Wie Lebenszyklusdenken die Automatisierung verbessert: Von isolierten Kennzahlen zur Systemoptimierung

Die wichtigsten Informationen in Kürze
- Nachhaltigkeit ist kein isoliertes Ziel, sondern das Ergebnis von Automatisierungslösungen, die auch bei veränderten Bedingungen zuverlässig leisten.
- Stabilität, Produktivität und Nachhaltigkeit greifen ineinander, wenn Systeme mit einem Lebenszyklusdenken entwickelt werden.
- Die resilientesten Automatisierungslösungen überzeugen auch Jahrzehnte nach dem Go-live durch starke Leistung.
Wo beginnt Nachhaltigkeit: bei Umweltverpflichtungen, der Systemleistung oder Investitionen, die auf Jahrzehnte ausgelegt sind? In der Automatisierung beginnt sie mit einer Leistung, die standhält, wenn sich Bedingungen ändern, die Nachfrage schwankt, Energiekosten steigen und der Tagesbetrieb sich im Laufe der Zeit weiterentwickelt.
Nachhaltigkeit ist kein einmaliges Ergebnis, sondern eine langfristige operative Verantwortung.
Globale Supply-Chain-Verantwortliche stehen vor der Aufgabe, den Durchsatz zu erhöhen, die Verfügbarkeit zu maximieren, steigende Energiekosten zu bewältigen und Herausforderungen im Bereich Personal zu managen. Gleichzeitig müssen sie resilient gegenüber Störungen bleiben: Unterbrechungen in der Lieferkette, veränderte Auftragsprofile und eine wachsende SKU-Vielfalt. In diesem Umfeld sind es die Systeme, die über den ersten Betriebstag hinaus intelligent optimiert werden und auch bei veränderten Bedingungen weiterhin leistungsfähig bleiben.
Bei Dematic betrachten wir Nachhaltigkeit und Leistung als zwei Seiten derselben Medaille. Wenn Automatisierungssysteme Lasten intelligent steuern und innerhalb stabiler Parameter betrieben werden, profitieren Betriebe von höherer Verfügbarkeit, gleichmäßigerem Materialfluss und besser planbarer Produktivität.
Nachhaltige Automatisierung bedeutet im Kern: Leistung über die Zeit. Die Umweltperformance sollte daher auf messbarem Systemverhalten basieren und konsistent bewertet werden, zum Beispiel durch lebenszyklusbasierte Methoden, anstatt einzelne Komponenten isoliert zu betrachten.
Auf Stabilität ausgelegt, nicht nur auf den Go-live
Allzu oft wird der Erfolg von Automatisierungslösungen zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme gemessen. Das zeigt zwar, ob ein System zu diesem Zeitpunkt funktioniert, garantiert jedoch nicht, dass es auch nach 5, 10 oder sogar 30 Jahren noch effizient arbeitet. Genau das ist jedoch eine berechtigte Erwartung an vielen Kundenstandorten.
Nachhaltige Automatisierung sollte nicht an der Leistung zu einem einzelnen Zeitpunkt gemessen werden, sondern über den gesamten Lebenszyklus des Systems. Deshalb sollte das System für kontrollierte Lasten, ausgewogene Systemflüsse und robuste Architekturen modelliert und ausgelegt werden, die unnötige Belastungen von Komponenten reduzieren. Diese ingenieurtechnischen Entscheidungen können, abhängig vom Betriebsprofil sowie der Art des Betriebs und der Wartung, die Verfügbarkeit direkt beeinflussen, vermeidbare Energiebedarfe senken und die Lebensdauer von Anlagen verlängern.
Wie meine Kollegin Aida Victoria Garza, Senior Manager Systems Sustainability, erklärt: „Wenn Nachhaltigkeit auf Systemebene eingebaut wird, wird sie zu einem messbaren Leistungsergebnis und nicht zu einer bloßen Initiative."
Energieeffizienz wird häufig auf Komponentenebene betrachtet, indem einzelne Komponenten miteinander verglichen werden. Diese Vergleiche können zwar nützliche Erkenntnisse liefern, vermitteln aber oft ein verzerrtes Bild. Der Grund: Die Kombinationsmöglichkeiten einzelner Komponenten in einer komplexen Automatisierungslösung sind nahezu unbegrenzt. Im laufenden Betrieb eines Systems über die Zeit sind signifikante Energieineffizienzen häufiger auf Ungleichgewichte im System zurückzuführen. Genau dort, wo ingenieurtechnische Korrekturen sowohl operative als auch ökologische Vorteile bringen können, wenn sie am aktuellen Systemzustand gemessen werden. Effizienz zu planen ist daher untrennbar mit der Planung für Zuverlässigkeit verbunden.
Wenn Nachhaltigkeit zur ingenieurtechnischen Entscheidung wird
Nachhaltigkeit als ingenieurtechnische Disziplin zu behandeln, verbessert die Qualität der Entscheidungen, die Teams treffen können.
Aus der Perspektive von Systemen und Lösungen bietet Nachhaltigkeit eine Linse für mehr Klarheit und Transparenz. Sie gibt sowohl Anbietern als auch Nutzern eine datengetriebene Möglichkeit, Materialien, Energiebedarf und Betriebsleistung über den gesamten Lebenszyklus einer Automatisierungslösung zu bewerten. Das schafft eine Win-win-Situation, die sowohl die direkte Leistung als auch übergeordnete Nachhaltigkeitskennzahlen verbessert. Der Umwelteinfluss wird dadurch messbar, vergleichbar und handlungsorientiert.
Die Lebenszyklusanalyse (LCA) spielt eine zentrale Rolle beim Verständnis der Umweltauswirkungen einer Automatisierungslösung über ihren gesamten Systemlebenszyklus: von den eingebetteten CO₂-Auswirkungen durch Materialien und Fertigung über Installation und Betrieb bis hin zum Ende der Nutzungsdauer. Auf Systemebene bietet die LCA eine konsistente ingenieurtechnische Methodik, um verschiedene Lösungstechnologien anhand derselben Systemgrenzen, Annahmen und Datenqualitätsregeln zu vergleichen, anstatt sich auf isolierte Komponentenkennzahlen oder ungeprüfte Annahmen zu stützen.
Die Erstellung einer LCA für komplexe Systeme ist jedoch weitaus anspruchsvoller als der direkte Vergleich zweier isolierter Produkte. Deshalb arbeitet Dematic aktiv mit internationalen Gremien wie dem VDMA zusammen, um branchenspezifische Produktkategorieregeln zu entwickeln, die mit ISO-Normen abgestimmt sind. So sind Lebenszyklus- und CO₂-Fußabdruckergebnisse transparent, vergleichbar und glaubwürdig.
Diese Sorgfalt ist wichtig, weil sie Annahmen durch Fakten ersetzt: die Grundlage für verantwortungsvolle Entscheidungen auf System- und Umweltebene.
Produktivität, Sicherheit und Resilienz der Belegschaft
Nachhaltige Automatisierung betrifft auch die Art und Weise, wie Systeme menschliche Arbeit gestalten.
Automatisierung, die repetitive oder körperlich belastende Aufgaben übernimmt, Engpässe reduziert und den Lärmpegel senkt, schafft sicherere und widerstandsfähigere Arbeitsumgebungen. Auf Effizienz optimierte Arbeitsabläufe verringern manuelle Eingriffe und verbessern sowohl die Produktivität als auch die Arbeitssicherheit.
In gut konzipierten Systemen sind Sicherheit und Produktivität keine konkurrierenden Ziele, sondern dasselbe Ergebnis aus unterschiedlichen Blickwinkeln. Designentscheidungen, die Menschen schützen, können gleichzeitig unnötige Bewegungen, Verschwendung und Energiebedarf reduzieren, insbesondere wenn sie im Vergleich zu bestehenden Arbeitsabläufen bewertet und über die Zeit gemessen werden.
Kreislaufwirtschaft und Lebensdauerverlängerung: Schützen, was bereits gebaut wurde
Nach der Installation eines Automatisierungssystems ist der Großteil der Umwelt- und Kapitalinvestitionen bereits in Materialien, Fertigung und Installation gebunden.
Genau deshalb sind Kreislaufwirtschaft und Systemlebensdauerverlängerung so wichtig. Angesichts der erheblichen Investitionen und Ressourcen, die bei der Installation anfallen, ist die nachhaltigste Entscheidung häufig, das Bestehende mit einem zuverlässigen Servicepartner zu schützen und weiterzuentwickeln.
Modulares Design, gezielte Upgrades und Performance-Rebalancing ermöglichen es Systemen, sich an veränderte Geschäftsanforderungen anzupassen, ohne unnötige Ersatzinvestitionen. Dieser Ansatz bewahrt den eingebetteten Wert, der durch lebenszyklusbasierte Bewertungen und projektspezifische Annahmen validiert werden kann.
Aus Lebenszyklus- und Kreislaufwirtschaftsperspektive hängt die Entscheidung zwischen einem Neubau und der Reinvestition in einen bestehenden Betrieb in der Regel von der Abwägung dreier Faktoren ab: Zeit, Kapital und die Veränderungskapazität des Betriebs.
Brownfield vs. Greenfield: Wie die Entscheidung treffen
Aus Lebenszyklus- und Kreislaufwirtschaftsperspektive hängt die Entscheidung zwischen einem Neubau und der Reinvestition in einen bestehenden Betrieb in der Regel von der Abwägung dreier Faktoren ab: Zeit, Kapital und die Veränderungskapazität des Betriebs.
- Greenfield-Automatisierung bietet den Vorteil des unbeschriebenen Blatts: Layouts, Materialflüsse und Versorgungsinfrastruktur können auf einen idealen Zielzustand ausgerichtet werden. Allerdings erfordert sie in der Regel höhere Vorabinvestitionen, längere Genehmigungs- und Bauzeiträume sowie eine größere Unsicherheit in Bezug auf die Nachfrageentwicklung während dieser Vorlaufzeit. Ein Neubau empfiehlt sich vor allem dann, wenn der bestehende Standort nicht an den erforderlichen Durchsatz, die Deckenhöhen oder Prozessabläufe angepasst werden kann, oder wenn die Unternehmensstrategie einen grundlegenden Wandel im Netzwerkdesign erfordert.
- Brownfield-Automatisierung bedeutet, das bereits Vorhandene zu modernisieren, zu erweitern oder neu auszubalancieren. Dies kann zu einer schnelleren Kapazitätssteigerung und Serviceverbesserung führen, einen strategisch günstigen Standort in der Nähe von Arbeitskräften und Transportnetzwerken erhalten und den eingebetteten Umweltaufwand reduzieren, der mit dem Ersatz einer noch produktiven Infrastruktur verbunden wäre. Allerdings erfordern Brownfield-Projekte eine disziplinierte Planung: insbesondere hinsichtlich der Integration in bestehende Steuerungssysteme, räumlicher Einschränkungen und der Installationsreihenfolge zum Schutz der Verfügbarkeit. Für viele Betriebe ist der richtige Weg eine schrittweise Modernisierung: zunächst gezielte Automatisierung zur Beseitigung von Engpässen, Verbesserung der Flächennutzung oder Stabilisierung des Materialflusses, gefolgt von einer modularen Skalierung, wenn Volumen und Anforderungen wachsen.
Die beste Antwort ist selten eine isolierte Entscheidung zwischen „neu" und „alt". Es geht darum, welche Option das geringste Risiko, den höchsten Lebenszyklus-Mehrwert und die Flexibilität bietet, auch bei veränderten Bedingungen leistungsfähig zu bleiben.
„Kreislaufwirtschaft bedeutet nicht mehr nur Recycling am Ende der Nutzungsdauer, sondern Systeme anpassungsfähig, produktiv und relevant zu halten, wenn sich die Rahmenbedingungen ändern", erklärt Garza.
Nachhaltigkeit als gemeinsame, langfristige Partnerschaft
Bei Dematic wird Nachhaltigkeit durch Zusammenarbeit gestaltet. Indem wir eng mit unseren Kunden von den frühesten Designphasen an zusammenarbeiten, stimmen wir Systemdurchsatz, Energieleistung, Arbeitsbedingungen und zukünftige Wachstumsziele zu einer einzigen, integrierten Lösung ab.
Diese Zusammenarbeit geht weit über den Go-live hinaus.
Im Rahmen einer kontinuierlichen Lebenszyklus-Partnerschaft optimieren wir laufend die Leistung, steuern den Energiebedarf und reduzieren operative Risiken über die Zeit. Nachhaltigkeit wird so zu einem gemeinsamen Weg zu stärkeren, resilienteren Betrieben.
Nachhaltigkeit sollte daher ein zentrales Kriterium bei Automatisierungsinvestitionsentscheidungen sein und von Beginn an in die Anforderungsplanung und Lebenszyklusplanung einfließen. Die frühzeitige Berücksichtigung von Upgrades und der Fokus auf Lebenszyklus-Mehrwert machen Betriebe zukunftssicher.
„Aus einer Lebenszyklusperspektive geht es bei Nachhaltigkeit darum, wie Systeme über Design, Betrieb, Optimierung und Lebensdauerverlängerung hinweg leisten", ergänzt Garza. „Wenn Automatisierung so konzipiert wird, schützt sie Investitionen und schafft Mehrwert."
In einer volatilen, ressourcenbeschränkten Geschäftswelt kann Nachhaltigkeit nicht länger von Leistung getrennt werden. Ein nachhaltiges System ist ein intelligent konzipiertes System, das über Jahrzehnte hinweg verlässlichen, verantwortungsvollen Mehrwert liefert.