Logistik in der Kreislaufwirtschaft
Der stetig wachsende Trend, Abfälle aufzubereiten und im Rahmen eines Recyclings wieder als Rohstoff für die Produktion verfügbar zu machen, stellt kommunale wie privatwirtschaftliche Unternehmen der Entsorgungs- und Kreislaufwirtschaft vor die Herausforderung einer immer komplexer werdenden Logistik. Dies führt zusammen mit dem zunehmenden Kostendruck zu gestiegenen Anforderungen an die Qualität und Effizienz der Logistik. Zusätzlich verändern sich gesetzliche Rahmen-bedingungen, Märkte und Kundenanforderungen stetig. Eine leistungsfähige und wirtschaftlich arbeitende Logistik, die sich flexibel anpasst, verschafft Unternehmen den entscheidenden Vorsprung. Als innovativer Partner entwickeln wir zukunftsfähige Lösungen von der Grundidee bis hin zur Realisierung. Dafür verwenden wir innovative, modellbasierte Methoden und praxisbewährte Ansätze, die Ihre Logistiksysteme und Prozesse effizienter und effektiver werden lassen.
Unsere Dienstleistungen
In unseren Planungs- und Beratungsprojekten kombinieren wir logistische Expertise mit Know-how im Bereich der Gesetzgebung und unserer langjährigen Branchenkompetenz. Vervollständigt wird unser Portfolio durch das »WICI-Versuchsfeld«: Hier untersuchen wir für unsere Auftraggeber neue Technologien u. a. auf ihre Wirtschaftlichkeit und Praxistauglichkeit und treiben Standardisierungsbestrebungen voran.
Wir bearbeiten für Sie folgende Schwerpunktthemen:
• Planung und Optimierung von inner- und außerbetrieblicher Logistik für die kommunale und gewerbliche Abfallwirtschaft
• Innerbetriebliches Abfallmanagement
• Planung von Anlagen und Betrieben
• Mathematische Optimierung, z. B. Revier- und Tourenplanung
• Lastenheftentwicklung, Technik- und Softwareauswahl, Entwicklung von Softwareprototypen
• WICI – Versuchsfeld für Informations- und Kommunikationstechnologien in der Kreislaufwirtschaft
Ganzheitliche Planung und Optimierung der Entsorgungs- und Kreislaufwirtschaft
Das Fraunhofer IML verfolgt in Optimierungsprojekten einen ganzheitlichen Ansatz und begleitet seine Kunden von der ersten Analyse bis zu erfolgreichen Umsetzung.
In einem ersten Schritt findet im Rahmen einer Prozessanalyse die Untersuchung der aktuellen Situation in den für das Projekt relevanten Unternehmensbereichen statt. Mit Hilfe der Analyse werden Potentiale lokalisiert und im Prozessablauf dargestellt. Hierauf aufbauend werden verschiedene Handlungsszenarien entwickelt und auf Basis der Ist-Situation kosten- und nutzentechnisch bewertet. Stufenpläne zur Umsetzung eines geeigneten Szenarios und eine Realisierungsbegleitung schließen das Projekt ab. Wichtig hierbei ist die enge Zusammenarbeit mit den Mitarbeitern Ihres Unternehmens, um einerseits unternehmensspezifische Besonderheiten zu berücksichtigen und andererseits die Akzeptanz und Motivation zur Umsetzung der gemeinsam erarbeiteten Maßnahmen zu fördern.
Leistungsüberblick
• Entwicklung von mittel- und langfristigen Strategien für die Unternehmenslogistik
• Geschäftsprozess- und Logistiksystemoptimierung
• Reorganisation der Ablauf- und Aufbauorganisation zur Reduzierung von Kosten und Durchlaufzeiten (Steigerung des Serviceniveaus und der Kundenorientierung)
• Auswahl von Software und Telematiklösungen
• Ganzheitliche Analyse, Planung und Konzeption komplexer Logistiknetzwerke
• Gestaltung effizienter Transportketten
• Revier- und Tourenplanung
• Optimierung von Abfallsammlung, -transport und -umschlag
• Ökobilanzierung, Bestimmung des Carbon Footprint
• Schwachstellen und Potentialanalysen
• Kosten-Nutzenanalysen, Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen
• Umsetzungs- und Realisierungsbegleitung
• Machbarkeitsanalysen, Marktstudien und Schulungen
Innerbetriebliches Abfallmanagement
Fast jedes Unternehmen produziert Abfälle verschiedenster Art und ist für deren Entsorgung verantwortlich. Dabei sollte die Abfallbeseitigung möglichst effizient und wirtschaftlich in den Unternehmensalltag eingebunden sein. Hierzu ist oft die Kopplung von Ver- und Entsorgung sinnvoll. Abfälle entstehen aber nicht nur in produzierenden Betrieben. Auch Handels- und Dienstleistungsunternehmen, Verwaltungen und öffentliche Einrichtungen müssen sich um ihre Abfallentsorgung kümmern.
Betriebliche Abfälle zu entsorgen, ist heute ein gesetzliches Muss. Die Kosten können Sie durch effizient gestaltetes betriebliches Abfallmanagement beeinflussen.
Im Rahmen einer ganzheitlichen Optimierung des betrieblichen Abfallmanagements findet in unseren Projekten zunächst eine Analyse der bestehenden Entsorgungssituation statt. Dazu gehören im Wesentlichen die Vor-Ort-Aufnahme der Prozesse und Verantwortungsbereiche im Abfallmanagement, die Erfassung von Abfallmengen, -fraktionen und -behältern sowie die Ermittlung der gesetzlichen Anforderungen. Auf Basis der vor Ort erfassten Abläufe visualisiert das Fraunhofer IML die Ist-Situation und ermittelt auf dieser Grundlage Schwachstellen und Verbesserungspotentiale. In Zusammenarbeit mit dem Kunden leitet das Projektteam aus der vorliegenden Analyse konkrete Maßnahmen ab und erstellt auf dieser Grundlage verschiedene Szenarien. Alle Szenarien können mit der Ist-Situation und untereinander verglichen werden, um schließlich die beste Lösung wählen zu können. Das Fraunhofer IML berücksichtigt dabei über die Kosten hinaus auch qualitative Aspekte, u. a. Sicherheit (Umwelt-, Brand- und Arbeitsschutz) und die Erfüllung zukünftiger ökologischer Anforderungen. Ebenso untersucht das Projektteam im Falle produzierender Betriebe, inwieweit eine Kopplung von Ver- und Entsorgung der Produktion sinnvoll ist. Stufenpläne zur Umsetzung der Maßnahmen und eine Umsetzungsbegleitung durch unser Projektteam schließen das Optimierungsprojekt ab.
Ihr Nutzen
• Optimierte abfallwirtschaftliche Betriebsabläufe
• Optimierte Material- und Informationsflüsse unter Berücksichtigung der Kopplung von Ver- und Entsorgung
• Transparenz über anfallende Kosten (Beschaffungs-, Entsorgungs- und Logistikkosten)
• Transparenz durch entsorgungsrelevante Kennzahlen
• Investitionsberatung für Neuanschaffungen (Kosten-/Nutzen-Analysen, Anbieterauswahl)
• Nachhaltigkeit der Maßnahmen durch Einbeziehung der Mitarbeiter (Informationsmaterial und Schulungen)
• Umsetzungsplanung und Umsetzungsbegleitung
Neben der detaillierten Analyse des betrieblichen Abfallmanagements bietet das Fraunhofer IML den »Quick-Scan Abfallmanagement« an. Dieser bietet eine zielgerichtete Kurzanalyse und Eingrenzung potentieller Schwachstellen im betrieblichen Abfallmanagement. Gleichzeitig werden für die identifizierten Handlungsfelder Potentiale abgeschätzt. Auf diese Weise erhält Ihr Unternehmen in kurzer Zeit konkrete Empfehlungen für die nächsten Schritte, um das eigene Abfallmanagement effizienter zu gestalten.
Informations- und Kommunikationstechnologien
Moderne Informations- und Kommunikationstechnologien (I&K) haben für effiziente logistische Prozesse eine enorme Bedeutung erlangt. Auch in der Kreislaufwirtschaft sind I&K-Systeme ein wesentlicher Schlüssel für mehr Effizienz und Wirtschaftlichkeit, und nicht zuletzt, um den Schritt vom Recyclingunternehmen zum profitabel arbeitenden Wertstoffhändler zu vollziehen. Viele Unternehmen der Kreislaufwirtschaftsbranche betreten beim Einsatz innovativer I&K-Systeme Neuland und benötigen ergänzende technische und logistische Expertise. Um das Potential der neuen Technik voll auszuschöpfen, müssen EDV-Systeme ausgewählt werden, die im Einklang mit Prozessen, Mitarbeitern und den Unternehmenszielen stehen. Die zentrale Frage lautet: Welche Hard- und Software ist die richtige für Ihre speziellen Aufgaben und Ziele?
Die passende IT für Ihre Anforderungen
Die Vielzahl unterschiedlicher Hardware- und Softwarekomponenten und die zahlreichen Anbieter mit ihren unterschiedlichen Leistungsangeboten in einem hochdynamischen Markt führen zu einer komplexen Aufgabenstellung. Das Fraunhofer IML vermittelt in diesem Spannungsfeld und begleitet Sie von der anforderungsgerechten Konzeption bis hin zur Umsetzung. Dies betrifft sowohl die eingesetzte Software (z. B. ERP-Systeme, Tourenplanungssoftware) wie auch ggf. erforderliche Hardware (z. B. Telematiksysteme, RFID-Komponenten). Bei Bedarf unterstützt das Fraunhofer IML auch die Entwicklung innovativer Softwaresysteme für spezifische Aufgabenstellungen.
Praxistests im WICI-Versuchsfeld
Speziell für die Anforderungen der Entsorgungs- und Kreislaufwirtschaft hat das Fraunhofer IML das WICI-Versuchsfeld ins Leben gerufen. WICI ist eine Demonstrations-, Test- und Entwicklungsumgebung, in der Unternehmen I&K-Systeme und -Technologien durch eine kompetente neutrale Instanz untersuchen, testen und weiterentwickeln lassen können.
Telematik bezeichnet die Kombination von Technologien aus den Bereichen »Telekommunikation« und »Informatik«. Telematiksysteme schaffen durch die Verknüpfung von Informationen in verschiedenen EDV-Systemen über Telekommunikations- und Datenverarbeitungslösungen einen neuartigen Ansatz zur Verbesserung und Optimierung von Abläufen, Planungen und der Steuerung in Logistik und Verkehr.
Vorgehensweise
Das Fraunhofer IML geht prozess- und systemorientiert vor und betrachtet Unternehmensabläufe in der notwendigen
Tiefe – immer mit Blick auf das Gesamtsystem aus Technologien, Prozessen und Mitarbeitern. Dabei ist der Ablauf eines I&K-Projektes gewöhnlich in sechs wesentliche Phasen gegliedert:
1. Analyse der Ist-Situation und Prozessanalyse
2. Schwachstellen- und Potentialanalyse für die Einführung neuer I&K-Systeme
3. Definition von Anforderungen und Lastenhefterstellung
4. Ausschreibung und Auswahl geeigneter Systeme
5. Festlegung auf den/die geeigneten Anbieter
6. Realisierungsbegleitung und Inbetriebnahmeunterstützung
Mathematische Optimierung – die Beherrschung komplexer Aufgaben
Logistische Netze werden immer komplexer und müssen immer höheren Anforderungen in Bezug auf Termintreue, Reaktionszeiten und Kosten genügen. Die Planung und Steuerung solcher Netzwerke erfordert den Einsatz geeigneter Methoden der mathematischen Optimierung, die jeweils individuell den spezifischen Anforderungen der Wertschöpfungskette angepasst sind.
Verfahren der mathematischen Optimierung werden auf verschiedenen Ebenen der Planung und Steuerung eingesetzt. Dies reicht von der strategischen Planung z. B. der Güterflüsse über die verschiedenen Wertschöpfungsstufen bis hin zur täglichen Disposition der Fahrzeugflotte im Rahmen der Tourenplanung.
Beispiele für den erfolgreichen Einsatz mathematischer Verfahren in der Entsorgungs- und Kreislaufwirtschaft sind die optimale Zuordnung von Güterflüssen auf Umschlag- und Verarbeitungsanlagen über mehrere Transportstufen hinweg oder die Tourenplanung für Absetz- und Abrollcontainer.
Die Experten des Fraunhofer IML entwickeln spezifisch für Ihren Anwendungsfall auch außerhalb der bekannten Standardsituationen praxistaugliche, mathematische Optimierungsmodelle und effiziente Lösungsalgorithmen. Eine Umsetzung der mathematischen Modelle in Form eines Software-Prototypen macht die erzielten Ergebnisse greifbar und weist die Praxistauglichkeit der entwickelten Lösung nach.
Unser Angebot richtet sich dabei gleichermaßen an Unternehmen der Entsorgungs- und Kreislaufwirtschaft sowie an Software- und Systemhäuser.
Nutzen von I&K-Projekten
• Kostenreduzierung und Effizienzsteigerung durch Optimierung
• Verkürzung der Planungsdauer bis hin zur Planung in Echtzeit
• Transparente und nachvollziehbare Planungsprozesse
• Vereinheitlichung des Qualitätsniveaus in der Planung
• Nachweis der Praxistauglichkeit durch Implementierung in Softwareprototypen
Leistungsüberblick
• Bedarfsermittlung und -analyse, Definition der Anforderungen
• Marktstudien, Vorauswahl und Bewertung bestehender I&K-Lösungen
• Ausschreibung, Angebotsbewertung und Vergabeempfehlung
• Konzeption und Lasten- und Pflichtenhefterstellung für neu zu entwickelnde Lösungen (Eigen-/Fremdentwicklung)
• Entwicklung von Softwareprototypen für spezifische Anwendungsfälle
• Durchführung von Abnahmen und Realisierungsbegleitung
Ökologische Bewertung
Das 21. Jahrhundert führt die Menschheit an ihre natürlichen Grenzen. Bei wachsender Weltbevölkerung nimmt die Verfügbarkeit von Rohstoffen wie Erdöl, Erdgas, Erz oder Trinkwasser ab. Dabei trifft die abnehmende Verfügbarkeit auf weltweit steigenden Bedarf. In der Folge werden die Rohstoffe zunehmend knapper und teurer. Gleichzeitig gilt es, die Treibhausgase, vor allem den CO2-Ausstoß, deutlich zu reduzieren, um weiteren Klimaveränderungen entgegenzuwirken. Die Notwendigkeit des effizienteren Umgangs mit Ressourcen rückt als entscheidende Aufgabe immer stärker in den Fokus von Wirtschaft, Politik, Forschung und Gesellschaft. Vor diesem Hintergrund wird energie- und ressourceneffizientes Wirtschaften zunehmend zu einem wettbewerbsentscheidenden Erfolgsfaktor, denn: Der schonende und effiziente Umgang mit Ressourcen birgt deutliches Einsparpotential. Dieses Potential lässt sich – je nach Anwendungsfall – mit den Methoden PIUS, Carbon Footprint Analyse und Ökobilanz aufzeigen und erschließen.
PIUS steht für produktionsintegrierten Umweltschutz und ist eine Methode, um gezielt Produktionsprozesse ressourcen-schonender und effizienter zu gestalten: Abfallmengen, Abwasser, Energie- und Ressourcenverbrauch werden optimiert.
Die Carbon Footprint Analyse gibt Auskunft über die CO2-Emissionen eines Untersuchungsraumes, wie z. B. den Lebensweg eines Produktes, die unternehmensspezifischen Distributionsstrukturen oder Dienstleistungen eines Logistikunternehmens. Die Ökobilanz betrachtet neben dem Treibhauseffekt weitere Umweltwirkungskategorien wie z. B. die Belastung durch Partikel (PM10) und den Verbrauch fossiler Energieträger. Beide Methoden zeigen die Umweltverträglichkeit z. B. eines Produktes oder einer Dienstleistung und verdeutlichen, welche Produktbestandteile und Teilprozesse welches ökologische Optimierungs-potential aufweisen.
Das Fraunhofer IML verknüpft die Untersuchungen eng mit Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen, so dass im Ergebnis ökoeffiziente Maßnahmen abgeleitet werden können.
Unsere Vorgehensweise
Das Fraunhofer IML legt bei ökologischen Untersuchungen vorhandene sowie in Vorbereitung befindliche Normen und Standardisierungen (z. B. VDI 4075, DIN EN ISO 14040ff, ISO 14064f) zugrunde. Inwiefern sie explizit angewendet werden, wird im Projektteam in Abhängigkeit der jeweiligen Projektziele diskutiert und entschieden.
Zu Beginn eines jeden Projektes wird zunächst die Betrachtungsebene festgelegt. Dabei unterscheidet das Fraunhofer IML zwischen der ökologischen Bewertung auf Unternehmens-, System- und Produktebene: Wird z. B. ein ganzes Unternehmen mit verschiedenen Standorten und Aktivitäten bilanziert oder soll ein konkretes Produkt oder eine Produktgruppe mit all seinen Bestandteilen (z. B. inklusive aller Verpackungsbestandteile) untersucht werden?
Anschließend wird gemeinsam mit Mitarbeitern aus Ihrem Unternehmen der Bilanzraum mit den relevanten Prozessen aufgenommen und visualisiert. Mit einer Grobanalyse auf Basis eines vorläufigen Material- und Mengengerüstes werden die Umweltlasten (z. B. CO2-Emissionen, Energie- und Ressourcenverbrauch) der Prozesse abgeschätzt. Die hieraus gewonnenen Kenntnisse ermöglichen, die relevanten Untersuchungsgegenstände der anschließenden Detailanalyse zu identifizieren.
Die Detailanalyse kann sich rein auf betriebliche Prozesse beziehen oder auch Prozesse von Lieferanten, Händlern und anderen Akteuren entlang einer Supply Chain umfassen. Die identifizierten Prozesse werden nachfolgend mit spezifischen Unternehmensdaten hinterlegt: z. B. Mengengerüste, Ressourcen- und Energieverbrauch, Entfernungen, eingesetzte Produktionstechnik und Fahrzeuge. In der Bewertungsphase werden die aufgenommenen Prozessstrukturen – ggf. mit softwaretechnischer Unterstützung – modelliert, die Umweltlasten berechnet und prozessspezifisch visualisiert. Auf dieser Basis können im nächsten Schritt detailliert die Hauptemissionstreiber und andere Schwachstellen in der Prozesskette identifiziert werden.
Für die identifizierten Schwachstellen können in einer anschließenden Optimierungsphase potentielle Lösungsansätze entwickelt und in unterschiedlichen Szenarien ausgearbeitet werden. Mittels Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen – z. B. in Form von Kosten/Nutzen-Abschätzungen – werden die Szenarien analysiert und bewertet. Abschließend werden Maßnahmen abgeleitet und Handlungsempfehlungen ausgesprochen. Das Fraunhofer IML bietet zudem an, die Umsetzung der Maßnahmen zu begleiten. Dies umfasst je nach Bedarf u. a. die Unterstützung bei Ausschreibungen sowie das erweiterte Projektmanagement mit Terminverfolgung. Ferner wird eine Erfolgskontrolle der umgesetzten Maßnahmen durchgeführt.
Ihr Nutzen
• Bewertbarkeit und Vergleichbarkeit der Umweltbelastungen z. B. verschiedener Produkte, Logistiksysteme und Dienstleistungen
• Verbesserung der Unternehmensprozesse im Rahmen der Prozessanalyse
• Reduzierung der Unternehmenskosten durch eine optimierte Ressourcennutzung
• Quantifizierte Umweltwirkungen eigener Produkte, Dienstleistungen und Teilprozesse
• Entwicklung und Umsetzung ökoeffizienter Unternehmensstrategien im Sinne der Corporate Social Responsibility (CSR)
CO2-Einsparpotential: Die Methoden des Fraunhofer IML erlauben die Bewertung komplexer Logistikketten über Unternehmensgrenzen hinweg.