Über das Forschungsprojekt

BaMa – Balanced Manufacturing
Simulationsbasierte Methode zur Energie- und Ressourceneffizienz in der Produktion
Flagship Project FFG

Im Jahr 2013 stand die Fertigungsindustrie vor einem Wendepunkt: Steigende Energiekosten, gesetzlicher Druck und wachsendes gesellschaftliches Bewusstsein rückten die Ressourceneffizienz in den Fokus industrieller Produktionsstrategien. Während Verfügbarkeit, Anpassungsfähigkeit und Produktivität weiterhin zentrale Erfolgsfaktoren blieben, fehlte ein ganzheitlicher Ansatz zur Optimierung von Energie- und Materialflüssen innerhalb komplexer Produktionssysteme.

BaMa entwickelte eine simulationsgestützte Methode zur Überwachung, Vorhersage und Optimierung des Energie- und Ressourcenverbrauchs in Produktionsanlagen – unter Berücksichtigung betriebswirtschaftlicher Faktoren wie Zeit, Kosten und Qualität.

Warum BaMa?

  • Integration aller Anlagenbereiche (Produktion, Gebäude, Energie, Logistik, Management) in eine gemeinsame Bewertungsmethodik
  • Systemischer, modularer Ansatz zur Energie- und Ressourcensimulation in Fertigungsstätten
  • Verknüpfung von realen Produktionsdaten mit digitalen Optimierungstools zur Effizienzsteigerung
  • Ableitung eines produktbezogenen Fußabdrucks auf Basis von Energie-, Zeit- und Umweltwirkungen

Projektbeschreibung

Die BaMa-Methode basiert auf einer modularen Struktur: Produktionsstätten werden in sogenannte „Würfel“ segmentiert, die jeweils ein bestimmtes physikalisches Verhalten abbilden und zur Gesamtenergiebilanz beitragen. Jeder Würfel enthält definierte Schnittstellen zur Interaktion mit benachbarten Modulen.

Ein experimenteller Demonstrator diente zur Validierung des Konzepts und ermöglichte die Ableitung von produktbezogenen Energie- und Ressourcendaten. Diese Daten flossen in die Entwicklung eines digitalen Produkt-Fußabdrucks ein, der die Aufwendungen in Kosten, Zeit, Energie und Emissionen entlang des Fabrikprozesses abbildet.

Darauf aufbauend wurde eine Werkzeugkette entwickelt, die drei zentrale Module umfasst:

  • Überwachung: Aggregation und Visualisierung des aktuellen Ressourcenverbrauchs
  • Prognose: Vorhersage des zukünftigen Energiebedarfs basierend auf Produkt-Fußabdruck und Produktionsplanung
  • Optimierung: Simulationsgestützte Verbesserung des Anlagenbetriebs im Hinblick auf Energieeffizienz und wirtschaftliche Kennzahlen

Vision

BaMa steht für eine zukunftsorientierte, datenbasierte Produktionsplanung, die Effizienz und Wettbewerbsfähigkeit miteinander verbindet. Die entwickelte Methode wurde erfolgreich in mehreren Industrieunternehmen implementiert und bietet ein übertragbares Modell für unterschiedliche Branchen.

Zusätzlich wurden Richtlinien zur BaMa-Implementierung gemäß ISO 50001 entwickelt, um den Einstieg in ein systematisches Energiemanagement zu erleichtern. Damit liefert BaMa einen messbaren Beitrag zur Dekarbonisierung industrieller Prozesse, zur Ressourcenschonung und zur Transformation der Fertigung in Richtung nachhaltiger Produktionskulturen.

Highlights ⭐

Weiterführende Links