutung. Mit zenon werden herkömmliche HMI- und Scada-Systeme zu modernen digitalen Architekturen. Lösungen für die Prozesssteuerung und die Verwaltung von Fertigungsstraßen entwickeln sich über ihre ursprünglichen Funktionen hinaus.

Digitalisierung mit Mehrwert

„Unsere Softwareplattform sorgt für eine moderne, benutzerorientierte Schnittstelle. Durch die Optimierung der Interaktion mit komplexen Anlagen wird eine bessere und einfachere Steuerung ermöglicht. Maschinenbediener und Produktionsexperten profitieren von mehr Prozessflexibilität und einem verbesserten Situationsbewusstsein. Sie erhalten exakte Trendinformationen mit detaillierten Messdaten und komplexen Leistungskennzahlen. So können die Bediener in Echtzeit reagieren und durch die Auswertung des Prozessverlaufs wichtige Schlüsse ziehen. Dabei kann jedes Teammitglied vor Ort oder remote in den Prozess einbezogen werden. Dank robuster und sicherer Informationsflüsse lassen sich die Anlagen ohne viel Aufwand in die gesamte Infrastruktur zur Digitalisierung integrieren. Produktionsexperten können die Daten aus dem Betrieb in einem immer größeren Umfang nutzen“, erläutert der Experte ausführlich.

Während zenon den wachsenden Innovationshunger stillt, rückt das Streben nach Nachhaltigkeit ein schon länger bekanntes Thema in ein neues Licht: die Verlängerung des Lebenszyklus bestehender Anlagen. Die zukunftsorientierten Konstruktionsprinzipien, auf denen zenon aufbaut, können erheblich dazu beitragen, das Potenzial bestehender Ressourcen maximal auszuschöpfen. Da zenon Nachrüstungen und die Integration neuer Technologien so einfach macht, kann beschädigte Hardware gezielt ersetzt und veraltete Technologie und Betriebssysteme nachhaltig erneuert werden.

Energieeffizienz wird verbessert

Nahezu jeder Lebensmittel- und Getränkehersteller arbeitet derzeit an der Senkung seiner Scope-1- und Scope-2-Emissionen. Neben den Gasen, die direkt in den Prozessen freigesetzt werden, ist auch die in der Anlage verbrauchte Energie ein wichtiger Punkt. Die Einhaltung der ISO-Norm 50001 steht in vielen Produktionsbetrieben bereits seit einiger Zeit auf der Tagesordnung. Ein regelmäßig durchgeführter Plan-do-check-act-Zyklus kann die Unternehmen bei der kontinuierlichen Verbesserung ihrer Energieeffizienz unterstützen. „Wir müssen bei der Dekarbonisierung der Industrie Tempo machen“, heißt es. So sehen sich Unternehmen mit immensen Herausforderungen konfrontiert. Um diese zu überwinden, braucht es unterschiedliche Ansätze, viel Kreativität, eine engere Zusammenarbeit zwischen allen Stakeholdern sowie innovative Technologien.

Um Net Zero zu erreichen, muss man die unterschiedlichen Arten von Energie der verschiedenen Prozesse und Anlagen nutzen. Einzelne Maschinen sollten nicht mehr als Inseln, die Energie verbrauchen, erzeugen und verlieren, verstanden werden – sie sind vielmehr Knotenpunkte in einem Netzwerk, die in Wechselwirkung stehen. Die gesamte Energieerzeugung und der Energieverbrauch müssen frei von CO₂-Emissionen werden. Um das zu erreichen, könnte eine Anlage zum Beispiel nicht mehr die gesamte Energie einkaufen – und damit Emissionen vom Scope 2 erzeugen. Stattdessen könnte sie in Erneuerbare Energien vor Ort investieren. Ein solches dynamisches System erfordert einfach zu verwaltende Tools.

zenon-basiertes Energiedatenmanagementsystem

zenon wurde von Beginn an für interdisziplinäre Lösungen konzipiert. Die Integration eines zenon-basierten Energiedatenmanagementsystems ermöglicht es, alle Verbrauchsdaten zu erfassen und mit Produktionsdaten zu verknüpfen. Mit einem System zur Betriebsmittelüberwachung bleibt die Bereitstellung von Druckluft, Wärme, Kälte und anderen Ressourcen im Fokus. Wird die digitale Architektur einer Anlage um eine Gebäudeautomatisierung auf zenon-Basis ergänzt, entsteht ein umfassenderes Bild der kontextualisierten Verbräuche. In zenon steckt eine langjährige Expertise im Energie- und Infrastruktursektor. Die Lösungen zur Überwachung Erneuerbarer Energien – wie Solar- oder Windenergie – ermöglichen eine ganzheitliche Sicht auf einen Produktionsstandort.

Die Integration dieser verschiedenen Lösungen im Rahmen der Digitalisierungsbemühungen bietet enorme Vorteile. Durch Prozessüberwachung und Analysen unterstützt zenon die Verknüpfung von Energieflüssen mit der dafür nötigen Flexibilität. Dadurch kann die Auslastung optimiert werden, insbesondere wenn das System Energie wiederverwendet oder in andere Formen umwandelt. Mit leistungsstarken Funktionen zur Datenverarbeitung unterstützt zenon dabei, den Einsatz von Erneuerbaren Energien besser auf die verbrauchenden Prozesse abzustimmen. An einem sonnigen Tag sollte zum Beispiel die verfügbare Solarenergie wesentlich dazu beitragen, den Ressourcenverbrauch und die Kosten zu senken. Durch die Steuerung und Verwaltung sämtlicher Energieflüsse liefert zenon transparente Informationen, die für Innovationen zur Verbesserung der CO₂-Bilanz genutzt werden können.

Automatisierung als unterstützende Maßnahme

Die Lebensmittel- und Getränkeindustrie reagiert empfindlich auf Störungen in den Lieferketten, egal ob durch den Klimawandel, Ressourcenknappheit oder Nachfrageveränderungen. Eine Lösung könnte darin bestehen, die Materialbeschaffung zu diversifizieren. Dies bleibt nicht ohne Auswirkungen auf die Produktionsprozesse, da mit Versorgungsschwankungen zu rechnen ist. Laut The Carbon Almanac ist „Rindfleisch der größte landwirtschaftliche Verursacher von Treibhausgasen [...]. Ein einziger Cheeseburger hat die gleichen Auswirkungen auf das Klima wie eine 20 km lange Fahrt mit einem durchschnittlichen Auto mit Verbrennermotor.“ Die klimafreundlichere Option wäre, das Produkt durch Alternativen mit deutlich geringerem CO₂-Fußabdruck (Scope-3) zu ersetzen.

Mittels MTP Optimierungen vorantreiben

Auf dem Weg zu Net Zero sind Automatisierung und IT-Infrastruktur zwar keine Ziele an sich, aber ein gutes Mittel, um die Produkt- und Prozessinnovationen eines Herstellers voranzutreiben. Als Softwareplattform fördert zenon die Kreativität durch Standardisierung. Die Rezepturverwaltung, von anpassbaren Prozessparameter-Gruppen bis hin zu ganzen Produktionsverfahren, ist für eine flexible Fertigung unerlässlich. Die ausgereifte Implementierung von Modular Type Package (MTP) in zenon bringt diese Flexibilität auf ein neues Niveau. Auf dem Weg in eine nachhaltige Zukunft werden viele Lieferketten neu organisiert.

Auch wenn Leistungsmaximierung und Energiemanagement stets im Mittelpunkt stehen, hat zenon schon immer Möglichkeiten für kreative Lösungen für Veränderungen geboten. „Wir entwickeln zenon mit dem Instrumentarium ausgereifter Automatisierungs- und Digitalisierungsfunktionen kontinuierlich weiter. So können wir zuversichtlich jene Schritte gehen, die es ermöglichen, die Netto-Null-Ziele bereits weit vor 2050 zu erreichen“, heißt es vom Copa-Daten-Expertenseite abschließend.